Aspectos técnicos y utilidades del trasplante pulmonar experimental murino / Technical aspects and benefits of experimental mouse lung transplantation

A lo largo de las últimas décadas, el número de trasplantes pulmonares realizados como terapia final de muchas enfermedades respiratorias ha ido creciendo considerablemente, tanto en la población adulta como a nivel pediátrico. Sin embargo, se hace muy necesario estudiar las causas por las que su supervivencia es relativamente baja en comparación con otros trasplantes de órganos. Por ello, desde mediados del siglo pasado comenzaron a realizarse trasplantes pulmonares experimentales, cuya técnica ha ido mejorando, y se ha ampliado a distintas especies animales hasta llegar a los roedores. La ventaja que presentan estas especies pequeñas ha facilitado que el modelo quirúrgico se haya extendido y estandarizado, permitiendo estudiar diferentes aspectos relacionados con las enfermedades respiratorias. En esta revisión se analizan las distintas modalidades técnicas disponibles de trasplante experimental en rata y ratón, destacando tanto la técnica quirúrgica como la anestésica o la monitorización, así como las principales aportaciones generadas por el trasplante pulmonar murino

In recent years, the number of lung transplantations performed as the last option for many respiratory diseases has grown considerably, both in adults and children. However, the causes for the relatively short survival of lungs compared to other organ transplants still need to be studied. Techniques have improved since the 1950s when experimental lung transplantation began, and the different animal species used now include rodents. The advantage of using these small species is that the surgical model has been expanded and standardized, and different respiratory problems can be studied. In this review we examine the different technical strategies used in experimental transplantation in rats and mice, focusing on surgical techniques and anesthesia and monitoring methods, and highlighting the major contributions of mouse lung transplantation to the field

Rat Heterotopic Abdominal Heart/Single-lung Transplantation in a Volume-loaded Configuration.

Herein, we describe a novel technique for heterotopic abdominal heart-lung transplantation (HAHLT) in rats. The configuration of the transplant graft involves anastomosis of donor inferior vena cava (IVC) to recipient IVC, and donor ascending aorta (Ao) to recipient abdominal Ao. The right upper and middle lung lobes are preserved and function as conduits for blood flow from right heart to left heart. There are several advantages to using this technique, and it lends itself to a broad range of applications. Because the graft is transplanted in a configuration that allows for dyamic volume-loading, cardiac function may be directly assessed in vivo. The use of pressure-volume conductance catheters permits characterization of load-dependent and load-independent hemodynamic parameters. The graft may be converted to a loaded configuration by applying a clamp to the recipient's infra-hepatic IVC. We describe modified surgical techniques for both donor and recipient operations, and an ideal myocardial protection strategy. Depending on the experimental aim, this model may be adapted for use in both acute and chronic studies of graft function, immunologic status, and variable ventricular loading conditions. The conducting airways to the transplanted lung are preserved, and allow for acute lung re-ventilation. This facilitates analysis of the effects of the mixed venous and arterial blood providing coronary perfusion to the graft. A limitation of this model is its technical complexity. There is a significant learning curve for new operators, who should ideally be mentored in the technique. A surgical training background is advantageous for those wishing to apply this model. Despite its complexity, we aim to present the model in a clear and easily applicable format. Because of the physiologic similarity of this model to orthotopic transplantation, and its broad range of study applications, the effort invested in learning the technique is likely to be worthwhile.

Optimizing a canine survival model of orthotopic lung transplantation.

INTRODUCTION: While acute models of orthotopic lung transplantation have been described in dogs, the technical considerations of developing a survival model in this species have not been elaborated. Herein, we describe optimization of a canine survival model of orthotopic lung transplantation. METHODS: Protocols of orthotopic left lung transplantation and single lung ventilation were established in acute experiments (n=9). Four dogs, serving as controls, received autologous, orthotopic lung transplants. Allogeneic transplants were performed in 16 DLA-identical and 16 DLA-mismatched unrelated recipient dogs. Selective right lung ventilation was utilized in all animals. A Malecot tube was left in the pleural space connected to a Heimlich valve for up to 24 hours. To date, animals have been followed up to 24 months by chest radiography, pulmonary function tests, bronchoscopy with lavage, and open biopsies. RESULTS: Long-term survival was achieved in 34/36 animals. Two recipients died intraoperatively secondary to cardiac arrest. All animals were extubated on the operating table, and in all cases the chest tube was removed within 24 hours. Major complications included thrombosis of the pulmonary artery and subcritical stenosis of bronchial anastamosis. One recipient underwent successful treatment of a small bowel intussusception. CONCLUSIONS: We report our experience in developing a survival canine model of orthotopic single lung transplantation. While short-term survival following canine lung transplantation is achievable, we report particular considerations that facilitate animal comfort, early extubation, and lung reexpansion in the immediate postoperative period, further optimizing use of this species for experimental modeling of long-term complications after lung transplantation.

A porcine ex vivo paracorporeal model of lung transplantation.

A technique is described which allows perfusion of an isolated, ventilated pig lung with an extracorporeal veno-venous circuit from a support animal. This model is stable for up to 4 h, and avoids some of the disadvantages of alternative small animal and large animal models of lung transplantation. It may be useful in the investigation of factors affecting lung preservation and reperfusion injury.

Anastomosis bronquial telescopica en trasplante experimental de pulmon en perros / Brochial telescopic anastomosis in experimental lung transplant in dogs

Presentamos la experiencia realizada en 33 trasplantes de pulmon en perros, utilizando la anastomosis bronquial con una sutura telescopica. Se dividio a la poblacion en 3 grupos; A: 12 trasplantes consecutivos sin buquedas de sobrevida alejada; B: 12 trasplantes consecutivos con sobrevida m xima de 7 dias; C: 9 trasplantes consecutivos con sobrevida libre. En todos los casos la anatomosis se efectuo con surget de cido poliglicolico 410 en la porcion membranosa y puntos separados en la porcion cartilaginosa. No hubo casos de dehiscencia de la sutura. Dos perros presentaron estenosis bronquial provocada por la protrusion intraluminal del cartilago donante. Los estudios histopatologicos demostraron la infiltracion de la pared bronquial del injerto por elementos inflamatorios se produce en los primeros dias del postoperatorio y se acentua con el transcurso de ste hasta llegar a la necrosis de toda la pared. Se concluye que la anastomosis bronquial telescopica es una te cnica sencilla y segura con bajo indice de complicaciones

Anastomosis bronquial telescopica en trasplante experimental de pulmon en perros / Brochial telescopic anastomosis in experimental lung transplant in dogs

Presentamos la experiencia realizada en 33 trasplantes de pulmon en perros, utilizando la anastomosis bronquial con una sutura telescopica. Se dividio a la poblacion en 3 grupos; A: 12 trasplantes consecutivos sin buquedas de sobrevida alejada; B: 12 trasplantes consecutivos con sobrevida m xima de 7 dias; C: 9 trasplantes consecutivos con sobrevida libre. En todos los casos la anatomosis se efectuo con surget de cido poliglicolico 410 en la porcion membranosa y puntos separados en la porcion cartilaginosa. No hubo casos de dehiscencia de la sutura. Dos perros presentaron estenosis bronquial provocada por la protrusion intraluminal del cartilago donante. Los estudios histopatologicos demostraron la infiltracion de la pared bronquial del injerto por elementos inflamatorios se produce en los primeros dias del postoperatorio y se acentua con el transcurso de ste hasta llegar a la necrosis de toda la pared. Se concluye que la anastomosis bronquial telescopica es una te cnica sencilla y segura con bajo indice de complicaciones

Efecto de la inmunosupresión con azatioprina-prednisona sobre la anastomosis bronquial telescopiada en el trasplante pulmonar unilateral experimental / Effect of immunosuppresion with azatioprine-prednisone on bronchial anastomosis in experimental unilateal pulmonary transplant

El efecto de altas dosis de azatioprina - prednisona sobre la anastomosis bronquial en el transplante pulmonar fue investigada en el presente trabajo en diez perros. Se realizó un trasplante pulmonar unilateral con anastomosis realizada en forma telescopiada en todos los casos. No observamos complicaciones en el seguimiento de los animales hasta los 18 meses, a pesar de las altas dosis de inmunosupresión

Desarrollo de un modelo canino de experimentación crónica en transplante unilateral de pulmón / Canine experimental model of single lung transplant

El modelo experimental canino de transplante unilateral de pulmón, constituye un método ampliamente difundido para el entrenamiento, estudio e investigación, de los distintos aspectos relacionados con este procedimiento terapéutico. Se desarrolla un programa de transplante a nivel experimental, con el objeto de estudiar desde el punto de vista clínico, quirúrgico y anatomopatológico la evolución de las primeras 6 semanas posteriores al injerto. Dicho programa fue dividido en tres etapas: 1a) autoinjerto pulmonar (7 animales) ; 2a) trasplante sin inmunosupresión (3 animales); 3a) trasplante con inmunosupresión (10 animales). En el grupo transplantado con inmunosupresión, 5 animales fallecieron antes del período preestablecido, mientras que los 5 restantes sobrevivieron 6 o más semanas. En todos los casos se efectuaron rediografías de tórax, gases en sangre y ciclosporinemia en forma seriada. El estudio anatomopatológico demostró rechazo agudo en 3 casos, histoplasmosis diseminada en 2, infarto hemorrágico del transplante en 2, mientras que 1 animal presentó pulmón normal a la 6a semana. Dos animales fallecieron en el postoperatorio inmediato. El rechazo agudo temprano fue un evento frecuente. No se observaron complicaciones con la anastomosis bronquial

Desarrollo de un modelo canino de experimentación crónica en transplante unilateral de pulmón / Canine experimental model of single lung transplant

El modelo experimental canino de transplante unilateral de pulmón, constituye un método ampliamente difundido para el entrenamiento, estudio e investigación, de los distintos aspectos relacionados con este procedimiento terapéutico. Se desarrolla un programa de transplante a nivel experimental, con el objeto de estudiar desde el punto de vista clínico, quirúrgico y anatomopatológico la evolución de las primeras 6 semanas posteriores al injerto. Dicho programa fue dividido en tres etapas: 1a) autoinjerto pulmonar (7 animales) ; 2a) trasplante sin inmunosupresión (3 animales); 3a) trasplante con inmunosupresión (10 animales). En el grupo transplantado con inmunosupresión, 5 animales fallecieron antes del período preestablecido, mientras que los 5 restantes sobrevivieron 6 o más semanas. En todos los casos se efectuaron rediografías de tórax, gases en sangre y ciclosporinemia en forma seriada. El estudio anatomopatológico demostró rechazo agudo en 3 casos, histoplasmosis diseminada en 2, infarto hemorrágico del transplante en 2, mientras que 1 animal presentó pulmón normal a la 6a semana. Dos animales fallecieron en el postoperatorio inmediato. El rechazo agudo temprano fue un evento frecuente. No se observaron complicaciones con la anastomosis bronquial

Transplante pulmonar experimental / Unilateral lung transplant experimental

Se realizaron 21 transplantes pulmonares unilaterales en perros, divididos en tres grupos: 1) autotransplante sin sobrevida, 2) autotransplante y 3) homotransplante. Se anastomosaron la arteria pulmonar, una porción de pared de aurícula izquierda con las venas pulmonares y el bronquio, cuya sutura fue cubierta con epiplón en 4 animales, con grasa pericárdica en 2 y no fue cubierta en 3. Los hallasgos post-operatorios se corresponden en general con los mencionados en la literatura. No se observó relación entre la cicatrización de la sutura bronquial y el uso o tipo de cobertura utilizada para la misma

Transplante pulmonar experimental / Unilateral lung transplant experimental

Se realizaron 21 transplantes pulmonares unilaterales en perros, divididos en tres grupos: 1) autotransplante sin sobrevida, 2) autotransplante y 3) homotransplante. Se anastomosaron la arteria pulmonar, una porción de pared de aurícula izquierda con las venas pulmonares y el bronquio, cuya sutura fue cubierta con epiplón en 4 animales, con grasa pericárdica en 2 y no fue cubierta en 3. Los hallasgos post-operatorios se corresponden en general con los mencionados en la literatura. No se observó relación entre la cicatrización de la sutura bronquial y el uso o tipo de cobertura utilizada para la misma

Lung transplant

What is the future of lung transplantation in so far as its clinical application is concerned ? The actual surgery is not difficult but, as with all transplantations, the major problems occur post operatively. Our understanding of the immunologic response is still too superficial for us to be too optimistic about overcoming the rejection problem. In none of the human transplants discussed was rejection reported at autopsy. This is not really as encouraging a sign as it might appear, since human transplant centres report rejection only after eighteen days post operatively and none of the patients discussed above lived that long. But, many experimental units and research teams are now hard at work on the rejection problem, and at moment there could be a breakthrough, opening the way for lung transplantation as a form of therapy in chronic pulmonary disease. (Summary)