Renal Isquemia Reperfusão: um modelo do rato de lesão e regeneração
Summary
The mouse model of renal ischaemia reperfusion injury described here comprises of a right nephrectomy that provides control tissue and clamping of the left renal pedicle to induce ischaemia that results in acute kidney injury. This model uses a midline laparotomy approach with all steps performed via one incision.
Abstract
Renal lesão de isquemia e reperfusão (IRI) é uma causa comum de lesão renal aguda (IRA) em pacientes com oclusão do fluxo sanguíneo renal é inevitável durante o transplante renal. Modelos experimentais de que precisa e reproduzível recapitulam IRI renal são cruciais em dissecar a fisiopatologia da LRA e do desenvolvimento de novos agentes terapêuticos. Apresentado aqui é um modelo do rato do IRI renal que resulta em reprodutível AKI. Isto é conseguido por uma abordagem laparotomia mediana para a cirurgia com uma incisão que permite tanto uma nefrectomia direita que fornece tecido controlo e de aperto do pedículo renal esquerda para induzir isquémia do rim esquerdo. Por cuidadosa monitorização da posição de aperto e a temperatura do corpo durante o período de isquémia este modelo consegue lesão funcional e estrutural reprodutível. Os ratinhos sacrificados 24 horas após a cirurgia demonstrar a perda da função renal com a elevação do nível de creatinina no soro ou no plasma, bem como estruturasdanos nos rins tural com necrose tubular aguda evidente. A função renal melhora e a lesão tecidual aguda resolvida no decurso de 7 dias após o IRI renais tais que este modelo pode ser usado para estudar a regeneração renal. Este modelo de IRI renal tem sido utilizada para estudar a fisiopatologia molecular e celular do AKI, bem como a análise da regeneração renal subseqüente.
Introduction
Isquemia lesão de reperfusão (IRI) é um modo comum de lesão de múltiplos órgãos, incluindo o rim, coração e cérebro. Renal IRI pode levar à lesão renal aguda (LRA) em pacientes e nenhum tratamento específico está disponível. AKI como resultado da IRI tem uma patogênese complicada que envolve tanto a resposta imune inata e adaptativa 1. Um modelo experimental de IRI renal oferece o potencial para dissecar as células-chave e mediadores envolvidos na patogênese da IRA, bem como a regeneração renal subseqüente que segue ao longo de dias subseqüentes. Além disso, os efeitos dos agentes terapêuticos sobre os processos de doença podem ser avaliadas.
O objetivo geral do modelo experimental de IRI renal descrito aqui é induzir tanto lesão renal funcional e estrutural aguda. Alguns investigadores utilizaram um modelo que envolve a indução de IRI bilaterais 2. Embora o modelo IRI renal bilateral é de uso, o ren unilateralmodelo al IRI tem a vantagem de uma nefrectomia direita a ser realizado no momento da cirurgia. O tecido nefrectomia direita serve como tecido de controlo valiosa em estudos envolvendo uma etapa de pré-tratamento que tanto induz ou reprime a expressão de um gene ou proteína. Por exemplo, temos usado este modelo para avaliar os efeitos pré-condicionamento do heme arginato (ha) de injeção de 24 horas antes da IRI renal 3. A indução bem sucedida do citoprotector enzima heme-oxigenase-1 (HO-1) por HA antes IRI foi confirmada no tecido controlo nefrectomia direita 4. HA reduzido IRI renal em camundongos idosos, em parte, através de um HO-1 mecanismo dependente. Da mesma forma, temos utilizado o modelo em estudos de depleção de macrófagos para examinar o papel dos macrófagos em IRI renal 5. A análise imunohistoquímica do tecido nefrectomia direita pode ser usado para confirmar a eficácia do método de ablação. O tecido nefrectomia direita pode, portanto, ser utilizada tanto para confirmar e quantificar o nível de induction ou inibição da molécula de interesse de cada animal experimental individual. Este modelo será de interesse para os pesquisadores que estão usando drogas ou outros compostos para modular a expressão de genes ou proteínas, etc, antes da indução da IRI renal.
Outros estudos usaram incisões flanco para acessar os rins. O modelo descrito aqui utiliza uma única cirurgia na linha média abdominal para executar tanto a nefrectomia direita e induzir isquemia reperfusão do rim esquerdo. Esta abordagem cirúrgica oferece excelente visualização do campo cirúrgico, incluindo os pedículos renais e alterações de cor que seguem renal fixação do pedículo. A nossa experiência com o modelo publicado 4-6 indica que os ratos se recuperar rapidamente da cirurgia com uma taxa de sobrevivência de perto de 100%.
Por fim, a análise da cinética do modelo ao longo de um período de 7 dias, indicam que este modelo exibe restauração de tanto a função renal e integridade tubular, comproliferação de células epiteliais tubulares significativa.
Protocol
Representative Results
Discussion
Renal IRI é uma importante causa de LRA sem tratamento específico disponível. O estudo experimental de IRI renal tem sido altamente informativos com trabalhos anteriores demonstrando o papel de macrófagos, células dendríticas, linfócitos T, células-regulação, assim como outras células e mediadores na indução de tanto a lesão aguda e da fase de cicatrização de 5,8 – 16. Além disso, o IRI renal experimental foi usado para avaliar o efeito de vários agentes terapêuticos 4,17-19. </p…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The present study was supported by grants from Kidney Research UK (ST4/2011), the Cunningham Trust (CT11/14) and the Mrs EA Hogg’s Charitable Trust.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Tissue scissors | Fine Science Tools | 14072 – 10 | |
| Micro-Adson forceps (Rat toothed) | Fine Science Tools | 11019 – 12 | |
| S&T JFA-5bTC Forceps – SuperGrip Angled | Fine Science Tools | 00649-11 | |
| Colibri retractor | Fine Science Tools | 17000 – 04 | |
| Micro clip applicator | Fine Science Tools | 18057-14 | |
| Micro serrafines | Fine Science Tools | 18055-04 | |
| Olsen-Hegar needle holder | Fine Science Tools | 12002 – 12 | |
| Hemoclip Plus Ligating Clips Small | Weck | 533837 | |
| Autoclip Wound Clip System, 9mm | Harvard Apparatus | PY2 52-3748 | |
| Silk Black Braided Suture, Size 6-0 | Harvard Apparatus | 723288 | |
| Standard Heat Matt | |||
| Homeothermic Blanket & Control Unit | Harvard Apparatus | ||
| Lacri-Lube | Allergan | ||
| Vetasept Chlorhexidine | AnimalCare | ||
| Vetalar : Ketamine hydrochloride | 100mg/ml solution | ||
| Domitor : medetomidine hydrochloride | 1mg/ml | ||
| Vetergesic : Buprenorphine hydrochloride | 0.3mg/ml | ||
| Antisedan : Atipamezole hydrochoride | 5mg/ml | ||
References
- Kinsey, G. R., Li, L., Okusa, M. D. Inflammation in acute kidney injury. Nephron Exp Nephrol. 109, (2008).
- Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. Am J Physiol Renal Physiol. 303, (2012).
- Ferenbach, D. A., Kluth, D. C., Hughes, J. Hemeoxygenase-1 and renal ischaemia-reperfusion injury. Nephron Exp Nephrol. 115, (2010).
- Ferenbach, D. A., et al. The induction of macrophage hemeoxygenase-1 is protective during acute kidney injury in aging mice. Kidney Int. 79, 966-976 (2011).
- Ferenbach, D. A., et al. Macrophage/monocyte depletion by clodronate, but not diphtheria toxin, improves renal ischemia/reperfusion injury in mice. Kidney Int. 82, 928-933 (2012).
- Ferenbach, D. A., et al. Macrophages expressing heme oxygenase-1 improve renal function in ischemia/reperfusion injury. Mol Ther. 18, 1706-1713 (2010).
- Keppler, A., et al. Plasma creatinine determination in mice and rats: an enzymatic method compares favorably with a high-performance liquid chromatography assay. Kidney Int. 71, 74-78 (2007).
- Vinuesa, E., et al. Macrophage involvement in the kidney repair phase after ischaemia/reperfusion injury. J Pathol. 214, 104-113 (2008).
- Friedewald, J. J., Rabb, H. Inflammatory cells in ischemic acute renal failure. Kidney Int. 66, 486-491 (2004).
- Gandolfo, M. T., et al. Foxp3+ regulatory T cells participate in repair of ischemic acute kidney injury. Kidney Int. 76, 717-729 (2009).
- Burne, M. J., et al. Identification of the CD4+ T cell as a major pathogenic factor in ischemic acute renal failure. J Clin Invest. , 1283-1290 (2001).
- Burne-Taney, M. J., et al. B cell deficiency confers protection from renal ischemia reperfusion injury. J Immunol. 171, 3210-3215 (2003).
- Kinsey, G. R., et al. Regulatory T cells suppress innate immunity in kidney ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol. 20, 1744-1753 (2009).
- Li, L., Okusa, M. D. Macrophages, dendritic cells, and kidney ischemia-reperfusion injury. Semin Nephrol. 30, 268-277 (2010).
- Lin, S. L., et al. Macrophage Wnt7b is critical for kidney repair and regeneration. Proc Natl Acad Sci U S A. 107, 4194-4199 (2010).
- Lee, S., et al. Distinct macrophage phenotypes contribute to kidney injury and repair. J Am Soc Nephrol. 22, 317-326 (2011).
- Kumar, S., et al. Dexamethasone ameliorates renal ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol. 20, 2412-2425 (2009).
- Sharples, E. J., et al. Erythropoietin protects the kidney against the injury and dysfunction caused by ischemia-reperfusion. J Am Soc Nephrol. 15, 2115-2124 (2004).
- Gueler, F., et al. Statins attenuate ischemia-reperfusion injury by inducing heme oxygenase-1 in infiltrating macrophages. Am J Pathol. 170, 1192-1199 (2007).
- Delbridge, M. S., Shrestha, B. M., Raftery, A. T., ElNahas, A. M., Haylor, J. L. The effect of body temperature in a rat model of renal ischemia-reperfusion injury. Transplant Proc. 39, 2983-2985 (2007).
