Method Article
El artículo en video resume la técnica de pancreatectomía y alotrasplante de páncreas en un modelo porcino de supervivencia de 3 días con una descripción paso a paso del método y énfasis en los consejos y trucos quirúrgicos para lidiar con la precaria y delicada anatomía visceral porcina.
A pesar de los resultados prometedores del trasplante de páncreas en la diabetes mellitus tipo 1 y el síndrome metabólico, la mayor preocupación en torno a esta técnica de vanguardia sigue siendo la escasez de órganos considerados aptos para el trasplante. La alta resistencia intravascular, el delicado marco capilar intraparenquimatoso y la compleja anatomía lobular alrededor de la vasculatura mesentérica son lo que hace que este órgano sea más susceptible a las lesiones y menos tolerante al trauma trivial en comparación con órganos como el hígado y el riñón. La disección quirúrgica meticulosa y el manejo juicioso del tejido forman la piedra angular de todo el ejercicio del trasplante de páncreas. Debido a la similitud morfológica entre la anatomía del páncreas porcino con los vasos mesentéricos circundantes y los órganos en comparación con la anatomía humana, la demostración de la técnica en el modelo porcino podría ayudar a extrapolar con mayor precisión esto a un entorno humano. El presente artículo tiene como objetivo describir los consejos y trucos quirúrgicos esenciales que deben seguirse, con el fin de garantizar una mayor tasa de éxito del trasplante de este órgano altamente susceptible en un modelo de supervivencia porcina de 3 días.
En las últimas décadas, ha habido avances significativos en las estrategias de manejo perioperatorio y las técnicas quirúrgicas que conducen a la evolución del trasplante de páncreas en una de las estrategias más prometedoras para el tratamiento de la diabetes mellitus con enfermedad renal terminal (generalmente en combinación con el trasplante renal)1 . Sin embargo, las complicaciones como la pancreatitis del injerto, la lesión por isquemia-reperfusión y la trombosis vascular siguen siendo los mayores desafíos a superar para garantizar resultados exitosos, más aún en los injertos de criterios extendidos más dañados2. Además, los injertos de páncreas son los injertos más comúnmente descartados de la obtención y tienen las tasas de utilización más bajas (9%) para cualquier órgano3. Por lo tanto, la máquina de perfusión tiene como objetivo proporcionar un medio homeostático óptimo al injerto de páncreas con el objetivo de aumentar la tasa de utilización del injerto, similar a lo que se ha logrado en el trasplante de hígado, riñón y pulmón4. La anatomía pancreática porcina es compleja en términos de su arquitectura lobular (que comprende tres lóbulos), sus extensiones alrededor del eje mesentérico-portal, sus variaciones vasculares mesentéricas (en 40%-50%) y sus delicados canales vasculares a lo largo del asa C del duodeno5. Estos atributos anatómicos contribuyen a una disección desafiante tanto en la recuperación del injerto pancreato-duodenal como en la pancreatectomía receptora para inducir un estado de diabetes apancreática iatrogénica, es decir, un estado de diabetes mellitus inducido quirúrgicamente con un nivel de glucosa en ayunas superior a 8 mmol / L. Con base en estas características, la pancreatectomía porcina con trasplante proporciona la replicación más cercana posible de la técnica que podría realizarse en humanos como tratamiento definitivo contra la etapa terminal. diabetes mellitus. El presente artículo tiene como objetivo cubrir los siguientes aspectos: (i) esquema de la atención porcina perioperatoria durante la pancreatectomía receptora y el implante de injerto de páncreas; (ii) detalles técnicos paso a paso de la pancreatectomía receptora e implantación del injerto pancreato-duodenal y (iii) consejos y trucos de operación pancreática donante y receptora en modelos porcinos para minimizar la lesión del injerto y del receptor.
El protocolo recibió la aprobación ética del Comité de Cuidado de Animales, Instituto General de Investigación de Toronto. Los animales recibieron atención humanitaria de conformidad con la Sociedad Nacional de Investigación Médica y Guía para el cuidado de animales de laboratorio, Instituto Nacional de Salud (NIH), Ontario, Canadá. Para este estudio, se utilizaron cerdos machos de Yorkshire no relacionados de 15 semanas de edad, con un peso de 40-50 kg.
NOTA: Todo el protocolo del estudio se divide en los siguientes pasos principales: (i) recuperación de órganos y preparación de la mesa posterior; (ii) Pancreatectomía total del receptor y (iii) Implantación del injerto. Toda la cirugía del donante y del receptor se realiza en 1 día.
1. Recuperación de órganos de donantes y preparación de la mesa posterior
NOTA: El método para la recuperación de órganos se ha descrito en un protocolo separado6. Sin embargo, el protocolo, en resumen, se describe aquí junto con algunos puntos adicionales específicos de la técnica quirúrgica (consejos quirúrgicos relevantes para la operación del donante).
2. Pancreatectomía del receptor
Figura 1: Muestra de pancreatectomía resecada en masa. Tenga en cuenta el anillo de tejido pancreático que rodea la vena porta in vivo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Imagen del duodeno. El asa C del duodeno con una arcada vascular preservada (punta de flecha) comparada con el asa yeyunal circundante y evaluada para la congestión. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Los parámetros bioquímicos perioperatorios y postoperatorios, de hasta 3 días, de los cinco modelos de supervivencia de trasplante de páncreas se resumen a continuación (numerados como PTX 1 a 5 en la cronología). De los cinco trasplantes de páncreas totales, a todos les fue bien durante el período de supervivencia de 3 días, como lo demuestra su bienestar general y las pruebas de lesión pancreática y función endocrina. Los resultados que se muestran a continuación son representativos de la experiencia de un modelo de supervivencia de 3 días de pancreatectomía receptora seguida de alotrasplante de páncreas después del almacenamiento estático en frío del injerto.
El tiempo quirúrgico promedio para la pancreatectomía fue de 52 min (45-64 min). Dado que este era un modelo de latidos cardíacos con muerte cerebral, no hubo fase de isquemia cálida asistólica en el donante. El tiempo promedio de isquemia caliente del receptor desde la aplicación de la pinza de cava de mordida lateral hasta la reperfusión del injerto fue de 49,5 min (40-55 min). Los cinco injertos tuvieron un tiempo de isquemia fría de 5 horas (300 minutos) según el protocolo del estudio. Todos los animales recibieron inmunosupresión en forma de 300 mg de ciclosporina Syp, dos veces al día.
Parámetros clínicos y bioquímicos perioperatorios
La frecuencia cardíaca media 1 h después de la reperfusión fue de 135 latidos/min (120-170 latidos/min). La presión arterial media fue de 37 mmHg (30-55 mmHg), generalmente mantenida bajo la cubierta de una dosis alta de infusión de norepinefrina. En los cinco casos, la norepinefrina podría reducirse y suspenderse antes de volver a trasladar al animal a su corral. Los niveles de lactato fueron monitoreados en el quirófano durante 3 h después de la reperfusión. La tendencia se representa en la Figura 3.
Figura 3: Niveles séricos de lactato después de la reperfusión del injerto. La tendencia se midió durante las primeras 3 h de reperfusión. El eje Y representa los valores de lactato (en mmol/L). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Parámetros bioquímicos clínicos y de lesión pancreática postoperatoria
Los cinco animales estaban clínicamente alerta, evidente por el movimiento activo de las extremidades y los patrones de respiración, dentro de las 5-6 h de la reperfusión. Todos ellos estaban activos, aceptaban alimentos orales y medicamentos, y orinaban y defecaban en la mañana del día 1 postoperatorio.
Los niveles de amilasa postoperatoria durante los primeros 3 días se resumen en la Figura 4.
Figura 4: Niveles séricos de amilasa después de la reperfusión del injerto. La tendencia se midió durante los primeros 3 días después del trasplante. El eje Y representa los niveles de amilasa (U/L). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Los niveles de lipasa sérica postoperatoria durante los primeros 3 días se resumen en la Figura 5.
Figura 5: Niveles séricos de lipasa después de la reperfusión del injerto. La tendencia se midió durante los primeros 3 días después del trasplante. El eje Y representa los niveles de lipasa (U/L). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Los niveles séricos postoperatorios de lactato deshidrogenasa (LDH) se resumen a continuación en la Figura 6.
Figura 6: Niveles séricos de LDH después de la reperfusión del injerto. La tendencia se midió durante los primeros 3 días después del trasplante. El eje Y representa los niveles de LDH (U/L). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Prueba postoperatoria de tolerancia a la glucosa
Se realizó una prueba de tolerancia a la glucosa IV de 120 min en el tercer día postoperatorio. Se inyectó una dosis de 50 ml que contenía 50% de dextrosa a través del catéter venoso central y el tiempo se registró como 0 min. Las muestras de sangre se extrajeron posteriormente a los 2 min, 5 min, 10 min, 20 min, 30 min, 60 min, 90 min y 120 min y se procesaron para determinar los niveles de glucosa. El resto de la muestra se centrifuga a 8.000 x g durante 10 min y el sobrenadante se almacena en tres tubos de microcentrífuga a -80 °C. La figura 7 representa la tendencia de la prueba de tolerancia a la glucosa para los cinco casos (PTX 1-5).
Figura 7: Niveles de glucosa sérica evaluados por la prueba de tolerancia a la glucosa IV. Los niveles de glucosa sérica se evaluaron 0-120 min mediante la prueba de tolerancia a la glucosa IV y se compararon entre PTX 1-5. El eje Y representa los niveles de glucosa (mmol/L). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
El protocolo actual se ha realizado para demostrar la técnica y la viabilidad de la pancreatectomía y el alotrasplante de páncreas en modelos porcinos. Los animales fueron observados durante un período de 3 días después del trasplante para demostrar la fiabilidad de la técnica de pancreatectomía y el alotrasplante. Todos los animales fueron monitoreados y amamantados durante 3 días después de la cirugía utilizando un protocolo estandarizado de cuidado animal de antibióticos, líquidos, analgésicos, nutrición suplementaria e inmunosupresores (es decir, ciclosporina). Fueron sacrificados al tercer día postoperatorio (después de 72 h o antes si así lo exige el deterioro clínico) mediante una técnica humanitaria éticamente aprobada. Las biopsias se tomaron de la cola, el cuerpo, la cabeza y el duodeno y se enviaron para análisis histopatológico, y las secciones restantes se almacenaron en tampón de aislamiento de ARN y se congelaron a presión (- 80 ° C) para su uso posterior.
Uno de los primeros intentos de demostrar con éxito la inducción de diabetes mellitus iatrogénica en el modelo porcino por pancreatectomía fue publicado por Chaiba et al. en 2011 en una cohorte de 10 cerdos machos blancos que pesaban 27-33 kg7. El grupo demostró los planos anatómicos y los puntos de referencia que establecen una hoja de ruta para la pancreatectomía exitosa en modelos porcinos. Prudhomme et al. en 2020 demostraron la viabilidad de la inducción de diabetes y el alotrasplante de páncreas en su cohorte de tres cerdos machos de Susscrofa8. La inducción de diabetes se evaluó mediante niveles de péptido C 3 h después de la pancreatectomía total. La inducción médica de diabetes mellitus en cerdos de Yorkshire fue demostrada con éxito por Grussner et al. en 1993 con una tasa de mortalidad del 0% en una cohorte de 67 cerdos autóctonos de Yorkshire9. La inducción exitosa de la diabetes por pancreatectomía fue evaluada utilizando los niveles de glucosa sérica, guiada por el bienestar clínico del animal por nuestro grupo (Mazilescu et al.) en 202210. Tras el establecimiento de una inducción exitosa, nuestro grupo procedió con el alotrasplante de páncreas después de la pancreatectomía en la fase posterior del protocolo.
Una limitación importante del estudio es garantizar la replicabilidad uniforme en todas las cohortes de animales. Esto se debe principalmente a la fragilidad del modelo porcino en términos de ser propenso a la gripe estacional, zoonosis, etc. Estos factores pueden contribuir a sesgar negativamente los resultados, independientemente de la técnica que se utilice para la cirugía.
Los factores que afectan el resultado del trasplante de páncreas incluyen condiciones preoperatorias como bienestar general, estado cardiopulmonar, infección estacional y condiciones perioperatorias como el estado del injerto al final de la máquina de perfusión, manejo del injerto durante la cirugía, alteraciones hemodinámicas en la reperfusión11. Desde el punto de vista quirúrgico, minimizar el manejo del injerto in vivo y ex situ juega un papel importante para asegurar la implantación de un injerto mínimamente dañado en este modelo de trasplante altamente precario12. Las modificaciones en la composición de la solución de perfusión, la solución dializante y los parámetros fisiológicos durante la perfusión de la máquina también podrían determinar el resultado del trasplante y actualmente están siendo evaluados por el grupo. El establecimiento de un modelo exitoso de alotrasplante en injertos perfundidos con máquina podría allanar aún más el camino para injertos de criterios extendidos, como la donación después de la muerte cardíaca (DCD) y el almacenamiento en frío prolongado (ECS) de páncreas en el futuro.
Los autores no tienen conflictos de intereses que revelar.
Ninguno.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Belzer UW Cold storage solution | Bridge to life Ltd (Columbia, SC, USA) | 4055 | |
Calcium gluconate (10%) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | C360019 | |
Composelect (blood collection bags) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | PQ31555 | |
Heparin (10000 IU/10 ml) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | C504710 | |
Lactated Ringer's | Baxter (Mississauga, ON, Canada) | JB2324 | |
Percutaneous Sheath Introducer Set with Integral Hemostasis Valve/side Port for use with 7-7.5 Fr Catheters | Arrow International LLC | SI-09880 | |
Sodium bicarbonate (8.4%) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | C908950 | |
Solu-Medrol | Pfizer Canada Inc. | 52246-14-2 | |
Surgical retreival and transplant instrument set |
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