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Method Article
Le modèle porcin de perfusion hépatique normothermique (NMP), décrit ici, peut être utilisé avec succès pour étudier la NMP en tant que stratégie de préservation, outil d’évaluation de la viabilité et plate-forme pour la réparation d’organes. Il a une grande valeur translationnelle, mais il est techniquement difficile et demande beaucoup de main-d’œuvre.
Les modèles porcins de perfusion électronique normalisée (NMP) hépatique sont de plus en plus utilisés dans la recherche sur la transplantation. Contrairement aux rongeurs, le foie porcin est anatomiquement et physiologiquement proche de celui de l’homme, avec une taille d’organe et une composition de bile similaires. La NMP préserve le greffon hépatique dans des conditions proches de la physiologie en faisant recirculer un perfusat chaud, oxygéné et enrichi en nutriments à base de globules rouges à travers le système vasculaire hépatique. La NMP peut être utilisée pour étudier les lésions d’ischémie-reperfusion, préserver un foie ex situ avant la transplantation, évaluer la fonction du foie avant l’implantation et fournir une plate-forme pour la réparation et la régénération des organes. Alternativement, la NMP avec un perfusate à base de sang total peut être utilisée pour imiter la transplantation. Néanmoins, ce modèle demande beaucoup de main-d’œuvre, est techniquement difficile et entraîne un coût financier élevé.
Dans ce modèle de NMP porcin, nous utilisons des foies endommagés ischémiques chauds (correspondant au don après mort circulatoire). Tout d’abord, une anesthésie générale avec ventilation mécanique est initiée, suivie de l’induction d’une ischémie chaude en clampant l’aorte thoracique pendant 60 min. Des canules insérées dans l’aorte abdominale et la veine porte permettent de rincer le foie avec une solution de conservation froide. Le sang évacué est lavé à l’aide d’un économiseur de cellules pour obtenir des globules rouges concentrés. Après une hépatectomie, des canules sont insérées dans la veine porte, l’artère hépatique et la veine cave infra-hépatique et connectées à un circuit de perfusion fermé amorcé avec un expanseur plasmatique et des globules rouges. Un oxygénateur à fibres creuses est inclus dans le circuit et couplé à un échangeur de chaleur pour maintenir une pO2 de 70-100 mmHg à 38 °C. La NMP est obtenue par un écoulement continu directement à travers l’artère et via un réservoir veineux à travers la veine porte. Les débits, les pressions et les valeurs des gaz du sang sont surveillés en permanence. Pour évaluer les lésions hépatiques, le perfusat et les tissus sont échantillonnés à des moments prédéfinis ; La bile est recueillie à l’aide d’une canule dans le canal cholédoque.
La transplantation hépatique est le seul traitement définitif de l’insuffisance hépatique en phase terminale ; Cependant, son succès est limité par un déséquilibre persistant entre les patients sur la liste d’attente et la disponibilité des organes de donneurspotentiels1. Afin d’augmenter le nombre de donneurs, les critères de donneurs ont été progressivement élargis au cours de la dernière décennie, notamment l’âge plus avancé des donneurs, la stéatose hépatique et le don après mort circulatoire (DDC)2,3. Au cours d’une procédure de DDC, le foie souffre invariablement d’une période d’ischémie chaude entre l’arrêt du traitement de survie, la déclaration de décès et le refroidissement et la conservation in situ, aggravant les lésions d’ischémie-reperfusion (IRI)4. En conséquence, les foies DCD sont associés à une incidence accrue de dysfonctionnement précoce de l’allogreffe et de complications biliaires 5,6.
Pour ces foies de donneurs à haut risque, la conservation conventionnelle avec stockage frigorifique statique n’offre pas une protection suffisante contre l’IRI. Jusqu’à présent, des stratégies de préservation alternatives telles que la perfusion mécanique normothermique (NMP) ont gagné en popularité. Lors de la perfusion d’une machine normothermique, le foie est connecté ex situ à un circuit isolé et perfusé avec un perfusat oxygéné et enrichi en nutriments à la température du corps. Les essais cliniques suggèrent que la NMP réduit les lésions hépatocellulaires, comme en témoigne la réduction de la libération maximale de transaminases et le dysfonctionnement précoce de l’allogreffe7. Cependant, on sait peu de choses sur la biologie des cellules hépatiques au cours de la NMP8.
Les modèles animaux ont joué un rôle central dans l’évolution de la transplantation hépatique. Contrairement aux modèles de rongeurs, le porc est considéré comme ayant une valeur translationnelle plus élevée car le foie porcin est anatomiquement et physiologiquement proche de celui des humains, avec une taille d’organe et une composition biliaire similaires. Néanmoins, les modèles de greffe de foie porcin nécessitent beaucoup de main-d’œuvre, sont difficiles à normaliser et entraînent un coût financier nettement plus élevé.
Le NMP du foie porcin peut être utilisé à différentes fins. Il peut être appliqué pour imiter la transplantation ex situ lors de l’utilisation d’un perfusat à base de sang entier, pour préserver le foie d’un donneur dans un environnement protecteur avec un perfusat à base de globules rouges appauvris en leucocytes, pour évaluer des biomarqueurs potentiels prédisant la fonction hépatique ex situ avant la transplantation, ou comme plate-forme pour étudier la thérapie régénérative 9,10,11.
L’adoption de modèles NMP de foie porcin est un défi, tandis que les aspects techniques chirurgicaux et liés à la perfusion sont à peine décrits. Dans notre laboratoire de recherche, nous avons adopté la configuration NMP décrite à l’origine par Butler et al.12 pour développer et valider un modèle de perfusion hépatique isolée ex situ porcine de 24 heures qui pourrait être utilisé à la fois pour préserver une greffe de foie pour la transplantation et pour imiter une greffe. Ici, nous décrivons un protocole étape par étape ; Un cadre méthodologique et les pièges potentiels sont publiés ailleurs9.
Toutes les expériences ont été menées après l’approbation du comité de protection des animaux de la KU Leuven et conformément aux directives européennes.
1. Information sur l’animal
REMARQUE : Des porcs TOPIGS TN70 mâles, âgés de 3 mois, d’un poids corporel d’environ 30 kg et d’un poids hépatique de 600 à 700 g, sont utilisés pour ce protocole d’étude.
2. Préparation de l’installation de perfusion
3. Induction de l’anesthésie
4. Chirurgie
5. Perfusion de machine normamère
Le protocole de perfusion présenté utilise l’autorégulation du flux sanguin du foie pour obtenir des conditions hémodynamiques stables jusqu’à 24 h et simuler la distribution physiologique du flux sanguin dans la veine porte et l’artère hépatique. La figure 1 représente une vue d’ensemble schématique du circuit de perfusion. La figure 2A montre une distribution cohérente du flux sanguin, la veine porte et l’a...
Ici, nous avons détaillé notre expérience avec le foie porcin NMP. Les avantages de cette technique comprennent une valeur de traduction élevée et une polyvalence. La NMP du foie porcin peut être appliquée soit pour étudier et accroître la compréhension de cette technique de conservation améliorée, soit pour imiter la transplantation. Cette configuration permet un contrôle manuel de tous les aspects de la perfusion, ce qui permet d’ajuster la pression et le débit portals ...
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Les auteurs tiennent à remercier tous les étudiants de la faculté de médecine de la KU Leuven qui ont participé à ces expériences.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alaris GH Plus syringe pump | BD Care Fusion | 80023 UN 01-G | |
Anesthesia device | Dräger | Titus | |
Arterial catheter Cavafix Certo | Braun, Melsungen, Germany | BRAU4152557 | |
Blood gas analyzer | Radiometer | ABL815 | |
Calcium gluconate 10% | Braun, Melsungen, Germany | 570/13596667/1214 | |
Capnograph | Dräger | Scio | |
Cell saver | Medtronic | AutoLog | |
Centrifugal pump Biomedicus | Medtronic | 85315 REV 3.0 | |
Centrifuge Rotina 420R Hettich | VWR | 521-1156 | |
Custom made perfusion circuit | Medtronic | M323901C | |
Disposable set cell saver | Medtronic | ATLS24 | |
DLP Single stage venous cannula, straight 20F | Medtronic | 66120 | |
Epoprostenol | GlaxoSmithKline Belgium, Wavre, Belgium | Flolan | |
Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL | Janssen | HK-08700 | |
Flow sensor BioPro TT | Em-Tec | 12271 | |
Formaldehyde 4% | VWR | VWRK4078.9005 | |
Freezer -80 °C | New Brunswick Scientific | U570-86 | |
Fridge | Liebherr | CUP 3513 | |
Geloplasma | Fresenius-Kabi, Bad Homburg, Germany | freeflex | |
Heater cooler | Stöckert-Shiley, Sorin group | 16-02-1950 | |
Heparin 5000 IE/mL | Leo Pharma, Ballerup, Denmark | HeparinLeo | |
Hepatic artery canula | Medtronic | BIO-MEDICUS 12F | |
IGL-1 organ preservation solution | Institut Georges Lopez | IGL-1/1000/D | |
In-line blood gas analyzer | TERUMO | Calibrator 3MCDI 540/CDI 500 | |
Insulin 200 IU Actrapid | Novo Nordisk, Dagsvaerd, Denmark | MEDI-00018 | |
Isoflurane 1000 mg/g Inhalation vapour | Chanelle Pharma | Iso-Vet | |
IV catheter BD Insyte-W 20 G | BD | 381334 | |
Liquid nitrogen tank | KGW Isotherm | S22 | |
Mersilene 250CM M3 USP2/0 non needled ligapak | JNJ medical | F4503 | |
Mersilene 250CM M3.5 USP0 non needled ligapak | JNJ medical | F4504 | |
Mersilene 5X70CM M3.5 USP0 non needled | JNJ medical | EH6935H | |
Mersilene 6X45CM M3 USP2/0 non needled | JNJ medical | EH6734H | |
Micro pipettes 1000 µL | Socorex | 82,51,000 | |
Monitoring | Siemens | SC 8000 | |
Plasmalyte Viaflo | Baxter | Plasmalyte Viaflo | |
Portal vein canula | CALMED LABS | 18F RV-40018 | |
Pressure sensor | Stöckert-Shiley, Sorin group | 22-06-2000 | |
Pressure servo regulator | Medtronic | BM 9505-2 | |
Prolene 4-0 | JNJ medical | EH7151H | |
Roller pump | Cobe Century USA | 468048-000 REV C | |
Sodium bicarbonate 8.4% | Braun, Melsungen, Germany | 362 2339 | |
Sodium taurocholate | Sigma Aldrich, Burlington, USA | 86339 | |
Surgical scalpel nr 24 | Swann Morton | 0211 | |
Venous catheter, 3-lumen; 12FR | ARROW | AK-12123-F | |
Vicryl Vio 250CM M2 USP3/0 non needled gigapak | JNJ medical | V1205G | |
Xylazine 2% | VMD Livestock pharma | XYL-M 2% | |
Zinacef Cefuroxime 750 mg | GlaxoSmithKline Belgium, Wavre, Belgium | NDC 0173-0353-32 | |
Zoletil 100 | Virbac | Zoletil 100 |
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