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Le pontage gastrique de Roux-en-Y (RYGB) est effectué pour traiter l’obésité et le diabète. Cependant, les mécanismes sous-jacents à l’efficacité du RYGB ne sont pas entièrement compris, et les études sont limitées par des difficultés techniques conduisant à une mortalité élevée chez les modèles animaux. Cet article fournit des instructions sur la façon d’exécuter RYGB chez les rats avec des taux de réussite élevés.
Le pontage gastrique de Roux-en-Y (RYGB) est couramment effectué pour le traitement de l’obésité sévère et du diabète de type 2. Cependant, le mécanisme de perte de poids et les changements métaboliques ne sont pas bien compris. On pense que de multiples facteurs jouent un rôle, y compris la réduction de l’apport calorique, la diminution de l’absorption des nutriments, l’augmentation de la satiété, la libération d’hormones favorisant la satiété, les changements dans le métabolisme des acides biliaires et les altérations du microbiote intestinal.
Le modèle RYGB de rat présente un cadre idéal pour étudier ces mécanismes. Les travaux antérieurs sur les modèles murins ont eu des taux de mortalité élevés, allant de 17 à 52%, limitant leur adoption. Les modèles de rat démontrent plus de réserve physiologique au stimulus chirurgical et sont techniquement plus faciles à adopter car ils permettent l’utilisation d’agrafeuses chirurgicales. Un défi avec les agrafeuses chirurgicales, cependant, est qu’elles laissent souvent une grande poche gastrique qui n’est pas représentative de RYGB chez l’homme.
Dans ce protocole, nous présentons un protocole de RYGB chez les rats qui ont comme conséquence une petite poche gastrique utilisant les agrafeuses chirurgicales. En utilisant deux feux d’agrafeuse qui enlèvent le forestomach du rat, nous obtenons une poche gastrique plus petite similaire à celle suivant un RYGB humain typique. L’agrafage chirurgical a également comme conséquence une meilleure hémostase que la division pointue. De plus, le séestomaque du rat ne contient pas de glandes et son élimination ne devrait pas altérer la physiologie du RYGB.
La perte de poids et les changements métaboliques dans la cohorte de RYGB étaient significatifs comparés à la cohorte de feinte, avec la tolérance sensiblement inférieure de glucose à 14 semaines. En outre, ce protocole a une excellente survie de 88,9% après RYGB. Les qualifications décrites dans ce protocole peuvent être acquises sans expérience microsurgical précédente. Une fois maîtrisée, cette procédure fournira un outil reproductible pour étudier les mécanismes et les effets du RYGB.
L’obésité et le diabète de type 2 sont devenus des épidémies mondiales1. Bien que la perte de poids médicale puisse améliorer le diabète chez les patients, ceux atteints de diabète sévère bénéficient le plus de la chirurgie bariatrique. La chirurgie bariatrique s’est avérée sûre et efficace pour perdre du poids et améliorer ou guérir le diabète de type2 2,3,même chez les personnes atteintes d’une maladie de longue date4. Les procédures bariatriques métaboliques, telles que la chirurgie de pontage gastrique Roux-en-Y (RYGB) de référence actuelle, induisent des améliorations rapides et soutenues de l’homéostasie du glucose tout en réduisant le besoin de médicaments diabétiques5,6,7.
Après RYGB, l’amélioration de l’homéostasie du glucose se produit rapidement et est indépendante de la perte de poids8. Deux théories importantes ont été proposées pour expliquer les changements métaboliques liés à la remise de diabète qui se produisent après chirurgie métabolique. D’abord, l’hypothèse de hindgut postule que, après déviation, des concentrations plus élevées des éléments nutritifs non digérés atteignent l’intestin distal augmentant la libération des hormones telles que GLP-1. D’autre part, l’hypothèse de foregut suggère que le contournement de l’intestin proximal réduise la sécrétion des hormones d’anti-incrétine. Ces deux effets pourraient conduire à une amélioration précoce du métabolisme du glucose9.
Les modèles animaux ont le potentiel d’être un outil puissant pour étudier ces mécanismes. Cependant, un obstacle majeur à l’utilisation de modèles de souris ou de rats est la difficulté technique à effectuer ces procédures. La plupart des études se sont appuyées sur des modèles de souris ou de rat10,11,12. Les modèles murins ont été difficiles car l’estomac de souris est trop petit pour utiliser des dispositifs d’agrafeuse11, et les taux de mortalité sont inacceptablement élevés, allant de 17 à 52%13. Chez le rat, certains protocoles restent techniquement difficiles à réaliser en raison d’une ligature complexe des vaisseaux gastriques avant de diviser l’estomac12,14. D’autres modèles divisent l’estomac à l’aide d’une agrafeuse mais laissent une grande poche non conforme à l’anatomie humaine post RYGB11. Dans ce modèle, nous fournissons des instructions détaillées sur la façon d’effectuer RYGB à l’aide d’agrafeuses linéaires dans un modèle de rat résultant en une poche gastrique plus conforme à celle de l’anatomie humaine. Dans l’ensemble, cette procédure a été associée à d’excellents taux de survie et résultats métaboliques.
Les protocoles d’utilisation des animaux ont été approuvés par le Health Science Animal Care and Use Committee de l’Université de l’Alberta (AUP00003000). Voir la figure 1 pour un diagramme illustrant l’anatomie du RYGB.
1. Pontage gastrique de Roux-en-Y
2. Chirurgie simulée
REMARQUE: La chirurgie simulée est effectuée de manière similaire à RYGB, cependant, aucune anastomose n’est effectuée.
3. Soins postopératoires
Animaux et logement
36 rats Wistar mâles ont été logés par paires et ont reçu un régime alimentaire riche en graisses à 60 % de rongeurs stériles à partir de l’âge de six semaines(figure 2). À l’âge de 16 semaines, ils ont subi une chirurgie RYGB ou feinte. Après la première semaine postopératoire, des rats ont été repris sur un régime à haute teneur en graisses. La moitié des rats ont été euthanasiés à 2 semaines postopératoires et l’autre moitié ont été euthanasiées à 14 semaines postopératoires.
Mortalité
Dans l’ensemble, 33 rats (91,7 %) ont survécu jusqu’au critère d’évaluation prévu de l’étude. Tous les rats subissant l’euthanasie tôt ont subi l’autopsie par un vétérinaire. Deux rats ont été euthanasiés dans les 24 heures. Un RYGB a eu la pneumonite d’aspiration et un faux rat a eu la déhiscence fascial avec les entrailles inaltérables. Un autre rat de RYGB a été euthanasié à deux semaines en raison de la fuite anastomotique du gastrojejunostomy. Dans l’ensemble, 88,9 % des rats RYGB ont survécu jusqu’au critère d’évaluation de l’étude.
Poids corporel
Les rats subissant RYGB ont eu un poids postopératoire inférieur que les rats factices. La figure 3 montre des poids absolus pour les rats postopératoirement tandis que la figure 4 démontre le changement de poids en pourcentage postopératoire qui était statistiquement significatif à tous les points de temps postopératoirement. À 14 semaines, les rats qui ont eu RYGB ont eu un changement moyen de poids de pourcentage de 6,4% tandis que les rats avec la chirurgie de feinte ont eu 23,7% (p = 0,0001).
Test de tolérance au glucose intrapéritonéal
La glycémie à jeun n’était significativement différente d’aucune des cohortes. Cependant, l’aire sous la courbe était significativement plus faible dans le RYGB que dans le simulacre à 13 semaines (18,1 vs 23,8 mmol-h/L, p = 0,046, figure 5),mais était la même pour le RYGB vs sham à 1 semaine (20,8 vs 23,3 mmol-h/L, p = 0,68).
Figure 1: Anatomie du pontage gastrique de Roux-en-Y Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2: Poids absolu préopératoire sur un régime riche en graisses; RYGB, pontage gastrique de Roux-en-Y Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3: Poids absolu postopératoire sur un régime riche en graisses; RYGB, pontage gastrique de Roux-en-Y Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 4: Variation postopératoire en pourcentage du poids sur un régime riche en graisses; RYGB, pontage gastrique de Roux-en-Y Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5: Test de tolérance au glucose intrapéritonéal dans le pontage gastrique vs sham à 13 semaines. RYGB, pontage gastrique de Roux-en-Y Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Le RYGB implique la création d’une petite poche gastrique (moins de 30 mL) et la création d’un membre biliopancréatique et d’un membre Roux (Figure 1). Chez l’homme, le membre biliopancréatique mesure généralement de 30 à 50 cm et transporte les sécrétions du reste gastrique, du foie et du pancréas. Le membre de Roux mesure généralement de 75 à 150 cm de long et constitue le principal canal d’ingéré. Le canal commun est l’intestin grêle restant distal à l’endroit où les deux membres se rejoignent et c’est là que la majorité de la digestion et de l’absorption se produisent, car les enzymes pancréatiques et la bile se mélangent avec des aliments ingérés17.
Le mécanisme de perte de poids dans RYGB est multimodal. La petite poche gastrique réduit l’apport alimentaire grâce à une restriction mécanique. Le pontage entraîne un composant malabsorptive car une partie importante de l’intestin grêle n’absorbe pas les calories et les nutriments. Plus récemment, des études ont démontré que les hormones intestinales jouent un rôle important dans la perte de poids après RYGB ainsi. Ceux-ci sont principalement par la ghréline, peptide-YY, cholécystokinine (CCK), et les voies de l’hormoneGLP-1 18.
Les modèles de rat fournissent une méthode puissante pour étudier les mécanismes derrière le poids et les effets métaboliques du RYGB. En ce document, nous présentons un protocole de RYGB qui a la basse mortalité avec la perte de poids significative et les effets métaboliques. Une fois que l’opérateur s’est familiarisé avec la technique, la procédure a pris environ 90 minutes à effectuer. Le protocole peut également être modifié avec des longueurs biliopancréatiques et de membres de Roux plus longues pour augmenter potentiellement la perte de poids et l’effet métabolique. En outre, il est techniquement plus faisable que d’autres modèles car il permet l’utilisation d’agrafeuses chirurgicales pour réaliser l’hémostase et minimiser le temps opératoire. Les modèles qui reposent sur une division brutale de l’estomac sans agrafage entraînent souvent une mortalité plus élevée en raison d’une perte de sang importante. Les compétences techniques requises pour effectuer la procédure étaient relativement faciles à acquérir, et les apprenants ont pu effectuer confortablement la procédure après environ cinq à dix procédures de non-récupération.
L’une des étapes critiques de ce protocole est de limiter la perte de sang lors de la mobilisation de l’estomac. L’utilisation soigneuse de la cautérisation thermique combinée avec la ligature de suture des navires est importante. Il est également important d’effectuer au moins la moitié de la circonférence des anastomoses de manière interrompue. Cela empêche une restriction excessive aux anastomoses. En outre, la vérification des fuites est cruciale car celles-ci peuvent entraîner une septicémie et la mort. Avant de fermer l’abdomen, il est essentiel que le lobe gauche du foie soit placé dans sa position naturelle et antérieure et qu’il n’y ait pas de rotation dans l’intestin ou l’estomac car cela peut entraîner une ischémie viscérale.
Le soin postopératoire est essentiel à ce protocole. Des plates-formes surélevées de fil sont exigées pendant le jeûne et les périodes postopératoires car la consommation du matériel solide mène aux obstructions anastomotiques. Il est d’une importance vitale de fournir le fluide sous-cutané car les rats peuvent ne pas tolérer les fluides oraux dans la période postopératoire immédiate. Les rats devraient être acclimatés à la thérapie orale de réhydratation et au régime liquide car les rats peuvent éviter de nouveaux régimes dus aux associations avec la douleur postopératoire. Ce protocole diététique contribue à la perte de poids significative dans la période postopératoire immédiate dans les cohortes de RYGB et de feinte, et la récupération de poids dans le groupe de feinte a pris environ cinq semaines. Cependant, l’adhérence stricte à ce protocole postopératoire est essentielle pour réduire la morbidité et la mortalité après RYGB. De plus, il est important de détecter la morbidité chez les rats à l’aide de l’échelle de grimace à rats. Dans notre étude, un rat a développé une fuite anastomotique tardive qui a été rapidement détectée à l’aide de cette échelle et a permis une euthanasie précoce pour réduire la souffrance.
L’un des avantages de cette méthode est qu’elle se traduit par une poche plus petite grâce à l’utilisation d’agrafeuses chirurgicales pour réduire les saignements gastriques. Lorsque nous avons tenté de diviser fortement l’estomac sans agrafeuses, cela conduit à des saignements excessifs et à un taux de mortalité beaucoup plus élevé. Cependant, cela conduit également à l’élimination du forestomach, ce qui peut entraîner des changements physiologiques différents de ceux du RYGB humain. Cependant, le forestier est unique aux rongeurs et ne contient pas de glandes et ne devrait pas causer de changements aux hormones intestinales.
La limitation la plus importante de cette méthode est qu’elle nécessite deux rechargements d’agrafeuse chirurgicale par rat, ce qui peut être coûteux. Cependant, d’excellents résultats de survie pourraient réduire les coûts en exigeant moins de rats pour une étude, ce qui se traduit par une meilleure utilisation des installations d’élevage, de l’équipement chirurgical et du personnel de recherche.
Ethicon a fourni deux agrafeuses linéaires de coupe de 45 mm, plusieurs recharges d’agrafeuses de 3,5 mm et des sutures de polypropylène 6-0. Les auteurs n’ont pas d’autres conflits d’intérêts à déclarer.
Cette étude a été financée par l’American Society for Metabolic and Bariatric Surgery Research Award. Ethicon a gracieusement fourni des sutures, des agrafeuses et des clips. La recherche doctorale de l’auteur principal a été financée par le programme de cliniciens-chercheurs de l’Université de l’Alberta et la bourse de cliniciens Alberta Innovates. Nous tenons également à remercier Michelle Tran pour son illustration médicale de l’anatomie RYGB.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2-0 Silk Sutures | Ethicon | K533 | |
3-0 Vicryl Sutures | Ethicon | J219H | |
4% Isoflurane | N/A | N/A | |
5% Dextrose and 0.9% Sodium Chloride Solution - 1000 mL | Baxter | 2B1064 | |
50 mL Conical Centrifuge Tubes | Fisher Scientific | 14-432-22 | |
6-0 Prolene Sutures | Ethicon | 8805H | |
Anesthetic Machine | N/A | N/A | |
Animal Hair Shaver | N/A | N/A | |
Betadine Solution | N/A | N/A | |
Castrojievo Needle Holder with lock 14 cm (smooth curved) | World Precision Instruments | 503258 | |
ECHELON FLEX Articulating Endoscopic Linear Cutter | Ethicon | EC45A | |
Economy Tweezers #4 | World Precision Instruments | 501978 | |
ENDOPATH ETS Articulating Linear Cutter 45mm Reloads | Ethicon | 6R45B | |
Far Infrared Warming Pad Controller with warming pad (15.2 cm W x 20.3 cm L), pad temperature probe, and 10 disposable, non-sterile sleeve protectors | Kent Scientific | RT-0515 | |
Large Rat Elizabethan Collar | Kent Scientific | EC404VL-10 | |
Liquid Diet Feeding Tube (150 mL) | Bio-Serv | 9007 | |
Liquid Diet Feeding Tube Holder (short adjustable) | Bio-Serv | 9015 | |
Micro Mosquito Forceps | World Precision Instruments | 500452 | |
Micro Scissors | World Precision Instruments | 503365 | |
Mouse Diet, High Fat Fat Calories (60%), Soft Pellets | Bio-Serv | S3282 | |
No. 11 Blade and Scalpel Handle | N/A | N/A | |
OPMI Vario Surgical Microscope | ZEISS | S88 | |
Raised Floor Grid | Tecniplast | GM500150 Raised Floor Grid | |
Rodent Liquid Diet, Lieber-DeCarli '82, Control, 4 Liters/Bag | Bio-Serv | F1259 | |
Sodium Chloride Irrigation 0.9% Solution - 500 mL | Baxter | JF7633 | |
Sterile Cotton Swabs | N/A | N/A | |
Sterile Drape | N/A | N/A | |
Sterile Towel | N/A | N/A | |
Thermal Cautery Unit | World Precision Instruments | 501293 |
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