כריתת כליה 5/6 באמצעות כריתה דו-קוטבית חדה באמצעות לפרוטומיה בקו האמצע בחולדות

כתב יד זה מציג פרוטוקול סטנדרטי לכריתת כליה 5/6 על ידי כריתה דו-פולרית חדה באמצעות לפרוטומיה בקו האמצע במודל חולדה, במטרה לגרום למצב של אי ספיקת כליות באמצעות הפחתת פרנכימה כלייתית עם מידה רבה של דיוק שיטתי וסיכון נמוך לטעות טכנית.

מחלת כליות כרונית (CKD) משפיעה על למעלה מ-10% מאוכלוסיית העולם, המונה יותר מ-800 מיליון אנשים ברחבי העולם. להתקדמות בטיפול ב-CKD הייתה השפעה משמעותית על תוצאות המטופלים. בעוד שבעבר, CKD נחשב לעתים קרובות לגזר דין מוות, כאשר חולים רבים נכנעו לסיבוכים של מחלת כליות סופנית, כיום הוא מנוהל יותר ויותר כמצב כרוני עם זמינות של דיאליזה והשתלת כליה, כמו גם פיתוחים פרמצבטיים חדשים כגון מעכבי SGLT2 או אנטגוניסטים לקולטן מינרלוקורטיקואיד לא סטרואידי.

עם זאת, ממשיך להיות ביקוש הולך וגובר לחקירה נוספת של התהליכים הפתופיזיולוגיים והתערבויות טיפוליות פוטנציאליות. מודלים ביולוגיים אמינים ממלאים תפקיד מכריע בהקלת מחקר זה. בהתחשב באופי הרב-גוני של מחלת כליות, הכוללת לא רק ביולוגיה של התא אלא גם מיקרואנטומיה של כלי הדם ואיתות אנדוקריני, מודל מתאים חייב להיות בעל רמת מורכבות ביולוגית שרק מודל של בעלי חיים יכול להציע, מה שהופך את המכרסמים לבחירה ברורה.

כתב יד זה, אם כן, מספק פרוטוקול מורכב ושיטתי להפחתה כירורגית של פרנכימה כלייתית באמצעות לפרוטומיה של קו האמצע וכריתת כליה משולבת מלאה וחלקית בחולדות לצורך הישרדות כמו גם יישומים שאינם הישרדותיים. הוא מדגיש את התפקיד הקריטי של טכניקות כירורגיות מדויקות בהבטחת תוצאות עקביות ואמינות. דוגמאות עיקריות ליישומים פוטנציאליים למודל זה כוללות מחקרים ביומולקולריים ותרופות, כמו גם פיתוח שיטות הדמיה תוך ניתוחיות חדשניות, כגון הדמיה היפר-ספקטרלית, כדי לדמיין ולהבדיל באופן אובייקטיבי בין תת-עירוי כלייתי.

מחלת כליות כרונית (CKD) היא מצב פרוגרסיבי המשפיע על חלק ניכר מאוכלוסיית העולם. היא מאופיינת באובדן הדרגתי של תפקוד הכליות האנדוקריניות והפילטרטיביות לאורך זמן, מה שמוביל להצטברות פסולת ונוזלים בגוף ולחוסר איזון במערכת האנדוקרינית. נתונים עדכניים מצביעים על כך ש-9.1% עד 13.4% מאוכלוסיית העולם (בין 700 מיליון למיליארד איש) סובלים מ-CKD¹. השכיחות של CKD עולה עם הגיל, ומשפיעה על כ-34% מהאנשים בגילאי 65 ומעלה בארצות הברית, בהשוואה ל-12% בגילאי 45-64 שנים ו-6% בגילאי 18-44 שנים^.

לכן, CKD הוא תורם משמעותי לנטל העולמי של שיעורי מחלות ותמותה. גילוי מוקדם וניהול של CKD חיוניים להאטת התקדמותו ולהפחתת הסיכון לסיבוכים, כגון מחלות לב וכלי דם, אנמיה, ובסופו של דבר, מחלת כליות סופנית, הדורשת דיאליזה או השתלת כליה להישרדות³.

התערבויות טיפוליות ל-CKD בשלב הסופי עברו אבולוציה יוצאת דופן במהלך העשורים האחרונים. מבחינה היסטורית, הטיפול ב-CKD בשלב הסופי הוגבל לטיפול תומך, כאשר דיאליזה התגלתה כשיטה מקיימת חיים בשנות ה-60. מאז, חלו התקדמות משמעותית בטכניקות הדיאליזה, כולל פיתוח ממברנות תואמות ביולוגיות יותר, גישה משופרת לכלי הדם והופעת דיאליזה פריטונאלית⁴. בנוסף, השתלת כליה התגלתה כטיפול האופטימלי ל-CKD בשלב הסופי, המציע הישרדות ואיכות חיים משופרות בהשוואה לדיאליזה⁵. עם זאת, המחסור באיברים מתורמים נותר אתגר משמעותי, המניע את המחקר לאסטרטגיות חדשות כגון השתלות זרות וגישות רפואה רגנרטיבית. יתר על כן, הניהול של סיבוכים הקשורים ל-CKD בשלב הסופי, כגון היפרפאראתירואידיזם משני, שופר על ידי הכנסת חומרים קלצימטיים כמו אטלקלקטיד, המווסתים ביעילות את רמות הורמון בלוטת התריס⁶.

למרות התקדמות זו, החיפוש אחר טיפולים יעילים וממוקדים יותר נמשך, מתודלק על ידי מחקר מתמשך על המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס התקדמות CKD בשלב הסופי ומחלות נלוות נלוות. לכן, CKD ממשיך להיות דאגה משמעותית בטיפול בחולים, מה שמעורר צורך מתמשך במחקר מקיף על תהליכים ביו-רפואיים וגישות טיפוליות. מודלים ביולוגיים חזקים חיוניים כדי להקל על חקירות כאלה. בהתחשב באופי הרב-גוני של CKD, המקיף היבטים החל מביולוגיה תאית ועד איתות אנדוקריני בין-איברי, אנטומיה תפקודית של כלי דם וריאולוגיה, מודל אידיאלי חייב להיות בעל רמת מורכבות ביולוגית שרק אורגניזם מודל מקיף יכול לספק. לפיכך, מכרסמים מתגלים כמודל המועדף בשל יכולתם להקיף את הממדים הביולוגיים השונים הללו ביעילות.

מודל הכליה הנותרת של כריתת הכליה 5/6 משמש ככלי נפוץ במחקר CKD לניסויים בחולדות ועכברים בשל האינדוקציה היציבה שלו לאי ספיקת כליות 7,8,9,10,11,12,13,14. מודל זה כרוך בהסרה של כליה שלמה אחת ו-2/3 מהשנייה. ניתן להשיג את יצירת הכליה הנותרת באמצעות כריתה כירורגית של קטבי הכליה, המכונה מודל כריתת הפולקטומיה, או על ידי קשירת עורקי כליה סגמנטליים עליונים ונחותים, וכתוצאה מכך אוטם קוטבי 7,15,16,17,18,19,20.

בעוד שמודל כריתת כליה 5/6 זה עם כריתת פולקטומיה הוא טכניקה מבוססת, הוא הוצג רק כפרוטוקול שקוף ומובן עם גישה רטרופריטונאלית גבית²¹. גישה זו יכולה להיות יתרון להליך חד צדדי עם הפחתת פרנכימה כלייתית בצד אחד בלבד או להליך דו-שלבי עם מרחק זמני של מספר ימים על מנת להגביר את ההישרדות לאחר הניתוח של בעל החיים²². עם זאת, השימוש בגישת לפרוטומיה בקו האמצע מציע יתרונות מובהקים על פני נתיב הגישה הרטרופריטונאלי הקונבנציונאלי.

על ידי שימוש בחתך בטן יחיד בקו האמצע, המנתח מקבל גישה ללא הפרעה לכל חלל הבטן, ובכך מקל על חקירה ומניפולציה מקיפה של האיברים התוך בטניים. תחום כירורגי מורחב זה לא רק מייעל את הליך כריתת הכליה, אלא גם מאפשר ביצוע במקביל של התערבויות נוספות שעשויות להידרש לפרוטוקולים ניסיוניים ספציפיים, למשל, פרוצדורות על השופכנים, כגון קשירה, כריתה או שחזור, שעשויים להיות חיוניים לחקר הפתופיזיולוגיה של אורופתיה חסימתית. יתר על כן, גישה זו מאפשרת כריתה או מניפולציה בו זמנית של איברי בטן אחרים, כגון הכבד, הטחול או מערכת העיכול, ובכך מרחיבה את היקף החקירות הניסיוניות לאינטראקציות מרובות איברים או מודלים של מחלות מערכתיות.

יתרה מכך, גישת הלפרוטומיה של קו האמצע מקלה על בניית צינור אילאום או שלפוחית השתן, הליך כירורגי הכולל יצירת הסטת שתן באמצעות מקטע של האילאום, הרלוונטי במיוחד במחקרים החוקרים תפקוד לקוי של שלפוחית השתן או טכניקות אורולוגיה משחזרות. רבגוניות זו בשילוב כריתת כליה עם התערבויות כירורגיות אחרות באותו תחום ניתוחי לא רק מייעלת את פרוטוקולי הניסוי אלא גם ממזערת טראומה כירורגית מצטברת וסיכונים נלווים לנבדקים בבעלי חיים. לכן, במקרה של ניתוח כליות דו-צדדי חד-שלבי או פרוצדורות תוך-בטניות נוספות בו זמנית, הגישה הגחונית דרך לפרוטומיה בקו האמצע צריכה להיות האפשרות המועדפת.

נכון לעכשיו, אין פרסום או פרוטוקול זמין המתאר אסטרטגיה כירורגית זו. לכן, בעבודה זו, מטרתנו היא להציג מדריך פרוצדורלי מפורט לביצוע כריתת כליה ואינדוקציה כירורגית של CKD באמצעות לפרוטומיה בקו האמצע בחולדות, ישים הן למחקרי הישרדות והן למחקרי אי-הישרדות. מודל ניסיוני זה יוצר סביבה מווסתת התורמת לחקירת הדינמיקה המורכבת של CKD, ומחקה תרחישים בעלי משמעות קלינית. פרוטוקול זה תוכנן במיוחד כדי להמחיש את הטכניקה הניתוחית. לכן ההתערבות בוצעה בסביבה לא הישרדותית על קבוצה הומוגנית של 10 חולדות זכרים. מכיוון שלא הייתה סיבה משמעותית להשוואה להתערבות בסיסית או חלופית, הכללת קבוצת ביקורת לא הייתה הכרחית. כריתת כליה 5/6 מתייחסת במפורש להיקף כריתת פרנכימה כירורגית. זה בהחלט מתורגם להפחתה פונקציונלית במובן של הפחתה בקצב הסינון הגלומרולרי. עם זאת, לא ניתן לחזות את הדרגה התפקודית המדויקת אך יהיה צורך למדוד אותה בנפרד עבור כל בעל חיים, למשל, על ידי שימוש בפינוי אינולין או חומצה p-aminohippuric^23,24 במידת הצורך.

כל ההליכים בבעלי חיים המתוארים במסמך זה בוצעו במתקנים מוסמכים וקיבלו אישור מהוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של המועצה האזורית באדן-וירטמברג בקרלסרוהה, גרמניה (35-9185.81/G-62/23). חיות הניסוי טופלו בהתאם לפרוטוקולים מוסדיים ובהתאם לחקיקה הגרמנית המסדירה את רווחת בעלי החיים, כמו גם הקפדה על ההנחיות שנקבעו על ידי מועצת הקהילה האירופית (2010/63/EU) והנחיות ARRIVE. חולדות זכר Sprague Dawley במשקל התחלתי של 400 גרם נוצלו לאחר תקופת התאקלמות של שבוע.

1. הרדמה ושיכוך כאבים

1. נרקוטיזציה של מודל העכברוש עם התרופות לבחירה. כדי לעקוב אחר פרוטוקול זה, בצע אינדוקציה נדיפה של סדציה עם איזופלורן ואחריה הזרקה תוך צפקית של 100 מ"ג/ק"ג קטמין משקל גוף להרדמה דיסוציאטיבית ו-4 מ"ג/ק"ג קסילזין במשקל גוף. השיגו שיכוך כאבים עם זריקות תת עוריות של 5 מ"ג/ק"ג קרפרופן במשקל גוף.
   הערה: פרוטוקול מפורט ניתן למצוא בספרות המצוטטת²⁵.
2. הקפידו על עומק משכך כאבים הולם על ידי חיפוש רפלקסים לכאב במהלך בדיקת צביטת הבוהן עם מלקחיים כירורגיים והעריכו מחדש באופן קבוע את עומק ההרדמה במהלך ההליך.
3. מרחו חומר סיכה עיניים על העיניים כדי למנוע התייבשות בקרנית.

2. הכנת נוהל

1. הכן את אתר הניתוח עם כל החומרים והמכשירים הנדרשים, כולל קשירה פוליפילמנטית, לולאות כלי סיליקון, מהדקי אוברהולט קהים, מספריים ומלקחיים להכנה עדינה, כמו גם טלאים המוסטטיים חתוכים לחתיכות בגודל 0.8 x 0.6 ס"מ (איור 1A-G). הכן את מנגנון החשיפה הכירורגית למכרסמים, כרית חימום ווי ההכנה הכירורגית כמפורט בספרות המצוטטת²⁵.
2. לגלח את אורך הגישה הרצויה, לחטא את אתר הניתוח על ידי שלושה קרצוף לסירוגין עם 70% אתנול ומקלוני קרצוף על בסיס יוד או כלורהקסידין בתנועה מעגלית, ולהשיג חמצון תקין באמצעות שאיפת 100% חמצן באמצעות מסכת פנים ליילודים (איור 1H-J). כסו את שאר הגוף מחוץ לחדר הניתוח בווילונות כדי למנוע זיהום.
   הערה: החיה הייצוגית ששימשה להשגת תמונות דמות לא נעטפה על מנת לאפשר הדמיה אנטומית טובה יותר.
3. בצע מיני-לפרוטומיה חציונית דרך חתך עורי חציוני ראשוני לאורך הבטן הרצוי של ~3 ס"מ ולאחר מכן חתך מעט קטן יותר של הפאשיה לאורך הלינאה אלבה (איור 1K-M).
4. השג חשיפה כירורגית של הכליה באמצעות קומפרסים כירורגיים ווי הכנה כירורגיים (איור 1N-O). גע בפרנכימה הכלייתית רק עם מכשירי הכנה אטראומטיים כגון צמר גפן לח או קומפרס לח באמצעות מלקחיים או מהדקי אוברהולט קהים.

איור 1: מכשירים, חומרים והתקנה ניסיוניים. (A) מכשירים כירורגיים נדרשים; (ב) קשירה רב-פילמנטית; (C) לולאת כלי סיליקון; (D) מספריים להכנה עדינה. (א-ג) טלאי המוסטטי חתוך לחתיכות בגודל 0.8X0.6 ס"מ. (ח-י) דגם חולדה מגולח ומחומצן עם מסכת פנים. החיה הייצוגית ששימשה להשגת תמונות דמות לא הייתה עטופה על מנת לאפשר הדמיה אנטומית טובה יותר. (ק,ל) חתך עורי חציוני לאורך הבטן הרצוי של ~3 ס"מ. (M) מיני לפרוטומיה חציונית; (N) חשיפת הכליה השמאלית באמצעות קומפרס כירורגי, ווי הכנה כירורגיים ומעמד מתכת; (O) חשיפה אנלוגית של הכליה הימנית וכריתת הפאשיה של הגרוטה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

3. כריתת כליה חלקית

1. חשפו את הכליה המתאימה, תפסו את השומן הפרינלי המחובר לפאשיה הדקה של ג'רוטה, והפעילו קצת מתח כדי להרים באופן מקומי את הפאשיה מהפרנכימה הכלייתית (איור 2A,B.2).
2. חותכים ומערערים את הפאשיה עם הקצה החד של קצה מספריים אחד וממשיכים בדיסקציה אורכית של הפאשיה של הגרוטה (איור 2B).
3. בצע פירוק קהה של הפאשיה של הגרוטה באמצעות מספריים סגורים על ידי ערעור הדרגתי של הפאשיה סביב הפרנכימה וקיפול הקפסולה הפשיאלית באופן מדיאלי - אופציונלי לכריתה חלקית (איור 2C).
4. קלע את הילום הכליה באמצעות לולאת כלי סיליקון לשליטה משופרת בכלי הדם (איור 2D).
5. הנח את קצה המלקחיים לתוך החלל הרטרופריטונאלי כדי לייצב את הכליה כדי למנוע בריחה גבית של הכליה במהלך תהליך החיתוך, ובצע את כריתת הפולקטומיה החדה של הגולגולת 1/3 במכה מכוונת אחת באמצעות מספריים (איור 2E).
   הערה: יש לבחור את קו הדיסקציה על ידי הערכה קלינית כך שהוא מפריד את האיבר ב-1/3 מגובה האיבר מבחינה גולגולתית וזנבית.
6. להשיג המוסטזיס על ידי מריחת מדבקה המוסטטית, על ידי דחיסה ידנית, על ידי דחיסה באמצעות מכשירים קהים, או על ידי מתח הילר דרך לולאת כלי הסיליקון, מה שמפחית ביעילות את זרימת הדם ההילרית (איור 2F-J).
   הערה: המוסטזיס הושג באופן קבוע על ידי משיכה בו זמנית של לולאת כלי הדם ומריחת המדבקה ההמוסטטית למשך 2.5-3 דקות.
7. המשיכו עם כריתת פולקטומיה כלייתית חדה של 1/3 באופן אנלוגי (איור 2K-N). עבור שני משיכות המספריים, כוונו למישור דיסקציה מעט זוויתי שישאיר יותר פרנכימה כלייתית בצד ההילר ופחות רקמה בצד הצדדי כדי למנוע פגיעה לא מכוונת בהילר ולהפחית דליפת שתן ממערכת האגן (איור 2O). אם רוצים סטנדרטיזציה גבוהה יותר של כריתת פרנכימה מדויקת של 5/6, שקלו את הכריתה של כריתת הכליה הכוללת בצד הנגדי המתואר בהמשך, שקלו את הכריתות של כריתת הכליה החלקית 2/3, וחזרו על הדיסקציה בטכניקת "חיתוך סלמי" עד לקבלת 2/3 ממשקל בדיוק.

איור 2: כריתת כליה חלקית. (A) חשיפה כירורגית של כליה אחת. (B) חתך אורכי של הפאשיה של הגרוטה באמצעות מספריים חדים. (C) התפשטות קהה של הפאשיה של הגרוטה באמצעות מספריים סגורים. (D) תליית הילום הכליה באמצעות לולאת כלי סיליקון. (E) כריתת פולקטומיה חדה של 1/3 גולגולת באמצעות מספריים ומלקחיים כהנחיה. (F) השגת המוסטזיס על ידי מריחת מדבקה המוסטטית; (ז) השגת המוסטזיס על ידי דחיסה ידנית; (H-J) השגת המוסטזיס על ידי דחיסה באמצעות מכשירים קהים ומתח הילר דרך לולאת כלי הסיליקון. (ק-נ) כריתת קטבים חדים 1/3 באנלוגיה. (O) תיאור סכמטי של מישורי חיתוך מומלצים כדי למנוע פגיעה לא מכוונת בהילר (קווים שחורים). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

4. כריתת כליה מלאה

1. גייסו את הכליה באנלוגיה לשלבים שתוארו לעיל וחפרו את הילום הכליה באמצעות מהדקי אוברהולט קהים (איור 3A,B).
2. קלע את הילום הכליה באמצעות קשירה פוליפילמנטית והנח קשר הזזה מאובטח על הילום הכליה קרוב יותר לכלי הבטן כדי לחסום את זרימת הדם הכלייתית ואת השופכן (איור 3C,D).
3. חתכו בחדות את ההילום באמצעות מספריים והוציאו את הכליה (איור 3E,F).
4. בקרה על המוסטזיס וניתוק קצוות הקשירה (איור 3G-J).

איור 3: כריתת כליה מלאה. (A) חשיפה כירורגית של הכליה הנגדית; (ב) הסרה אנלוגית של הפאשיה של הגרוטה ומנהור של הילום הכליה באמצעות מהדקי אוברהולט קהים; (C) מתלה את ההילום באמצעות קשירה רב-פילמנטית. (ד) מיקום קשירה של קשר הזזה על הילום הכליה; (E,F) דיסקציה חדה של ההילום באמצעות מספריים והוצאת הכליה; (G-I) בקרה על המוסטזיס וחיתוך קצוות הקשירה. (J) תיאור סכמטי של גובה הקשירה המומלץ (קו מקווקו) ומישור החיתוך (קו שחור). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

5. סגירת דופן הבטן

1. הניחו תפר פינתי על הפאשיה הבטנית באמצעות תפר פוליפילמנט (איור 4A-D).
2. המשיכו לתפור את החיתולית הבטנית עם תפר רץ עם ~2 מ"מ של רקמה שנתפסה בכל עקיצה וכ-4 מ"מ בין העקיצות (איור 4E-I).
3. תפרו את השכבה העורית באמצעות תפרים בודדים עם ~3 מ"מ של רקמה שנתפסה בכל עקיצה ו~6 מ"מ בין העקיצות (איור 4J-Q).

איור 4: סגירת דופן הבטן. (A-D) הנחת תפר פינתי על הפאשיה הבטנית באמצעות תפר פוליפילמנט. (ה-י) תפר ריצה של הפאשיה הבטנית; (J-Q) תפירת השכבה העורית באמצעות תפרים בודדים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

6. צעדים נוספים

1. בהתאם לתרחיש הרצוי, מטרת המחקר ומידת אי ספיקת הכליות הרצויה, שקול סטיות מפרוטוקול זה, כולל וריאציה בכמות פרנכימת הכליה שנכרתה, למשל, כריתת כליה מלאה חד צדדית (3/6 כריתת כליה), כריתת כליה מלאה דו-צדדית (6/6 כריתת כליה), כריתת חד צדדית חד צדדית (1/6 כריתת כליה), כריתת מונופולקטומיה דו-צדדית (2/6 כריתת כליה), כריתה דו-צדדית (2/6 כריתת כליה) וכריתת כליה דו-צדדית (4/6 כריתת כליה).
2. באופן כללי, המתת חסד של בעלי החיים על ידי כריתת לב חדה ללא סגירת דופן הבטן מוקדמת ליישומים שאינם הישרדותיים, או לבצע סגירת בטן הדרגתית כמתואר לעיל במקרה של ניסויי הישרדות מתוכננים עם מעקבים.
3. במקרה של יישומי הישרדות, שמור על תנאים סטריליים בכל עת במהלך הניתוח. לפני הניתוח, יש להכין את העור באופן אספטי באתר הניתוח באמצעות קרצוף (על בסיס יוד או על בסיס כלורהקסידין) ואלכוהול. השתמש בחבילת מכשירים חיטוי טרייה לכל בעל חיים.
4. לאחר הניתוח, יש לעקוב אחר בעל החיים עד שהוא בהכרה מספקת כדי לשמור על שכיבה חזה ולבודד אותו עד להחלמה מלאה.
5. כטיפול לאחר הניתוח בבעל החיים, כלול ביקורים יומיים אצל הצוות הרפואי וכן טיפול בכאב לאחר הניתוח באמצעות זריקות תת עוריות של 5 מ"ג/ק"ג קרפרופן משקל גוף פעמיים ביום למשך יומיים.
6. השתמש בגיליונות ציונים עם קריטריונים מוגדרים בבירור לסיום למשך הזמן עד להחלמה מלאה לאחר הניתוח. השתמש בסולם עכברוש²⁶ או בציון מצב הגוף²⁷ מהספרות המצוטטת. סיים את הניסוי אם ציון Grimace ≥ 6 או ציון מצב גוף = 1 לאחר מריחת קרפרופן. בנוסף, יש להפסיק במקרה של סיבוך כירורגי כגון זיהום בפצע לאחר הניתוח או אי ספיקת סגירת דופן הבטן.

פרוטוקול זה נערך ב-10 חולדות זכרים (משקל ממוצע 398 ±-35 גרם) בסביבה ללא הישרדות, וההליך בוצע על ידי מתמחה כירורגי בשנה השלישית. שיעור ההצלחה שהוגדר על ידי הישרדות מעל 20 דקות לאחר סגירת דופן הבטן היה 100%. משך הזמן הממוצע של התכשיר מהחתך בעור ועד לסגירת העור היה 18 דקות ו-34 שניות ±-7 דקות ו-31 שניות.

למרבה הצער, בשל האופי הלא הישרדותי של כתב יד זה, אין נתונים על תפקוד הכליות לאחר הניתוח. מחקרים עתידיים בבעלי חיים עם הגדרות הישרדות צריכים לקשר את מידת אובדן הפרנכימה לפרמטרים של תפקוד הכליות כדי לספק הבנה טובה יותר של הדרגה והשונות של אי ספיקת כליות המתאימה לכמות הכריתה הכלייתית שבוצעה.

כדי לאמת את הכדאיות של שארית הפרנכימה הכלייתית, נמדדו פרמטרי אינדקס של הכליה הפיזיולוגית (לפני הכריתה), של שארית העברה, כמו גם של פרנכימת האיבר שנכרתה לצורך חמצון (StO₂) וזלוף (NIR) באמצעות הדמיה היפרספקטרלית (HSI) והושוו (איור 5). הערכים סופקו ביחידות שרירותיות והראו ערכים פיזיולוגיים של השארית, מה שמעיד על כדאיות הפרנכימה הכלייתית שנותרה (טבלה 1).

התוצאות ההיפרספקטרליות היו עקביות עם פרסומים אחרונים, המצביעות על כך שניתן להעריך את כדאיות הרקמות והזלוף באמצעות ערכי חיתוך HSI StO₂ ספציפיים לאיבר. ערכים אלה תאמו את אלה שנצפו במחקר זה עם ערכים של 60.1% (±7.2%) עבור זלוף פיזיולוגי ו-20.9% (±2.7%) עבור רקמת כליה לא חלשה. מכיוון שאלו היו ניסויים ללא הישרדות, אין נתונים ניסויים על התוצאות ארוכות הטווח של החיות.

טבלה 1: פרמטרים של רקמות. ערכי חמצון וזלוף NIR של HSI StO₂ ביחידות שרירותיות על פני שלושה מצבי רקמת כליה שונים. קיצורים: StO2 = ריווי חמצן ברקמות; NIR = ספקטרוסקופיה קרובה לאינפרא אדום; HSI = הדמיה היפרספקטרלית

איור 5: אימות המודל. (A) הדמיה של כליות פיזיולוגיות (אדומות) ותת-עירוי (כחול) באמצעות תמונות אינדקס מקודדות בצבע עבור חמצון (StO₂) וזלוף (NIR) מהדמיה היפר-ספקטרלית. (B) תמונות RGB של כליה פיזיולוגית (אדום), שריד פיזיולוגי של הכליה לאחר כריתת פולקטומיה (ירוק), ורקמת כליה שנכרתה (כחול) עם כימות של ערכי חמצון HSI (StO₂) וזלוף (NIR) בהתאמה עם n = 10 חיות. קיצורים: StO2 = ריווי חמצן ברקמות; NIR = ספקטרוסקופיה קרובה לאינפרא אדום; HSI = הדמיה היפרספקטרלית. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

CKD מוגדר על ידי נזק לכליות או תפקוד כליות מופחת למשך 3 חודשים לפחות, ללא קשר לסיבה^28,29. נזק לכליות כולל חריגות פתולוגיות בכליה המקורית או המושתלת, שזוהו באמצעות הדמיה, ביופסיה, או נגזרו מסמנים קליניים כמו אלבומינוריה מוגברת (יחס אלבומין לקריאטינין > 30 מ"ג/גרם או 3.4 מ"ג/ממול) או שינויים במשקעי השתן. ירידה בתפקוד הכליות מרמזת על קצב סינון גלומרולרי מופחת, המוערך בדרך כלל מריכוז הקריאטינין בסרום.

על פי המרכזים לבקרת מחלות ומניעתן בארה"ב, ~37 מיליון אנשים בארצות הברית לבדה, בקורלציה של ~15% מהאוכלוסייה הבוגרת בארה"ב, מעריכים שיש להם CKD²⁹ הקשור להוצאות בריאות משמעותיות, כאשר מחלת כליות סופנית לבדה גורמת לעלויות עודפות של למעלה מ-30 מיליארד דולר למוטבי מדיקר בארצות הברית³⁰.

לכן, הקמת מודלים מתאימים וניתנים לשכפול של בעלי חיים היא הכרחית להתמודדות עם חקירות מחקר מתפתחות בתחום זה. יתר על כן, מעבר לחשיפת מסלולים פתופיזיולוגיים בסיסיים, היכולת להפחית את הפרנכימה בכליות ולעורר אי ספיקת כליות משמשת כבסיס חיוני להערכת יעילותם של טיפולים תרופתיים, מתודולוגיות כירורגיות וגישות טיפוליות חלוציות. על ידי ניצול מסגרת ניסויית זו, מדענים יכולים להאיץ את ההמרה של תגליות פרה-קליניות לגישות קליניות מעשיות, ובכך להפחית את התחלואה והתמותה הקשורות למצבים כלייתיים שונים.

לדוגמה, חוקרים יכולים להשתמש במודל זה כדי להעריך את היעילות של תרכובות פרמצבטיות שמטרתן לשפר את ההגנה הכלייתית ומסלולי ההתחדשות, כפי שהיה במקרה של מעכבי נתרן-גלוקוז קוטרנספורטר 2 (SGLT2), כגון אמפגליפלוזין או דפאגליפלוזין³¹, אנטגוניסטים לקולטן מינרלוקורטיקואידים לא סטרואידים (MRAs), כגון פינרנון ^32,33, אנטגוניסטים לקולטן אנדותלין (ERAs), כמו ספרסנטן³¹ או מייצבי גורם השראת היפוקסיה (HIF)³¹. בנוסף, מודל זה מקל על הערכה של גישות כירורגיות חדשות, כגון השתלה עם משטרי דיכוי חיסוני מתקדמים או לאחרונה אפילו השתלה - עם ההשתלה המוצלחת הראשונה של כליות חזיר מהונדסות גנטית לחולים אנושיים מוות מוחי בשנת 2021 34,35,36.

תוך שימוש במודל כריתת כליה 5/6 זה, חיוני לקבוע במודע כיצד בדיוק יש לבצע את כריתת הכליה החלקית - או על ידי כריתה כירורגית של קטבים, המכונה מודל כריתת הפולקטומיה כפי שהוצג כאן, או על ידי קשירת עורקי כליה סגמנטליים עליונים ונחותים או הפרנכימה עצמה, וכתוצאה מכך אוטם קוטבי 7,15,16,17,18,19,20.

בעוד שהם חולקים מאפיינים רבים, שני המודלים הללו (כריתה לעומת קשירה) מציגים וריאציות פנוטיפיות משמעותיות, כל אחד מהם לוכד היבטים שונים של CKD אנושי. לגבי דמיון פנוטיפי, שני המודלים מציגים מאפיינים אופייניים כלליים הדומים ל-CKD אנושי, כגון אורמיה, פיברוזיס, נדירות נימית וירידה מתקדמת בתפקוד הכליות. בנוסף, שניהם חווים היפרטרופיה של האיבר כולו, סינון יתר בנפרונים פונקציונליים, ירידה בביטוי הכליות של גורם גדילת אנדותל כלי הדם, ביטוי כלייתי מוגבר של טרומבוספונדין-1 האנטי-אנגיוגני, פגיעה בוויסות עצמי של הכליות ואי סדירות בפיזיולוגיה של תחמוצת החנקן בכלי הדם. לכן, שני המודלים, באופן כללי, מאפשרים לחקור מגוון היבטים כולל לחץ דם עורקי, מערכת רנין-אנגיוטנסין-אלדוסטרון, ויסות עצמי, דינמיקה של תחמוצת החנקן, פיזיולוגיה של נפרון יחיד, גורמים אנגיוגניים ואנטי-אנגיוגניים, נדירות נימית, אורמיה, פיברוזיס, נדירות נימית, ביטוי כלייתי של גורם גדילה אנדותל כלי דם, ביטוי כלייתי מוגבר של טרומבוספונדין-1 אנטי-אנגיוגני, פגיעה בוויסות עצמי כלייתי וכלי דם לא תקינים פיזיולוגיה של תחמוצת החנקן.

מאפיינים היסטולוגיים המצויים באופן קבוע כוללים נזק טובולו-אינטרסטיציאלי המשתקף על ידי דלקת, ניוון צינורי ופיברוזיס, וגלומרולוסקלרוזיס מוקדית המובילה להפחתה מסיבית של גלומרולי בריא בקרב אוכלוסיית השרידים (<10%)²¹.

לעומת זאת, מופיעות הבחנות פנוטיפיות בולטות בין שני המודלים: מודל האוטם מציג התחלה מהירה של יתר לחץ דם מערכתי בינוני עד חמור, בעוד שמודל כריתת הפולקטומיה שומר בתחילה על נורמוטנס לפני המעבר ליתר לחץ דם קל עד בינוני. יתר על כן, ידוע כי חולדות שעברו את מודל האוטם מדגימות פעילות מוגברת משמעותית במערכת רנין-אנגיוטנסין-אלדוסטרון⁷. יתר על כן, הוכח כי קיימים הבדלים גנוטיפיים במובן של גנים מווסתים ומווסתים, כך שההחלטה אם להשתמש במודל כריתה או קשירה לאינדוקציה של CKD צריכה להיעשות במודע ובהבנה מלאה של ההשלכות הביולוגיות ושאלת המחקר הרצויה³⁷.

אמנם ישנם מספר פרסומים על כריתת כליה 5/6 עם גישה גבית, אך חסרה ספרות מדעית המתייחסת לכריתת כליה 5/6 באמצעות לפרוטומיה בקו האמצע ואין פרוטוקול שיטתי במפורש. זוהי, אם כן, הטענה של כתב היד הזה. מגבלות הטכניקה המוצגת כוללות בעיקר את הפולשניות של ההליך והקושי להעריך את הכמות הנכונה של פרנכימה שנכרתה כדי להשיג את הרמה הרצויה של אי ספיקת כליות.

בהתמודדות עם אתגרים נפוצים בהם נתקלים במהלך ההליך, ברצוננו להדגיש את הנקודות וההמלצות הבאות: איסוף יסודי של ציוד ותרופות מראש, וביצוע קפדני של בקרה המוסטטית באמצעות הכנה ודיסקציה מדויקת לאורך מישורי כלי הדם. הגבל את המגע עם פרנכימת הכליה למכשירים לא טראומטיים, כגון צמר גפן לח או קומפרסים כירורגיים המטופלים במלקחיים. התחל עם כריתת הכליה החלקית כך שבמקרה של דימום מוגזם של משטחי הכריתה בקטבים, ניתן להמיר את הכריתה לכריתת כליה מלאה לבקרה המוסטטית וניתן לבצע את כריתת הכליה החלקית בצד הנגדי.

אפילו לשליטה המוסטטית משופרת, ניתן היה להניח מהדק מפרצת Yasargil על כלי הדם ההילריים ממש לפני דיסקציה של פרנכימה. השחרור ההדרגתי הזהיר של מהדק Yasargil זה יכול להקל על זיהוי דימומים עורקיים בודדים על משטח הכריתה ולאפשר צריבה חשמלית דו-קוטבית מדויקת של אלה.

בדרך כלל, בגלל הסיכון המוגבר לדימום במהלך הכנת כלי הדם, רצוי להשתמש במלחציים קהים לרוב ההכנה הכירורגית, במקום להסתמך על דיסקציה חדה. בנוסף, כדאי להרטיב את המכשירים ולולאות כלי הסיליקון לפני השימוש כדי למזער את חיכוך פני השטח.

שלב ההכנה המסוכן ביותר הוא קשירה של הילום הכליה ודיסקציה שלו. טכניקת קשר הזזה לא מספקת עלולה לגרום לדימום בכליות. כתוצאה מכך, אנו ממליצים להכין את ההילום למרחק מעט ארוך יותר כך שתהיה מספיק רקמה להידוק מחדש ולתפירה.

הסיכון לדימום לאחר הניתוח רלוונטי ולכן אנו ממליצים להאריך את סגירת דופן הבטן לתקופה ממושכת (למשל, 20 עד 30 דקות) כדי לצפות בשארית לאורך תקופה ארוכה יותר. ניתן לשקול שימוש בתרופות ליתר לחץ דם לאחר המוסטזיס ראשוני, למשל, נוראדרנלין תת עורי כדי להגביר את לחץ הדם המערכתי ולזהות דימומים אפשריים.

מעבר להארת מנגנונים ביומולקולריים בסיסיים, היכולת לגרום לתת-עירוי כלייתי, כריתת איברים ושאריות איברים בחולדות מספקת כלי רב ערך להערכת התערבויות פרמקולוגיות ושיטות הדמיה חדשניות כגון HSI 38,39,40,41,42. מודל זה הוא, אם כן, חיוני לספק את האמת הבסיסית של הרקמה הביולוגית מאחורי אי ספיקת כליות הנחוצה לניצול מלא של HSI להערכת רקמות בהקשר האורולוגי של CKD.

בעוד שפרוטוקול זה נחשב למדריך שלב אחר שלב למודל כריתת כליה כללי בחולדות, ניתן להתאים את כמות הפרנכימה הכלייתית שנכרתה בהתאם לשאלת המחקר הספציפית כמתואר לעיל. במקרה של דרגה מסוימת של אי ספיקת כליות, הנדרשת לניסויים, ניתן לעקוב אחר רמת ה-CKD לאורך זמן על ידי מדידת אוריאה בפלזמה, לחץ דם סיסטולי, פרוטאינוריה ופינוי, למשל, באמצעות תקן הזהב אינולין וחומצה פרה-אמינו היפורית (PAH). מקובל כי 6 שבועות לאחר ההליך, אי ספיקת כליות, המוגדרת על ידי ירידה בקצב הסינון הגלומרולרי (GFR), התייצבה. כדי להשיג רמות גבוהות עוד יותר של CKD, ניתן ליישם טיפול משולב המורכב מתזונה עתירת מלח ויישום עיכוב סינתאז תחמוצת החנקן - באמצעות NG-nitro-L-Arginine) (L-NNA) - כפי שתואר קודם לכן בספרות המצוטטת²¹.

על ידי מתן מתודולוגיה מקיפה וניתנת לשכפול, פרוטוקול זה מייעל את תהליך כריתת הכליה ומחלת כליות כרונית (CKD) בנבדקים בחולדות. סטנדרטיזציה זו משפרת את האמינות והחוסן של הנתונים, מקדמת את האוטונומיה של החוקרים ומאפשרת השוואה בין מחקרים עתידיים בבעלי חיים. כתוצאה מכך, הוא מתגלה כמכשיר חיוני בארגז הכלים של המחקר הביו-רפואי, ושופך אור על הקשר המורכב בין רקמת הכליה התפקודית שנותרה לבין ההשפעות המערכתיות של CKD. על ידי מינוף יכולת ההסתגלות של מסגרת ניסויית זו, החוקרים יכולים למפות טריטוריות חדשות ברפואה תרגומית ובסופו של דבר לקדם את תוצאות המטופלים בתחום בריאות הכליות.

למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.

לא היה מימון מיוחד לפרויקט זה. המחברים מודים בהכרת תודה לשירות אחסון הנתונים SDS@hd הנתמך על ידי משרד המדע, המחקר והאמנויות באדן-וירטמברג (MWK) וקרן המחקר הגרמנית (DFG) באמצעות מענק INST 35/1314-1 FUGG ו-INST 35/1503-1 FUGG. יתר על כן, המחברים מודים בהכרת תודה על התמיכה של ה-NCT (המרכז הלאומי למחלות גידול בהיידלברג, גרמניה) באמצעות תוכנית הפוסט-דוקטורט המובנית שלו והתוכנית לאונקולוגיה כירורגית. אנו מכירים גם בתמיכה באמצעות קרנות המדינה שאושרו על ידי הפרלמנט הממלכתי של באדן-וירטמברג עבור קמפוס החדשנות בריאות + ברית מדעי החיים היידלברג מנהיים מתוכנית הפוסט-דוקטורט המובנית עבור אלכסנדר סטודייר-פישר: בינה מלאכותית בבריאות (AIH) - שיתוף פעולה של DKFZ, EMBL, אוניברסיטת היידלברג, בית החולים האוניברסיטאי היידלברג, בית החולים האוניברסיטאי מנהיים, המכון המרכזי לבריאות הנפש, ומכון מקס פלאנק למחקר רפואי. יתר על כן, אנו מכירים בתמיכה באמצעות מכון הסרטן הקטור DKFZ במרכז הרפואי האוניברסיטאי מנהיים. עבור דמי הפרסום אנו מכירים בתמיכה כספית של Deutsche Forschungsgemeinschaft במסגרת תוכנית המימון "Open Access Publikationskosten" וכן על ידי אוניברסיטת היידלברג.