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Method Article
O modelo suíno de perfusão normotérmica hepática (NMP), descrito aqui, pode ser usado com sucesso para estudar NMP como uma estratégia de preservação, uma ferramenta para avaliação de viabilidade e uma plataforma para reparo de órgãos. Possui um alto valor translacional, no entanto, é tecnicamente desafiador e trabalhoso.
Modelos suínos de perfusão normotérmica ex situ hepática (NMP) estão sendo cada vez mais usados na pesquisa de transplantes. Ao contrário dos roedores, os fígados suínos são anatômica e fisiologicamente próximos dos humanos, com tamanho de órgão e composição biliar semelhantes. O NMP preserva o enxerto hepático em condições próximas às fisiológicas, recirculando um perfusado baseado em glóbulos vermelhos quente, oxigenado e enriquecido com nutrientes através da vasculatura hepática. O NMP pode ser usado para estudar lesões de isquemia-reperfusão, preservar um fígado ex situ antes do transplante, avaliar a função do fígado antes do implante e fornecer uma plataforma para reparo e regeneração de órgãos. Alternativamente, NMP com um perfusato à base de sangue total pode ser usado para mimetizar o transplante. No entanto, esse modelo é trabalhoso, tecnicamente desafiador e acarreta um alto custo financeiro.
Neste modelo de NMP suíno, usamos fígados danificados isquêmicos quentes (correspondentes à doação após morte circulatória). Primeiramente, inicia-se anestesia geral com ventilação mecânica, seguida da indução de isquemia quente por pinçamento da aorta torácica por 60 min. As cânulas inseridas na aorta abdominal e na veia porta permitem a lavagem do fígado com solução de preservação fria. O sangue lavado é lavado com um protetor de células para obter glóbulos vermelhos concentrados. Após a hepatectomia, as cânulas são inseridas na veia porta, artéria hepática e veia cava infra-hepática e conectadas a um circuito de perfusão fechado preparado com um expansor de plasma e hemácias. Um oxigenador de fibra oca é incluído no circuito e acoplado a um trocador de calor para manter um pO2 de 70-100 mmHg a 38 °C. O NMP é obtido por um fluxo contínuo diretamente através da artéria e através de um reservatório venoso através da veia porta. Fluxos, pressões e valores de gases sanguíneos são monitorados continuamente. Para avaliar a lesão hepática, o perfusato e o tecido são amostrados em pontos de tempo predefinidos; A bile é coletada por meio de uma cânula no ducto biliar comum.
O transplante de fígado é o único tratamento definitivo para insuficiência hepática em estágio terminal; no entanto, seu sucesso é limitado por um desequilíbrio persistente entre os pacientes em lista de espera e a disponibilidade de órgãos potenciais doadores1. Para aumentar o pool de doadores, os critérios de doadores foram gradualmente estendidos na última década, incluindo idade avançada do doador, esteatose hepática e doação após morte circulatória (DCD)2,3. Durante um procedimento de DCD, o fígado invariavelmente sofre um período de isquemia quente entre a retirada da terapia de suporte à vida, declaração de óbito e resfriamento e preservação in situ, agravando a lesão de isquemia-reperfusão (IRI)4. Como resultado, os fígados DCD estão associados a um aumento da incidência de disfunção precoce do aloenxerto e complicações biliares 5,6.
Para esses fígados de doadores de alto risco, a preservação convencional com armazenamento refrigerado estático não oferece proteção suficiente contra IRI. Até aqui, estratégias alternativas de preservação, como a perfusão normotérmica por máquina (NMP), ganharam força considerável. Durante a perfusão normotérmica da máquina, o fígado é conectado ex situ a um circuito isolado e perfundido com um perfusato oxigenado e enriquecido com nutrientes à temperatura corporal. Ensaios clínicos sugerem que o NMP reduz a lesão hepatocelular, refletida pela redução do pico de liberação de transaminases e disfunção precoce do enxerto7. No entanto, pouco se sabe sobre a biologia das células hepáticas durante o NMP8.
Os modelos animais têm sido fundamentais na evolução do transplante de fígado. Em contraste com os modelos de roedores, o porco é considerado de maior valor translacional, pois o fígado suíno é anatômica e fisiologicamente próximo aos humanos, com tamanho de órgão e composição biliar semelhantes. No entanto, os modelos de transplante de fígado suíno são trabalhosos, difíceis de padronizar e têm um custo financeiro significativamente maior.
O NMP do fígado suíno pode ser usado para servir a diferentes propósitos. Pode ser aplicado para mimetizar o transplante ex situ ao usar um perfusato baseado em sangue total, para preservar o fígado de um doador em um ambiente protetor com um perfuso baseado em glóbulos vermelhos depletados de leucócitos, para avaliar potenciais biomarcadores que predizem a função hepática ex situ antes do transplante ou como uma plataforma para investigar a terapia regenerativa 9,10,11.
A adoção de modelos de NMP de fígado suíno é desafiadora, enquanto aspectos técnicos cirúrgicos e relacionados à perfusão são pouco descritos. Em nosso laboratório de pesquisa, adotamos a configuração NMP originalmente descrita por Butler et al.12 para desenvolver e validar um modelo de perfusão hepática isolada ex situ suína de 24 horas que poderia ser usado tanto para preservar um enxerto hepático para transplante quanto para mimetizar um transplante. Aqui, descrevemos um protocolo passo a passo; uma estrutura metodológica e possíveis armadilhas são publicadas em outro lugar9.
Todos os experimentos foram conduzidos após a aprovação do comitê de cuidados com animais da KU Leuven e de acordo com as diretrizes europeias.
1. Informações sobre animais
NOTA: Suínos TOPIGS TN70 machos, com 3 meses de idade, com peso corporal de aproximadamente 30 kg e peso hepático de 600-700 g são usados para este protocolo de estudo.
2. Preparação do esquema de perfusão
3. Indução da anestesia
4. Cirurgia
5. Perfusão da máquina normotérmica
O protocolo de perfusão apresentado utiliza a autorregulação do fluxo sanguíneo hepático para atingir condições hemodinâmicas estáveis por até 24 h e simular a distribuição fisiológica do fluxo sanguíneo na veia porta e na artéria hepática. A Figura 1 representa uma visão geral esquemática do circuito de perfusão. A Figura 2A mostra uma distribuição consistente do fluxo sanguíneo, com a veia porta e a arté...
Aqui, detalhamos nossa experiência com NMP de fígado suíno. As vantagens desta técnica incluem alto valor translacional e versatilidade. O NMP do fígado suíno pode ser aplicado para investigar e aumentar a compreensão dessa técnica de preservação aprimorada ou, alternativamente, para mimetizar o transplante. Essa configuração permite o controle manual sobre todos os aspectos da perfusão, permitindo ajustar a pressão portal e arterial e o fluxo de várias maneiras.
Os autores não têm nada a divulgar.
Os autores gostariam de agradecer a todos os estudantes de pesquisa da faculdade de medicina da KU Leuven envolvidos nesses experimentos.
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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