Creation of Experimental Urethral Obstruction in Utero: Evaluation of Fetal Renal Function

Abstract

Management of obstructive uropathy diagnosed in utero would be markedly enhanced by the availability of a simple, safe and quantitative fetal renal function test to predict postnatal renal function. In order to allow experimental evaluation of such a parameter, we adjusted a model of complete urethral obstruction with urachal ligation in 30 fetal lambs at 79 or 99 days of gestation. The method described allows obstruction in male and female fetuses as early as 79 days of gestation, with an overall high survival rate (control: 12/14; obstructed: 23/29), although lower (6/12) when obstruction is performed earlier (79 days) during gestation. Consequences of obstruction were examined on the 121st day of gestation. Severe hydronephrosis, ureteral and calyceal dilatation, with or without ascites and pulmonary hypoplasia were observed in all fetuses; creatinine clearance determined in utero was decreased in both groups with obstruction (early and late) vs control group: 1.15 ± 0.5, NS, and 0.58 ± 0.4, p < 0.01 vs 1.61 ± 0.8 ml/min/kg respectively. In both obstructed groups, fetuses with ascites displayed lower plasma creatinine concentration and higher creatinine clearance values when compared to fetuses without ascites.

In conclusion, the experimental model of obstructive uropathy described appears efficient and easily reproducible, allowing therefore the evaluation of a predictive parameter of postnatal renal function. Our preliminary results suggest that renal fetal function is more dependent on the degree of obstruction than on the term of its creation.

Zusammenfassung

Die Behandlung von in utero diagnostizierten obstruktiven Uropathien könnte verbessert werden, wenn es einen Nierenfunktionstest gäbe, der einfach durchzuführen wäre und die post-natale Nierenfunktion sicher voraussagen könnte. Um solche Tests zu bewerten, ist zunächst ein Versuchsmodell nötig. Wir erreichten eine vollständige Urethralobstruktion durch Ligatur des Urachus bei 30 Schaf-Föten zwischen 79 und 99 Trächtigkeitstagen. Es kam bei allen männlichen und weiblichen Tieren bei Ligatur ab dem 79. Trächtigkeitstag zu einer Obstruktion mit hoher Überlebensrate (Testgruppe überlebende Tiere/Gesamtzahl 12/14, obstruktierte Tiere 23/29). Erfolgte die Obstruktion nach dem 79. Schwangerschaftstag, war die Überlebensrate niedriger (6/12). Die Folgen der Obstruktion wurden nach etwa 121 Tagen Trächtigkeit untersucht. Bei allen Föten wurde eine schwere Hydronephrose, eine Ureterdilatation mit oder ohne Abdominalaszites sowie eine Pulmonalhypoplasie festgestellt, die in utero bestimmte Kreatinin-Clearance war niedriger bei den beiden Tiergruppen mit Obstruktion sowohl der frühzeitigen Ligatur nach 79 Tagen als auch der späteren nach 99 Tagen als in der Vergleichsgruppe: 1,15 ± 0,5, NS, und 0,58 ± 0,4, p < 0,01 gegenüber 1,61 ± 0,8 ml/min/kg. Bei den beiden obstruktiven Gruppen wiesen die Föten mit Aszites eine geringere Plasmakonzentration von Kreatinin und eine höhere Kreatinin-Clearance auf als die Tiere ohne Aszites.

Als Schlußfolgerung kann gesagt werden, daß das in dieser Arbeit beschriebene Versuchsmodell einer obstruktiven Uropathie sich als wirksam und reproduzierbar sowohl bei weiblichen wie männlichen Tieren erwiesen hat und die Analyse eines für die post-natale Nierenfunktion prädiktiven Parameters ermöglicht. Diese vorläufige Arbeit läßt vermuten, daß die Beeinträchtigung der Nierenfunktion mehr von dem Grad der Obstruktion als vom Zeitpunkt ihres Auftretens abhängt.

Key words

Fetal urinary tract obstruction - Experimental - In utero surgery - Fetal renal function

Schlüsselwörter

Fötale obstruktive Uropathie - Hydronephrose - Kreatinin-Clearance - Nierenfunktion - Intrauterine Chirurgie