Creación de abdominales adherencias en ratones

Abdominal adhesions that form after surgery are a major cause of pain, infertility, and hospitalization and reoperation for small bowel obstruction. Our surgical procedure for creating abdominal adhesions in mice is a reliable tool to study the mechanisms underlying the formation of adhesions.

Abdominal adhesions consist of fibrotic tissue that forms in the peritoneal space in response to an inflammatory insult, typically surgery or intraabdominal infection. The precise mechanisms underlying adhesion formation are poorly understood. Many compounds and physical barriers have been tested for their ability to prevent adhesions after surgery with varying levels of success. The mouse and rat are important models for the study of abdominal adhesions. Several different techniques for the creation of adhesions in the mouse and rat exist in the literature. Here we describe a protocol utilizing abrasion of the cecum with sandpaper and sutures placed in the right abdominal sidewall. The mouse is anesthetized and the abdomen is prepped. A midline laparotomy is created and the cecum is identified. Sandpaper is used to gently abrade the surface of the cecum. Next, several figure-of-eight sutures are placed into the peritoneum of the right abdominal sidewall. The abdominal cavity is irrigated, a small amount of starch is applied, and the incision is closed. We have found that this technique produces the most consistent adhesions with the lowest mortality rate.

Las adherencias abdominales son una forma de tejido cicatrizal que se forman en el abdomen, en respuesta a la inflamación, por lo general después de la cirugía o infección intraabdominal. Las adherencias son una causa importante de dolor abdominal crónico y la infertilidad, y son la causa más común de obstrucción del intestino delgado ^1. La presencia de adherencias hace que la realización de una segunda operación abdominal más difícil y aumenta la probabilidad de complicaciones ^2.

A pesar de años de investigación, los mecanismos que subyacen a la formación de adherencias siguen siendo poco conocidos. Se sabe que una lesión inicial a la superficie peritoneal causa una exudación de líquido rico en fibrina, que forma entonces un coágulo que une las superficies de intestino y la pared abdominal juntos ^3. Más tarde, los fibroblastos y otras células migran al espacio de adhesivo y secretan tejido conectivo ^4. Largo de meses o años la adhesión madura mediante el desarrollo de los vasos sanguíneos y los nervios ^5.

Existen varios productos comerciales que están diseñados para reducir la formación de adherencias después de la cirugía abdominal (por ejemplo, Seprafilm). Todos estos productos actúan como barreras mecánicas y detener la formación de adherencias al impedir el contacto físico entre asas intestinales y el ^6,7 pared abdominal. A pesar de la evidencia de un ensayo controlado que una barrera de adhesión quirúrgica reduce la formación de adherencias ^8, muchos cirujanos anecdóticamente se han decepcionado con la eficacia de los productos barrera mecánica.

En la actualidad no existen terapias anti-adherencia a base de drogas, lo que refleja el hecho de que los procesos exactos involucrados en la formación de adherencias son poco conocidos. El desarrollo de una terapia que se dirige específicamente a los agentes celulares o moleculares implicados en la formación de adherencias requerirá una mejor comprensión de los eventos que están implicados en la formación de la adherencia. varios gruposs han identificado las vías moleculares que pueden ser importantes para la formación de adherencias ^9-11. Los modelos animales proporcionan un ambiente excelente para el estudio de la formación de adherencias. Muchos estudios se han publicado que describe la creación quirúrgica de adherencia en varios animales, en particular la rata y el ratón ^6,12-14. Dada nuestra experiencia con el estudio de la fibrosis en el ratón y la amplia disponibilidad de ratones transgénicos y anticuerpos basado en el ratón, elegimos el ratón como modelo para el estudio de las adherencias. Aquí, se presenta la técnica que hemos desarrollado para crear de forma reproducible y fiable adherencias abdominales en el ratón.

El siguiente protocolo ha sido aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Stanford (IACUC) y cumple con todas las directrices éticas institucionales respecto al uso de los animales de investigación.

1. Creación de adherencias abdominales

1. Iniciar el ratón en dieta de pienso antibiótico una semana antes del procedimiento.
2. Autoclave los instrumentos quirúrgicos y de pre-calentamiento de la solución de irrigación con agua salina.
3. Anestesiar al ratón usando 2% de isoflurano inhalado.
4. Usando una cortadora de cabello seguido de una aplicación rápida (5-10 seg) de agente depilatorio, eliminar el pelo de la mayoría de la superficie del abdomen. Eliminar completamente el agente depilatorio limpiando suavemente con una gasa húmeda y, opcionalmente, por mojar con cuidado la mitad inferior del ratón en el agua caliente. secar bien el animal.
5. Coloque el hocico del animal en el cono de la nariz anestésico. Durante toda la operación, seguimiento cuidadoso de la rtasa espiratorio del animal y valorar el caudal de anestesia según sea necesario.
6. Utilice un dispositivo de calentamiento, tal como una almohadilla de calefacción o de una lámpara de calentamiento, para prevenir la hipotermia.
7. Antes de preparar el abdomen, asegurar el ratón con tiras de cinta colocados por encima y por debajo del abdomen para evitar que el ratón se mueva durante la cirugía. Desinfectar el abdomen con betadine, a continuación, siga con el 70% de etanol. Incluir la mayor área posible en la preparación, incluyendo el pelo en los bordes de la zona afeitada. Coloque un paño estéril sobre el ratón. (Figura 1)
8. Por vía subcutánea inyectar 0,1 mg / kg de buprenorfina, o 3 g de un 30 g de ratón.
9. Hacer la incisión de la piel.
   1. A partir de la línea media del abdomen inferior, agarre la piel con pinzas y hacer un corte vertical de poca profundidad en la piel con unas tijeras afiladas.
   2. Realizar el corte en sentido superior a la xifoides con las tijeras. Tenga cuidado de introducir sólo la piel.
10. Como la musculatura abdominal es now visible que cubre las vísceras, sujete la línea media de la musculatura con pinzas y con mucho cuidado hacer un pequeño corte en él usando unas tijeras afiladas. Asegúrese de no cortar accidentalmente en un órgano abdominal.
11. Después de entrar en el espacio peritoneal con un pequeño corte y ver la capa muscular se alejan de los órganos abdominales, extender el corte superiormente e inferiormente mediante la inserción de las tijeras en la apertura y corte con cuidado en ambas direcciones. Extender la incisión desde el xifoides superior hasta encima de la vejiga inferior. (Figura 2)
12. Ahora que los intestinos están expuestos, localizar el ciego y suavemente exteriorizar ella. Evite agarrar el ciego con unas pinzas dentadas o afiladas. En lugar de utilizar una pinza atraumática como un Adson fórceps dentadas.
13. Desgastar el ciego con papel de lija.
    1. raspe suavemente toda la superficie de ambos lados del ciego con lija de grano 100 para 30 - 60 seg hasta que la superficie se convierte en appea menos brillante y petequiasr en la superficie. Si el cirujano es diestro, que ayuda a orientar el ciego con la punta mirando hacia la derecha y la caída del ciego sobre el dedo índice izquierdo del cirujano. (Figura 3)
    2. Realizar el lijado con cuidado, ya que es fácil de provocar accidentalmente una perforación de la pared del ciego delgada. Una pequeña cantidad de arenilla se debe sentir como el papel de lija se mueve a lo largo de la superficie del ciego. Si el papel de lija se sintió en varias ocasiones se enganche en el ciego, esto probablemente causará un desgarro en la pared del ciego. Observe cuidadosamente para asegurar que las partículas de papel de lija no desplazan y permanecen en el abdomen, ya que esto puede causar una reacción de cuerpo extraño excesiva.
    3. Si se produce un desgarro en la pared del ciego, concluido el procedimiento y sacrificar al animal.
    4. Si un vaso sanguíneo cecal es cortado por el papel de lija y causa sangrado, aplique presión durante un máximo de dos minutos con una gasa. Sin embargo, si el sangrado persiste después de este tiempo, colocar una sutura monofilamento figura en forma de ocho alrededor del 7-0punto de sangrado. Esto detendrá de forma fiable el sangrado en casi todos los casos. Tenga cuidado de no incorporar una gran cantidad de pared del ciego en la sutura, ya que se corre el riesgo de necrosis de la parte afectada del muro.
14. Lesionar la pared lateral abdominal derecha.
    1. Utilice una tira de papel de lija para desgastar la superficie peritoneal de los músculos de la pared lateral abdominal derecha. Ser más agresivo con el lijado aquí que en el ciego y continuará hasta que toda la superficie de la pared lateral abdominal derecha aparece maltratado. Evitar el lijado con tanta fuerza que la piel es visible a través de aberturas en la capa muscular. (Figura 4)
    2. Con una llave de aguja Castro-Viejo, colocar entre dos y cuatro figura en forma de ocho puntos de sutura de seda 4-0 en la capa muscular de la pared lateral abdominal derecha. Deje las colas de unos 5 mm de largo. Tenga cuidado de no coger accidentalmente la pared intestinal en la sutura. (Figura 5)
15. Usando una jeringa de 10 ml lleno wITH calentó la solución salina, irrigar los intestinos varias veces. Dirigir la corriente de solución salina en la cavidad abdominal para irrigar el interior del edificio. Si la superficie inferior del ratón se empapa, mover el puntero del ratón sobre o reemplazar la superficie, con el fin de evitar la hipotermia.
16. Utilice una gasa estéril colocado sobre la incisión para absorber el exceso de riego.
17. Tome una pizca de almidón y se espolvorea sobre la superficie de la pared lateral abdominal derecha y en ambos lados de el ciego. (Figura 6)
18. Asegúrese de que no hay sangrado activo. Si no es así, utilice una esponja de gasa para aplicar presión directamente sobre el punto de sangrado hasta que se detenga. Si el sangrado no se detiene fácilmente, colocar una sutura hemostática como se ha descrito anteriormente.
19. Usando el extremo romo de las pinzas y un dedo, empujar suavemente los intestinos de nuevo en la cavidad abdominal. Coloque el ciego al lado de las suturas en la pared lateral abdominal derecha a fin de maximizar la formación de adherencias.
20. doperder la incisión abdominal.
    1. El uso de 6-0 sutura trenzada absorbible, coloque un punto de funcionamiento en la capa muscular de la parte superior de la incisión.
    2. Ejecutar la sutura hacia abajo, hacia la parte inferior de la incisión, que reúne a la capa muscular. Viajar por aproximadamente 3 mm y tomar 3 picaduras mm con cada nueva puntada. Tenga cuidado de no tomar accidentalmente un trozo de intestino, mientras que la colocación de suturas.
    3. En la parte inferior de la incisión, dejar un lazo de sutura de la mordedura anterior y usar esto para instrumento atar la sutura. Cortar la sutura dejando 5 mm colas.
    4. Repita los tres pasos anteriores con 6-0 nylon sutura con monofilamento para cerrar la piel.
21. Administrar un 20 ml / kg en bolo de solución salina por vía subcutánea (aproximadamente 0,5 ml de una 30 g de ratón).
22. El uso de una gasa seca, secar bien todo el animal, como el pelaje dorsal tiende a mojarse durante el riego.
23. Envuelva un vendaje adhesivo alrededor del abdomen para cubrir la incisión. Tome el cuidado no para restringir la unaLas piernas de Nimal o de la mecánica de respiración con el aderezo.
24. Es importante vigilar cuidadosamente al animal mientras se recupera de la anestesia. Administrar buprenorfina cada 12 h durante 2-3 días después del procedimiento para el control del dolor.

Tejido 2. La recolección de adhesión

1. Espere un mínimo de siete días después de la cirugía inicial. Una vez más, el autoclave instrumentos quirúrgicos y anestesiar al ratón con isoflurano.
2. Esterilizar el abdomen con betadine seguido de 70% de etanol. Afeitarse y depilarse el pelo adicional desde el lado derecho del abdomen, por lo que no serán cubiertos la muestra de adhesión que contienen la piel en el pelo, lo que hace más difícil la histología.
3. Utilice una incisión paramedian la izquierda, ya que el intestino es a menudo pegada a la incisión original. Comenzando en el extremo inferior del abdomen, alrededor de 5 mm a la izquierda de la parte inferior de la incisión original, agarran la piel con pequeñas pinzas dentadas y se cortan en la piel con unas tijeras afiladas. Extender esta corte superiormente a la caja torácica. (Figura 7)
4. Con unas tijeras, corte en la capa muscular y después de entrar en el espacio peritoneal, extender el corte en la parte superior e inferior de la incisión. Habrá tejido adhesivo haciendo que el ciego y el intestino delgado que se adhieran a la pared lateral derecha del abdomen y, posiblemente, también a la incisión original. (Figura 8)
5. Utilizando las tijeras y comenzando en el borde de la incisión, por encima del nivel del ciego, empezar a cortar en la pared abdominal en un círculo alrededor de la zona en la que el intestino es adherente.
6. Alternando arriba y por debajo del nivel del ciego, cortar poco a poco todo el camino alrededor de la adhesión y completar el círculo, produciendo una "isla" de la piel y adherente de la pared abdominal en el intestino. (Figura 9)
7. Una vez más con las tijeras, corte en el intestino y separar la parte adherente del resto del intestino, produciendo un sándwich de tejido que consta de la piel y la pared abdominalen un lado, el intestino en el otro lado, y el tejido adhesivo que conecta los dos en el medio. (Figura 10)
8. Opcionalmente, utilizar unas tijeras de punta para separar bruscamente la piel del músculo de la pared abdominal. Para la histología considere dejando la piel adjunto, pero para la digestión y el aislamiento de células de la piel se puede quitar. Si va a utilizar el tejido para histología, asegúrese de eliminar la mayor cantidad de material de sutura como sea posible sin perturbar excesivamente la interfaz adhesiva. Para la digestión y aislamiento de células que es aceptable dejar las suturas en su lugar, siempre y cuando el tejido se filtra Digest.
9. Después de extirpar el tejido adherencia, sacrificar al ratón usando un método humano aprobado por el comité institucional uso de los animales.

A los siete días después de la cirugía, el ciego y el colon ascendente, posiblemente, el hígado y asas de intestino delgado debe ser adherente a la pared abdominal del lado derecho. (Figura 8) tejido extirpado puede ser embebido y se seccionó y producirá excelentes cortes histológicos. (Figura 11, 12)

Cuando el procedimiento se realiza correctamente, 100% de los ratones debe tener adherencias sustanciales a los siete días. La mortalidad debe ser inferior a 5%.

Figura 1: Preparación para la cirugía (a) El animal ha sido asegurado con cinta adhesiva y el abdomen preparado con betadine (b) El betadine se ha limpiado con una gasa con alcohol y un paño estéril ha sido colocado...om / archivos / ftp_upload / 54450 / 54450fig1large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2:.. Incisión La incisión debe extenderse desde el nivel de la vejiga hasta el xifoides favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3:. Abrasión del ciego (a) que cubre el ciego sobre el dedo índice izquierdo con la punta dirigida hacia la derecha permite que la base del ciego para ser estabilizado por el pulgar izquierdo (b) Un nivel adecuado de lijado deja al. ciego con una superficie rugosa que es menos brillante que antes, y con varios puntos petequiales de sangrado. Un cuidado especial debe ser tomado mientras lijar cerca de la parte mesentérica, como los vasos sangran aquí el más enérgicamente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4:. Abrasión de la pared abdominal Las vísceras se dejan de lado y la superficie peritoneal de la pared muscular se lija hasta que su aspecto áspero. El vaso sanguíneo se ve justo por encima del papel de lija en la pared abdominal se encuentra con frecuencia, pero no va a sangrar considerablemente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6:. La aplicación de almidón Una ligera capa de almidón se rocía sobre la pared lateral del abdomen y los intestinos. Dos figura en forma de ocho se consideran puntos de sutura en la pared muscular. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 7: Incisión para la segunda cirugía (a) La incisión se inicia justo a la izquierda de la incisión original (b) La nueva incisión debe extenderse desde el nivel de la vejiga a la caja torácica... Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 8: la adhesión. Loops de intestino delgado (SB) son adherentes a la pared lateral derecha y el uno al otro. La incisión original en la línea media, ahora curado, que se ve (Inc). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

trong> Figura 9: extracción de tejido de adherencia. (a) y (b) una "isla" de la piel y adherente de la pared abdominal en el intestino subyacente es liberado por corte en un círculo completo alrededor de la zona adherente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 10:. El espécimen de corte a través del intestino producirá un sándwich de tejido con intestino en un lado (a) y la piel en el otro lado (b). Los trozos de sutura visibles deben ser eliminados si el espécimen se va a utilizar para la histología. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 12: Imágenes de inmunofluorescencia Una sección de la adhesión a los siete días después de la cirugía immunofluorescently se tiñe para ac α-músculo liso.estaño, mostrando cierto tinción de los folículos pilosos de la piel (izquierda) y de la pared muscular del ciego (en el centro), y la tinción no específica de la superficie luminal cecal (derecha). Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Los pasos críticos en este procedimiento son: la abrasión a fondo el ciego sin causar perforación, la colocación de suturas en la pared lateral abdominal, y aplicando la cantidad correcta de almidón. Sólo aplique papel de lija para el ciego, o a una pequeña parte específica del intestino. El amplio uso de papel de lija en grandes cantidades de intestino delgado tiende a causar íleo significativa. Tenga cuidado para desgastar el ciego con la fuerza suficiente que la superficie se vuelve áspera, pero no tanto que las lágrimas de la pared. Encontrar este equilibrio puede llevar algún tiempo. Siempre maneje con cuidado el intestino y evitar el uso de fórceps afilados o dentados para manipular intestinal. Es fácil causar sangrado accidentalmente por el acaparamiento de mesenterio del intestino delgado con una pinza o tirando del intestino con demasiada fuerza.

Si se produce un desgarro en la pared del ciego, el procedimiento debe darse por concluido y el animal sacrificado. En nuestra experiencia, los resultados de lágrimas cecal en la muerte del animal después de algunos días, incluso si el desgarro es repaired bien. Además, desgarro de la pared cecal hará que el derrame de heces que afectará a la respuesta inflamatoria de una manera impredecible.

La hemostasia debe ser completa al final del procedimiento. Algunos vasos sangrantes volverán a abrir y empezar a sangrar después de aparecer haberse detenido. En caso de duda, realizar un monofilamento absorbible de sutura figura en forma de ocho alrededor del punto de sangrado. Este tipo de sutura es preferible a la seda o sutura absorbible trenzada porque se puede tirar aunque el tejido con una resistencia mínima. Sin embargo, hemos encontrado que la seda o sutura absorbible trenzada es más eficaz en la pared lateral abdominal para inducir adherencias, como monofilamento es menos inflamatorio.

La aplicación de almidón al final del procedimiento de ayuda a aumentar la formación de adherencias, pero hemos descubierto que una cantidad excesiva de almidón causará una reacción inflamatoria que causa la muerte. El almidón debe ser rociada sobre lightly. No debería haber tanto que se forma una capa sólida.

Cuando primero el aprendizaje de este procedimiento, es común a perder varios ratones. En nuestra experiencia de las causas más comunes de muerte son la deshidratación debido a íleo causado por la abrasión excesivamente vigoroso del intestino, y la sepsis por perforación intestinal. La muerte causada por sangrado puede ocurrir si la hemostasia completa no se alcanza al final de la cirugía.

Si la formación de adhesiones es inadecuada, considere el uso de la abrasión más agresiva del ciego y la pared lateral derecha, dejando a más de almidón, o la colocación de más suturas en la pared lateral del abdomen. En nuestra experiencia, a la espera de menos de una semana antes de reabrir los resultados abdomen en menos de la formación de una adherencia adecuada. Por otro lado, si la tasa de mortalidad de los ratones después de la cirugía es elevado, considerar el uso de la abrasión menos agresivo del ciego, la inspección más de cerca para la hemostasia, y la aplicación de menos almidón. También es importante controlar cuidadosamentela frecuencia respiratoria del ratón durante la cirugía. Una vez que el cirujano gana experiencia con este procedimiento, la mortalidad debe ser inferior a 10%.

Esta técnica está diseñada para formar principalmente adherencias entre el ciego y la pared lateral abdominal derecha. Las adherencias también se forman a menudo entre el intestino delgado, el hígado, y la incisión en la línea media. Usando esta técnica por lo general no causará adherencias en el lado izquierdo del abdomen. Una limitación de esta técnica es que las adherencias entre el intestino y la pared abdominal son más propensos a formar de adherencias entre las asas del intestino. Además, no es probable que resulte en un totalmente congelado abdomen lleno de tejido adhesivo, que a menudo se ve en los seres humanos que han tenido múltiples cirugías.

Como se discutió en la introducción, muchas técnicas para la producción de adherencias abdominales en ratones y otras especies, en particular de la rata, se han descrito en la literatura ^6,12-14. Hay muchos menos protoco publicada ls para la creación de adherencias en ratones. Especulamos que debido a la creación de adherencias en ratones es más difícil que en las ratas, la mayoría de los investigadores eligieron para desarrollar su técnica en la rata. Sin embargo, debido a la mayor disponibilidad de ratones transgénicos y anticuerpos anti-ratón, creemos que es valioso contar con un modelo sólido para la creación de adherencia en ratones, a pesar de la mayor dificultad técnica. Hemos desarrollado este protocolo después de probar muchos de los protocolos de rata publicados. Se encontró que los métodos para la creación de adhesiones en la rata, tales como el uso de electrocauterización en el ciego, a menudo causan ratones de morir. No estábamos satisfechos con la densidad de las adherencias producidas por las técnicas que utilizan una única intervención, como la colocación de los botones de isquemia de pared lateral solo, o solamente de abrasión del ciego. La técnica que aquí presentamos es una combinación de intervenciones que hemos encontrado, a través de ensayo y error, para producir adherencias consistente y reducir al mínimo la mortalidad.

Algunos investigadores pueden desear un modelo en el que las adherencias se forman menos de 100% del tiempo. La omisión de la aplicación de almidón reducirá la tasa de adhesión a aproximadamente el 80%. Disminuir el número de suturas de seda colocados en la pared lateral abdominal derecha se reducirá la tasa de adhesión más.

En nuestra experiencia, el día siete después de la cirugía es el primer punto de tiempo en el que el intestino es consistentemente adherido a la pared abdominal. Sin embargo, otros puntos de tiempo pueden ser más relevantes en funciónen el foco del proyecto. Por ejemplo, los investigadores interesados ​​en la migración de neutrófilos y macrófagos en el espacio de adherencia pueden querer cosechar el tejido en los primeros cinco días después de la cirugía. Por otro lado, la deposición de colágeno por los fibroblastos se lleva a cabo durante semanas después de la lesión inicial, y para esto será más apropiado para examinar el tejido en puntos de tiempo espaciados por varias semanas después de la cirugía.

lupas quirúrgicas son muy útiles para la ampliación del campo quirúrgico mientras realiza este procedimiento. Un microscopio operatorio también puede ser utilizado, pero limita la capacidad del cirujano para inspeccionar el campo operatorio desde diferentes ángulos. El procedimiento también se puede realizar sin aumento en absoluto.

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

MDL fue apoyada por el Colegio Americano de Cirujanos (AEC) Beca de Investigación Residente. MSH fue apoyado por el Instituto de Medicina Regenerativa de California (CIRM) la formación Clinical Fellow subvención TG2-01159. MSH, HPL, y MTL fueron apoyados por la Sociedad Americana de Cirujanos Maxilofaciales (ASMS) / Fundación Cirujanos Maxilofaciales (MSF) Premio Beca de investigación. HPL fue apoyado por el NIH subvención R01 GM087609 y un regalo de Ingrid Lai y Bill Shu en honor a Anthony Shu. HPL y MTL fueron apoyados por el Laboratorio Hagey Pediátrica Medicina Regenerativa y la Fundación Oak. MTL fue apoyada por el / Fondo Olivier Gunn.