אופטימיזציה של קצב פרוזדורים טרנס-ווסגיאלי להערכת רגישות לפרפור פרוזדורים בעכברים
Summary
הפרוטוקול הנוכחי מתאר אופטימיזציה של פרמטרים ניסיוניים בעת שימוש בקצב פרוזדורים טרנס-ווסגיאלי כדי להעריך רגישות לפרפור פרוזדורים בעכברים.
Abstract
מודלים של עכברים של גורמי סיכון גנטיים ונרכשים לפרפור פרוזדורים (AF) הוכחו כבעלי ערך בחקר הגורמים המולקולריים של AF. ניתן לבצע גירוי חשמלי מתוכנת באמצעות קצב פרוזדורים טרנס-ווסגיאלי כהליך הישרדותי, ובכך לאפשר ניסויים סדרתיים באותה חיה. עם זאת, קיימים פרוטוקולי קצב רבים, מה שמסבך את יכולת השחזור. הפרוטוקול הנוכחי נועד לספק אסטרטגיה סטנדרטית לפיתוח פרמטרים ניסיוניים ספציפיים למודל כדי לשפר את יכולת השכפול בין מחקרים. מחקרים ראשוניים מבוצעים כדי לייעל את שיטות הניסוי עבור המודל הספציפי הנחקר, כולל גיל בזמן המחקר, מין ופרמטרים של פרוטוקול הקצב (למשל, אופן הקצב והגדרת רגישות למיקוד אוטומטי). חשוב לציין, מקפידים להימנע מאנרגיות גירוי גבוהות, שכן זה יכול לגרום לגירוי של פלקסי גנגליון עם הפעלה פאראסימפתטית בשוגג, המתבטאת בבלוק אטריובנטריקולרי (AV) מוגזם במהלך הקצב ולעתים קרובות קשור להשראת AF מלאכותית. בעלי חיים המדגימים סיבוך זה חייבים להיות מחוץ לניתוח.
Introduction
פרפור פרוזדורים (AF) מייצג מסלול משותף סופי לגורמי סיכון נרכשים וגנטיים מרובים. עבור מחקרים החוקרים את המנגנונים הפתופיזיולוגיים של מצע ה- AF, מודלים של עכברים הם יתרון בהתחשב בקלות המניפולציה הגנטית ובעובדה שבאופן כללי, הם משחזרים את רגישות ה- AF שנצפתה בבני אדם לפנוטיפים קליניים שונים 1,2,3. עם זאת, עכברים מפתחים לעתים רחוקות AF4 ספונטני, מה שמחייב שימוש במחקרי קצב פרובוקטיביים של פרוזדורים.
ניתן לבצע גירוי חשמלי מתוכנת (PES) כדי להעריך אלקטרופיזיולוגיה של פרוזדורים מורין ורגישות למיקוד אוטומטי באמצעות קצב תוך-לבבי5 או טרנס-ווסגיאלי6. בעוד שגישת הוושט מועילה במיוחד כהליך הישרדותי, השימוש בה מסובך על ידי פרוטוקולי הניסויהרבים שפורסמו 7,8 ומקורות השתנות שיכולים לעכב שכפול9. יתר על כן, השוואות פרוטוקולים מדווחות מוגבלות הופכות את בחירת פרוטוקול הקצב המתאים למאתגרת.
הפרוטוקול הנוכחי נועד להשתמש באסטרטגיה שיטתית לפיתוח שיטות PES טרנס-ווסגיאליות ספציפיות למודל להערכת רגישות של מורין AF על מנת להגביר את יכולת השחזור. חשוב לציין, מחקרי פיילוט ראשוניים מבוצעים כדי לייעל את פרוטוקול הקצב על ידי התחשבות בגיל, מין והשתנות מצב הקצב, כאשר הקצב נועד למזער גירוי פאראסימפתטי לא מכוון שיכול לבלבל תוצאות9.
Protocol
Representative Results
Discussion
קצב פרוזדורים טרנס-ווסגיאלי לא רק מאפשר מחקרים סדרתיים באותה חיה, אלא שמשך הזמן שלו בדרך כלל קצר יותר ממחקרים תוך לבביים (~20 דקות), ובכך ממזער את השימוש בהרדמה ואת השפעותיו על פרמטרים אלקטרופיזיולוגיים.
זה קריטי כדי לייעל את השיטות בתחילה עבור כל מודל עכבר בודד. הזדקנות מגבי?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
איור 2 נוצר עם BioRender.com. עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהמכון הלאומי ללב, ריאות ודם במכונים הלאומיים לבריאות (HL096844 ו- HL133127); איגוד הלב האמריקאי (2160035, 18SFRN34230125 ו- 903918 [MBM]); והמרכז הלאומי לקידום מדעי התרגום של המכון הלאומי לבריאות (UL1 TR000445).
Materials
| 27 G ECG electrodes | ADInstruments | MLA1204 | |
| 2-F octapolar electrode catheter | NuMED | CIBercath | |
| Activated carbon canister | VetEquip | 931401 | |
| Analysis software | ADInstruments | LabChart v8.1.13 | |
| Biological amplifier | ADInstruments | FE231 | |
| Data acquisition hardware | ADInstruments | PowerLab 26T | |
| Eye ointment | MWI Veterinary | NC1886507 | |
| Heating pad | Braintree Scientific | DPIP | |
| Isoflurane | Piramal | 66794-017-25 | |
| Stimulator | Bloom Associates | DTU-210 | |
| Stimulus Isolator | World Precision Instruments | Model A365 |
References
- Sumitomo, N., et al. Association of atrial arrhythmia and sinus node dysfunction in patients with catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia. Circulation Journal. 71 (10), 1606-1609 (2007).
- Fukui, A., et al. Role of leptin signaling in the pathogenesis of angiotensin II-mediated atrial fibrosis and fibrillation. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 6 (2), 402-409 (2013).
- Schutter, D., et al. Animal models of atrial fibrillation. Circulation Research. 127 (1), 91-110 (2020).
- Li, N., et al. Ryanodine receptor-mediated calcium leak drives progressive development of an atrial fibrillation substrate in a transgenic mouse model. Circulation. 129 (12), 1276-1285 (2014).
- Wakimoto, H., et al. Induction of atrial tachycardia and fibrillation in the mouse heart. Cardiovascular Research. 50 (3), 463-473 (2001).
- Schrickel, J. W., et al. Induction of atrial fibrillation in mice by rapid transesophageal atrial pacing. Basic Research in Cardiology. 97 (6), 452-460 (2002).
- Verheule, S., et al. Increased vulnerability to atrial fibrillation in transgenic mice with selective atrial fibrosis caused by overexpression of TGF-beta1. Circulation Research. 94 (11), 1458-1465 (2004).
- Faggioni, M., et al. Suppression of spontaneous ca elevations prevents atrial fibrillation in calsequestrin 2-null hearts. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 7 (2), 313-320 (2014).
- Murphy, M. B., et al. Optimizing transesophageal atrial pacing in mice to detect atrial fibrillation. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 332 (1), 36-43 (2022).
- Prinsen, J. K., et al. Highly reactive isolevuglandins promote atrial fibrillation caused by hypertension. JACC: Basic to Translational Science. 5 (6), 602-615 (2020).
- Aschar-Sobbi, R., et al. Increased atrial arrhythmia susceptibility induced by intense endurance exercise in mice requires TNFα. Nature Communications. 6, 6018 (2015).
- Bruegmann, T., et al. Optogenetic termination of atrial fibrillation in mice. Cardiovascular Research. 114 (5), 713-723 (2017).
- Matsushita, N., et al. IL-1β plays an important role in pressure overload-induced atrial fibrillation in mice. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 42 (4), 543-546 (2019).
- Sato, S., et al. Cardiac overexpression of perilipin 2 induces atrial steatosis, connexin 43 remodeling, and atrial fibrillation in aged mice. American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism. 317 (6), 1193-1204 (2019).
- Li, N., Wehrens, X. H. T. Programmed electrical stimulation in mice. Journal of Visualized Experiments. (39), e1730 (2010).
- Yao, C., et al. Enhanced cardiomyocyte NLRP3 inflammasome signaling promotes atrial fibrillation. Circulation. 138 (20), 2227-2242 (2018).
- Purohit, A., et al. Oxidized Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II triggers atrial fibrillation. Circulation. 128 (16), 1748-1757 (2013).
- Jansen, H. J., et al. Atrial fibrillation in aging and frail mice. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 14 (9), 01077 (2021).
- Luo, T., et al. Characterization of atrial histopathological and electrophysiological changes in a mouse model of aging. International Journal of Molecular Medicine. 31 (1), 138-146 (2013).
- McCauley, M. D., et al. Ion channel and structural remodeling in obesity-mediated atrial fibrillation. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 13 (8), 00896 (2020).
- Kato, M., et al. Spectral analysis of heart rate variability during isoflurane anesthesia. Anesthesiology. 77 (4), 669-674 (1992).
- Schmeckpeper, J., et al. Abstract 11402: Targeting RyR2 to suppress ventricular arrhythmias and improve left ventricular function in chronic ischemic heart disease. Circulation. 144, 11402 (2021).
- Kim, K., et al. Abstract B-PO01-017: RyR2 hyperactivity promotes susceptibility to ventricular tachycardia in structural heart disease. Heart Rhythm. 18, 57 (2021).
