שיפור של מודל חזירי אוטם שריר החזה סגור על ידי סטנדרטיזציה של רקמות ופרוצדורות דגימה דם
Summary
כאן אנחנו מדגימים פרוטוקול לתקנן את תהליכי דגימה מודל חזירי הוקמה של אוטם שריר הלב חריפה על מנת להגדיל את ערכו translational בהבנת הפתופיזיולוגיה של שריר הלב איסכמיה/פגיעה reperfusion פציעה כדי לבחון מועמדים סמים הרומן.
Abstract
פגיעה reperfusion איסכמיה בשריר הלב (אני / R) פגיעה תורמת כמעט מחצית של האזור עם נמק לאחר אוטם שריר הלב. עד היום יש אין סמים שאושרו כדי למנוע או להפחית את שריר הלב אני / R פציעה. הלימוד והבנה של המנגנונים הקשורים pathophysiological של שריר הלב אני / R פציעה הוא חיוני לפתח טיפולים מוצלחים. ניסויים בבעלי חיים גדולים הם צעד חשוב בשיטות translational. הדגם חזירי של אוטם אקוטי הוקמה ותיאר את עצמנו ואחרים. אנחנו נועדו לשפר את הערך של המודל על-ידי התמקדות בפירוט הטכניקות דגימה לצורך שימוש בניסויים בעתיד. יתר על כן, אנו שמים דגש צעדים קטנים אך חשובים שיכולים להשפיע על איכות התוצאות הסופיות. כדי לחקות את המצב הקליני של שריר הלב אני / R פציעה, קטטר התערבות כלילית מלעורית (PCI) הוכנס לתוך השמאלי הקדמי היורד העורק הראשי (LAD) של חזיר anesthetized. ° ° ° זה מודל מחקה אוטם אקוטי וטיפול PCI בבני אדם עם אפשרות לקבוע באופן מדויק את האזור ב להסתכן כמו גם נמק-קיימא רקמות איסכמי. כאן הדגם שימש לחקור את השפעת מעכב פפטיד bicyclic של FXIIa. כן, ניתן לשנות את המודל כדי לאפשר זמנים ארוכים יותר פגיעה reperfusion לחקור תופעות מאוחרות יותר של אוטם שריר הלב.
Introduction
מחלת לב איסכמית, חריפה במיוחד אוטם שריר הלב (MI), הוא הגורם העיקרי של המוות בקרב המדינות המפותחות 1. כיום הטיפול הסטנדרטי של MI הוא התערבות כלילית מלעורית (PCI), הטיפול קטטר בלון. אחד הגורמים הקריטיים המשפיעה על איכות החיים, הפרוגנוזה של חולים לאחר שטופלו PCI MI חריפה הוא גודל אוטם. צמצום הגודל יכול לקבל השפעה רבה על הישרדות והפרוגנוזה החולה 2. איסכמיה/פגיעה reperfusion שריר הלב (אני / R) פציעה יש השפעה משמעותית על גודל אוטם כך שאחת המטרות העיקריות במחקר לב וכלי דם היא למנוע או להפחית את שריר הלב אני / R פציעה 3. המנגנון המדויק של אני / R פגיעה הם עדיין תחת חקירה 4. הפעלה של הפלזמה אשדים, תאי אנדותל חדישים אני / R פציעה 5. הפעלת במערכת קרישת הדם היא בבירור מעורב 6,7. לאחרונה, הוכח את התפקיד של FXII, כמו פפטיד במעלה מוקדם מעורב בשלב הקשר ההפעלה של המפל קרישת הדם, ב FXII תעלף עכברוש מודל של מוחי / R פציעה 8. אימות של תוצאות אלו במודל חזירי הוא שלב חשוב לתוך תרגום קליניים. לכן, אנחנו בודקים מעכב הרומן (80 פרוטאז kDa) bicyclic FXIIa בהקשר של שריר הלב אני / R פציעה על מחקר פיילוט.
מודלים בבעלי חיים, אשר לחקות את המצב הקליני של MI חריפה וטיפולי PCI, חיוניים לשיפור שלנו הבנה של הפתופיזיולוגיה של שריר הלב אני / R פציעה ולבדוק אפשרויות טיפול הרומן. חזירים מייצגים מודל בעלי חיים עבור קליניים שריר הלב אני / R פציעה. זה לא רק בגלל ליבם דומים מאוד לבבות אנושיים אנטומיה, זרימת הדם בעורק הכלילי, אבל הם גם מראים דומה pathophysiological תגובות שריר הלב איסכמיה, פגיעה reperfusion 9,10. דגמים אחרים כגון חולדות ועכברים לא עונים על דרישות אלו ולהראות בהבדלים ניכרים בהשוואה לבבות אדם 11,12, ואילו כלבים למשל, יש רבים הדם הכליליים יותר משני לעומת בני אדם 13.
המודל אוטם אקוטי חזירי כבר בשימוש נרחב במחקר לב וכלי דם לחקור מחלת לב איסכמית כולל שריר הלב אני / R פציעה 14,15,16,17. האחרון הוא מצב דלקתי, בגלל איזה צמצום תגובה דלקתית הקשורים sternotomy או ניקור חזה נעשה שימוש בניתוח פתוח-החזה הוא חיוני. המודל חזה סגור באמצעות C-arm מסתמים בקביעת קליני מתגבר על הבעיה הזו. יתר על כן, באחת הנקודות החשובות ביותר הוא פרוטוקול שלנו מספקת של הבחנה מדויקת בין איסכמי (אזור בסיכון, AAR) ושטחים שאינם-איסכמי של החדר השמאלי (אזור אינם נתונים בסיכון, ANR) כך גודל לאוטם (נמק איסכמי רקמות, ניט) יכול להיות נחוש באופן מדויק. המטרה שלנו בשביל הנייר הזה הוא להגדיר בבירור מתודולוגיה לשחזור של חזירי שריר הלב אני / דגם R פציעה, בפרט ביחס דגימה רקמת שריר הלב, אשר תאפשר ניתוח מדויק יותר של המנגנונים המולקולריים של אני / פציעה R ו- a תמונה ברורה של ההשפעות של טיפולים חדשניים תרופות.
Protocol
Representative Results
Discussion
שריר הלב אני / R פציעה יש השפעה משמעותית על הגודל הסופי לאוטם אשר מתורגם ישירות להפרוגנוזה של החולה לאחר אוטם אקוטי3. הבנת הפתופיזיולוגיה של שריר הלב אני / R פציעה הוא הצעד הראשון כדי להקטין או למנוע את זה. שריר הלב אני / R פציעה הוא מצב אקוטי המתרחשת ישירות לאחר פגיעה reperfusion של כלי …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצים להכיר פרופסור כריסטיאן Heinis למתן את המדכא FXIIa ואת הפקד בהתאמה. אנו להכיר בהכרת תודה גם Olgica Beslac, ד ר דניאל מאטלר, קיי Nettelbeck של יחידת ניתוח ניסיוני, המחלקה למחקר ביורפואי, אוניברסיטת ברן לקבלת תמיכה טכנית. סלין Guillod מתיאס ראש מהמחלקה אבחון, Interventional, Pediatric Radiology, בית החולים האוניברסיטאי ברן, Inselspital מסופקים תמיכה עם טכניקות וציוד צילום רנטגן. הפרויקט מומן על ידי שוויצרי הקרן הלאומית למדע, פרויקט מס 320030_156193. אנחנו גם רוצה להודות מר ריטו Haenni של תקשורת ושיווק, בית החולים האוניברסיטאי ברן, Inselspital עבור ההקלטה הניסוי שלנו.
Materials
| ABL 90 Flex, blood gas analyser | Radiometer | – | Blood gas analysis (BGA) |
| ACT Plus | Medtronic | – | Activated clotting time |
| Atropin | Sintetica | – | Atropinum Sulfas, 0,5mg/ml |
| Balance (20-500 Kg) | NAGATA Scale, Tiwan | HTB/HTR | Alternative products can be used |
| Balance (21-4200 g) | Mettler toledo, Switzerland | MS4002SDR | Alternative products can be used |
| Blood collection tubes: EDTA, citrate and serum | S-Monovette, Nuembrecht, Germany | 05.1167.001, 05.1071.001 and 05.1557.001 respectively |
Alternative products can be used |
| BV Pulsera mobile C-arm | Philips | – | Alternative products can be used |
| Centrifuge | Labcare, UK | ALC PK120R | Alternative products can be used |
| Defibrillator Lifepak 12 | Medtronic | – | Alternative products can be used |
| Dextran from Leuconostoc mesenteroides | Sigma-Aldrich, Germany | D3759 | Average M.wt 48000-90000 |
| Digital single lens reflex camera | Sony, Thailand | DSLR-A500/A550 | Alternative products can be used |
| Dissecting forceps | Alternative products can be used | ||
| EMPIRA RX PCI dilatation catheter | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 85R15300S | Diameter 3 mm, length 15 mm, Alternative products can be used |
| EMPIRA RX PCI dilatation catheter | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 85R15350S | Diameter 3.5 mm, length 15 mm, Alternative products can be used |
| Evans Blue | Sigma-Aldrich, Germany | E2129 | Toxic |
| Fabius GS premium respirator | Dräger, Lübeck, Germany | – | Anesthesia work station, Alternative products can be used |
| Fentanyl | Inselspital ISPI | – | Fentanyl 2500mcg/50ml |
| Formaldehyde | Pathology Institute, Bern University | SI148701 | Alternative products can be used |
| FXIIa inhibitor | Provided by Prof. Christian Heinis' laboratory in EPFL | Novel bicyclic peptide | |
| Galeo, coronary guidewire | Biotronik, Germany | 125497 | Alternative products can be used |
| Guidance catheter | Boston Scientific, Florida, USA | 34356-06 | 6F (100 cm, EB3.75). Alternative products can be used |
| Heparin Sodium | Drossapharm, Basel, Switzerland | – | Liquemin, 25000 U.I./5 ml |
| High end electrosurgery | BOWA, Germany | ARC 400 | Electrical source for blood suction. Alternative products can be used |
| Hydro-Guardmini breathing filter | Intersurgical, Lithuania | 1745000 | Filters |
| Image J | National Institute of Health, USA | 1.47v | Alternative products can be used |
| Inflation device, Atrion QL2530 | Atrion medical product, Alabama, USA | 96402 | Alternative products can be used |
| IntelliVue MP 70 | Philips, Boeblingen, Germany | – | Monitor (ECG, heart rate, blood presure and body temperature). Alternative products can be used |
| KCl | Sintetica SA | – | Potassium chloride 15% |
| Ketamine | Vetoquinol | – | Narketan, 1ml/100mg |
| LR-ACT | Medtronic | 402-01 | ACT special syringes |
| Midazolam | Roche | – | Dormicum, 5mg/ml |
| Monopolar scalpel | Alternative products can be used | ||
| Needle holder | Alternative products can be used | ||
| High resolution camera, PathStand Macro Imaging Stand for Grossing | Spotimaging, USA | 1080 p HD resolution. Alternative products can be used | |
| PBS | In-house preparation | – | Alternative products can be used |
| Peripheral venous cannula, 18 G | Alternative products can be used | ||
| PowerLab 4/35 data acquisition system | Adinstruments, Spechbach, Germany | – | |
| Rotamax120T | Heidolph, Germany | 544-41200-00 | Shaker. Alternative can be used |
| Rüschelit-Super Safety Clear Tube | Teleflex, Dublin, Irland | 112480 | Air way tubing, Alternative products can be used |
| Safe Pico Aspirator Syringes | Radiometer | 956-622 | BGA special syringes |
| Saline | Sintetica Bioren | – | NaCl 0,9%. Alternative products can be used |
| Sevorane 1.5% | AbbVie AG | – | Sevorane 250ml 100% |
| Sheath | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 504-607 A | AVANTI + / 7 F, Alternative products can be used |
| Space infusion pump | B.Braun Medical AG, Germany | – | For infusion of fentanyl. Alternative products can be used |
| SPR-350 (Millar catheter) | Adinstruments, Texas, USA | 840-8166 | MIKRO-TIP, 5F, 120 cm |
| Sternotomy saw | Alternative products can be used | ||
| Sutures | ETHICON, Johnson&Johnson, USA | Y3110H | Monocryl 3-0 SH-1 Plus. Alternative products can be used |
| Syringes (20, 10 and 5 mL) | CODAN,Baar, Switzerland | 62.7602, 62.6616, 62.5607 respectively |
Used to inject anesthetic materials intramuscularly or directly into the central venous line. Also to inject heparin or FXIIa or the respective control. Alternative products can be used |
| Thorax spreader | Alternative products can be used | ||
| Tissue-tek | SAKURA, Netherlands | 4583 | O.C.T. compound |
| Vascular forceps | Alternative products can be used | ||
| Xenetix 300 contrast media | Guerbet, Zürich, Switzerland | – | Lobitridol, 300 mg iodide/ml |
| Xylazine | Vetoquinol | – | Xylapan, 20mg/1 mL |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium choride | Sigma-Aldrich, Austria | T8877 | |
| 500 μL tubes (eppendorf) | Trefflab, Switzerland | 96.08185.9.03 | Alternative products can be used |
References
- Mozaffarian, D., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update. Circulation. 133, e338-e360 (2016).
- Miller, T. D., et al. Infarct size after acute myocardial infarction measured by quantitative tomographic 99mTc sestamibi imaging predicts subsequent mortality. Circulation. 92, 334-341 (1995).
- Ovize, M., et al. Postconditioning and protection from reperfusion injury: where do we stand? Position Paper from the Working Group of Cellular Biology of the Heart of the European Society of Cardiology. Cardiovasc Res. 87, 406-423 (2010).
- Neri, M., Riezzo, I., Pascale, N., Pomara, C., Turillazzi, E. Ischemia/Reperfusion Injury following Acute Myocardial Infarction: A Critical Issue for Clinicians and Forensic Pathologists. Mediators Inflamm. 2017, 1-14 (2017).
- Yang, Q., He, G. -. W., Underwood, M. J., Yu, C. -. M. Cellular and molecular mechanisms of endothelial ischemia/reperfusion injury: perspectives and implications for postischemic myocardial protection. Am J Transl Res. 8, 765-777 (2016).
- Massberg, S., et al. Platelet-Endothelial Cell Interactions During Ischemia/Reperfusion: The Role of P-Selectin. Blood. 92, 507-515 (1998).
- Wang, J., et al. Antithrombin is protective against myocardial ischemia and reperfusion injury. J Thromb and Haemost. 11, 1020-1028 (2013).
- Hopp, S., et al. Targeting coagulation factor XII as a novel therapeutic option in brain trauma. Ann Neurol. 79, 970-982 (2016).
- Crick, S. J., Sheppard, M. N., Ho, S. Y., Gebstein, L., Anderson, R. H. Anatomy of the pig heart: comparisons with normal human cardiac structure. J Anat. 193 (Pt 1), 105-119 (1998).
- Heusch, G., Skyschally, A., Schulz, R. The in-situ pig heart with regional ischemia/reperfusion – ready for translation. J Mol Cell Cardiol. 50, 951-963 (2011).
- Poirier, P. Exercise, heart rate variability, and longevity: the cocoon mystery?. Circulation. , 2085-2087 (2014).
- Milani-Nejad, N., Janssen, P. M. L. Small and large animal models in cardiac contraction research: advantages and disadvantages. Pharmacol Ther. 141, 235-249 (2014).
- Bloor, C. M., White, F. C. Functional development of the coronary collateral circulation during coronary artery occlusion in the conscious dog. Am J Pathol. 67, 483-500 (1972).
- Banz, Y. Locally targeted cytoprotection with dextran sulfate attenuates experimental porcine myocardial ischaemia/reperfusion injury. Eur Heart J. 26, 2334-2343 (2005).
- Krombach, G. A., Kinzel, S., Mahnken, A. H., Günther, R. W., Buecker, A. Minimally Invasive Close-Chest Method for Creating Reperfused or Occlusive Myocardial Infarction in Swine. Invest Radiol. 40, 14 (2005).
- Suzuki, Y., Lyons, J. K., Yeung, A. C., Ikeno, F. In vivo porcine model of reperfused myocardial infarction: in situ double staining to measure precise infarct area/area at risk. Catheter Cardiovasc Interv. 71, 100-107 (2008).
- McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nat Protoc. 7, 1479-1496 (2012).
- Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. J Vis Exp. , e51269 (2014).
- Kamat, P., et al. Dexrazoxane Shows No Protective Effect in the Acute Phase of Reperfusion during Myocardial Infarction in Pigs. PLoS One. 11, e0168541 (2016).
- Carden, D. L., Granger, D. N. Pathophysiology of ischaemia-reperfusion injury. J Pathol. 190, 255-266 (2000).
- Pérez de Prado, A., et al. Closed-chest experimental porcine model of acute myocardial infarction-reperfusion. J Pharmacol Toxicol Methods. 60, 301-306 (2009).
- Lown, B., Levine, S. A. The carotid sinus. Clinical value of its stimulation. Circulation. 23, 766-789 (1961).
- Regueiro-Purriños, M., et al. Ventricular Arrhythmias and Mortality Associated with Isoflurane and Sevoflurane in a Porcine Model of Myocardial Infarction. J Am Assoc Lab Anim Sci. , (2011).
- Roberts, L. N. Evans blue toxicity. Can Med Assoc J. 71, 489-491 (1954).
- Ellenbroek, G. H. J. M., et al. Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction. J Vis Exp. , e54021 (2016).
