Sıçan izojenik ve allojenik soliter kas ve deri transplantasyon modellerinde iskemi-reperfüzyon hasarının etkilerinin değerlendirilmesi

Abstract

Plastik cerrahi ve transplantasyon cerrahisi yolları çoğunlukla kesişen disiplinlerdir. Transplantasyon cerrahisindeki gelişmelerle birlikte rekonstrüksiyon merdiveninin basamakları yeni bir şekillenmeye girmiştir. Güncel olarak serbest flep cerrahisi ve fizyolojisindeki ilerlemeler transplantasyon cerrahisine katkılar sunmuş; zira neticede transplante edilen doku da bir serbest flep olarak değerlendirilebilir. İskemi-reperfüzyon hasarı flep ve transplantasyonda çok önemli bir yere sahiptir. Özellikle transplantasyon operasyonlarının uzun sürmesi uzun iskemi sürelerini beraberinde getirmektedir. Uzun iskemi süreleri sonucu çeşitli immünolojik yollar devreye girmekte ve transplant reddine yol açan duruma sebep olmaktadır.Biz de çalışmamızda izojenik ve allojenik kas ve deri transplantasyon modellerinde iskemi-reperfüzyon hasarının etkilerini ortaya koymayı amaçladık.Yöntem ve Gereçler Çalışmaya 48 inbred adet Lewis (7 haftalık) ve 16 adet inbred Brown-Norway (7 haftalık) sıçan dahil edildi ve 4 grup oluşturuldu. Gruplar:Grup 1: İzojenik deri flebi transplantasyonu (Alıcı: Lewis (n:8), Verici: Lewis (n:8))Grup 2: İzojenik kas flebi transplantasyonu (Alıcı: Lewis (n:8), Verici: Lewis (n:8))Grup 3: Allojenik deri flebi transplantasyonu (Alıcı: Lewis (n:8), Verici: Brown-Norway (n:8))Grup 4:Allojenik kas flebi transplantasyonu (Alıcı: Lewis (n:8), Verici: Brown-Norway (n:8))Ratlara, Xyalasine (10mg/kg) ile sedasyon, ketamine (70 mg/kg) ile anestezi uygulandı. Deri transplantasyonu modeli olarak kasık flebi kullanıldı. Femoral arter bazlı kasık flebi 4 saat iskemiye maruz bırakıldı ve alıcıya femoral arter ve vene uç uca anastomoz yapılarak transplante edildi. Kas transplantasyonu modeli olarak gastroknemius kas flebi kullanıldı. Femoral artere baze flep 3 saat iskemiye maruz bırakıldı ve alıcıya femoral arter ve vene uç uca anastomoz yapılarak transplante edildi. Donör sıçanlar ise sakrifiye edildi. Toplam 32 adet transplantasyon yapıldı. Allogenik transplantasyon gruplarında immünsüpresif olarak Siklosporin A kullanıldı. Transplante edilen dokuların dolaşımları laser doppler flowmetry cihazı ile değerlendirildi. Postoperatif dönemde transplant rejeksiyonu açısından izlendi. Çalışma sonunda anastomoz hattındaki kan akımları renkli doppler ile ölçüldü. 1., 7., 21., 35., 63., 100., 120. günlerde kan alınarak Malondialdehid ve Süperoksit Dismutaz seviyeleri ölçüldü. Postoperatif 7., 21., 35., 63., 100. gün ve deney sonunda hayvanlardan kan alınarak flow sitometri ile incelendi. 1, 7 ve 120 günlerde alınan kanlardan miRNA21 ve 205 düzeyleri ölçüldü.Transplante edilen dokular, anastomoz hattı, lenf nodları, karaciğer ve dalakları 4 ay sonra alıcı hayvan sakrifiye edilerek çıkarıldı. Histopatolojik ve moleküler biyolojik değerlendirmeye (mikro-RNA, PCR) tabi tutuldu. BulgularPostoperatif dönemde hiçbir hayvanda transplant reddi gerçekleşmedi. Histopatolojik olarak; allojenik gruplarda belirgin inflamasyon ve reaksiyon görüldü. İzojenik ve allojenik gruplar arasında fonksiyonel kas ünitesi açısından farklılık görülmedi. Periferik kandan bakılan flow-sitometride 3 ve 4. Gruplarda donör spesifik kimerizm görüldü. Kas dokusunun kimerizmi indükleyebileceği ortaya kondu. Postoperatif dönemde alıcı hayvanlardan alınan dalak, karaciğer ve lenf nodları PCR ile incelendiğinde 3. Gruptaki tüm hayvanlarda donör-spesifik kimerizm görülmekle beraber, 4. grupta yalnız 3 hayvanın lenf nodlarında donör-spesifik kimerizm gözlendi. Kanda bakılan miRNA 21 ve 205 düzeyleri allojenik gruplarda belirgin olarak artmıştı. MiRNA 205 düzeyleri allojenik kas grubunda daha spesifik olarak artmıştı. Grup 3 ve 4 ten alınan dokularda miR-21 ve miR-205 düzeyleri daha yüksek görülmekle beraber, 4. Grupta daha belirgin olduğu istatiksel olarak ortaya kondu. Çalışma sonunda SOD ve MDA seviyeleri parallel olmakla beraber, grup 1 MDA seviyeleri çalışma sonunda daha düşük çımıştır. Allojenik gruplarda kan akımında azalma tesbit edildi.SonuçBu çalışma cilt ve kas gibi farklı doku transplantasyonlarında iskemi-reperfüzyon hasarının ve diğer sistemik faktörlerin doku sağ kalımına olan etkilerinin ortaya konulması ve bu tarz klinik uygulamalar için optimal şartların sağlanmasına ışık tutacaktır.Anahtar kelimeler: Allojenik; deri; flep;iskemi-reperfüzyon hasarı; izojenik; kas.

The routes of plastic surgery and transplantation surgery disciplines are often intersecting. The steps of the reconstruction ladder have taken on a new shape as the transplantation surgery improves. Currently, free flap surgery and advances in physiology have contributed to transplant surgery, because transplanted tissue can also be evaluated as a free flap eventually. Ischemia-reperfusion injury has a very important role in flap and transplantation. Especially long transplantation operation duration lead to long ischemic periods. After a long period of ischemia, various immunological pathways are introduced and cause transplant rejection.We also aimed to reveal the effects of ischemia-reperfusion injury in isogenic and allogenic muscle and skin transplantation models in our study.Material and MethodThe study included 48 inbred Lewis (7 weeks) and 16 inbred Brown-Norway (7 weeks) rats and 4 groups were formed. Groups:Group 1: Isogenic skin flap transplantation (Recipient: Lewis (n: 8), Donor: Lewis (n: 8))Group 2: Isogenic muscle flap transplantation (Recipient: Lewis (n: 8), Donor: Lewis (n: 8))Group 3: Allogeneic skin flap transplantation (Recipient: Lewis (n: 8), Donor: Brown-Norway (n: 8))Group 4: Allogeneic muscle flap transplantation (Recipient: Lewis (n: 8), Donor: Brown-Norway (n: 8))Rats were sedated with Xylasine (10 mg / kg), anesthetized with ketamine (70 mg / kg). The groin flap was used as a skin flap transplantation model. The femoral artery based inguinal flap was exposed for 4 hours to ischemia and was transplanted to the recipient by end to end anastomosis to the femoral artery and vein.Gastrocnemius muscle flap was used as muscle transplantation model. The femoral artery based gastrocnemius flap was exposed for 3 hours to ischemia and was transplanted to the recipient by end to end anastomosis to the femoral artery and vein.Donor rats were sacrificed. A total of 32 transplantations were performed. Cyclosporine A was used as immunosuppressive agent in allogeneic transplantation groups. The circulation of transplanted tissue was evaluated by laser doppler flowmetry device. Postoperatively transplants were observed in terms of rejection. At the end of the study, blood flow in the anastomotic line was measured with color doppler. Malondialdehyde and Superoxide Dismutase levels were measured by taking blood at 1st, 7th, 21st, 35th, 63rd, 100th and 120th days. On the postoperative 7th, 21st, 35th, 63rd, 100th day and at the end of the experiment, blood was taken from the animals and examined by flow cytometry. On days 1, 7 and 120, miRNAs 21 and 205 levels were measured.The transplanted tissues, anastomosis line, lymph nodes, liver and spleens were removed after 4 months by sacrificing the recipient animal. Histopathological and molecular biological evaluation (micro-RNA, PCR) was performed.ResultsIn the postoperative period no transplant rejection occurred in any animal. Histopathologically; significant inflammation and reactivity were seen in allogeneic groups. There was no difference in functional muscle unit between isogenic and allogeneic groups. In the flow cytometry, donor-specific chimerism was observed in group 3 and group 4. It was revealed that muscle tissue could induce chimerism. When the spleen, liver, and lymph nodes from the recipient animals were examined by PCR in the postoperative period, donor-specific chimerism was observed in all the animals in the 3 rd group, whereas in the 4 rd group donor-specific chimerism was observed in the lymph nodes of the only 3 animals. Blood miRNA 21 and 205 levels were significantly increased in allogeneic groups. MiRNA 205 levels increased more specifically in the allogenic muscle group. Although the levels of miR-21 and miR-205 were higher in tissues taken from Groups 3 and 4, they were statistically more evident in the 4th group.At the end of the study, SOD and MDA levels were parallel, while group 1 MDA levels were lower at the end of the study. A decrease in blood flow was noted in allogeneic groups.ConclusionThis study will elucidate the effects of ischemia-reperfusion injury and other systemic factors on tissue survival in different tissue transplantations such as skin and muscle and to provide optimal conditions for such clinical applications.Keywords: Allogenic; skin; Flap; Ischemia-reperfusion injury; Isogenic; muscle.