Chirurgie Shunt, droite Cathétérisme cardiaque et vasculaire Morphometry dans un modèle de rat pour Flow-induite Hypertension artérielle pulmonaire
Summary
This protocol describes a surgical procedure to create a model for flow-induced pulmonary arterial hypertension (PAH) in rats and the procedures to analyze the principle hemodynamic and histological end-points in this model.
Abstract
In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt (MCT+Flow). The shunt is created by inserting an 18-G needle from the abdominal aorta into the adjacent caval vein. Increased pulmonary flow has been demonstrated as an essential trigger for a severe form of PAH with distinct phases of disease progression, characterized by early medial hypertrophy followed by neointimal lesions and the progressive occlusion of the small pulmonary vessels. To measure the right heart and pulmonary hemodynamics in this model, right heart catheterization is performed by inserting a rigid cannula containing a flexible ball-tip catheter via the right jugular vein into the right ventricle. The catheter is then advanced into the main and the more distal pulmonary arteries. The histopathology of the pulmonary vasculature is assessed qualitatively, by scoring the pre- and intra-acinar vessels on the degree of muscularization and the presence of a neointima, and quantitatively, by measuring the wall thickness, the wall-lumen ratios, and the occlusion score.
Introduction
Le but de cette méthode est de créer un modèle reproductible sévère, l'hypertension artérielle pulmonaire induite par l'écoulement chez le rat et de mesurer son principe hémodynamique et le point final histopathologiques.
L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est un syndrome clinique qui englobe une augmentation progressive de la résistance vasculaire pulmonaire conduisant à une insuffisance ventriculaire droite et la mort. Dans le spectre de la maladie superordinate des maladies hypertensives pulmonaires (PH), les HAP est la forme la plus grave et qui reste sans traitement 1. L'artériopathie sous-jacente dans l'HTAP se caractérise par une forme typique de remodelage vasculaire qui obstrue la lumière du vaisseau. Muscularisation des navires et l' hypertrophie de la couche de vaisseau médial non muscularized normales sont considérés comme des phénomènes précoces de la maladie dans les HAP, sont également observées dans d' autres formes de PH 2, et sont pensés pour être réversibles 3. Comme les HAP unees progrès, la couche intimale commence à remodeler, pour finalement former des lésions néointima caractéristiques 2. De type néo – intimale vasculaire pulmonaire remodelage est exclusive aux HAP et est actuellement considérée comme irréversible 4.
Comme les HAP est une maladie rare, les progrès dans sa compréhension pathobiologique et le développement de nouvelles thérapies se sont fortement appuyés sur des modèles animaux. Le monocrotalin (MCT) modèle chez le rat est un modèle simple à succès unique qui a été, et est toujours, utilisé fréquemment. MCT est une toxine qui provoque des lésions aux artérioles pulmonaires et une inflammation régionale 5. 60 mg / kg MCT conduit à une augmentation de la pression moyenne de l' artère pulmonaire (PAPm), la résistance vasculaire pulmonaire (PVR), et l' hypertrophie ventriculaire droite (HRV) après 3 – 4 semaines 6. Le histomorphologie se caractérise par une hypertrophie isolée médiane sans lésions néointima 5. Le MCTmodèle de rat représente donc une forme modérée de PH, et non les HAP, mais il est communément présenté comme celui-ci.
Chez les enfants atteints d'HTAP associée à un shunt congénitale de gauche à droite (PAH-CHD), augmentation du débit sanguin pulmonaire est considéré comme le déclencheur essentiel pour le développement des lésions néointima 7, 8, 9. Chez le rat, une augmentation du débit sanguin pulmonaire peut être induite par la mise en place d'un shunt entre l'aorte abdominale et la veine cave, une première technique décrite en 1990 10. Alternatives pour créer un flux pulmonaire accrue sont par pneumonectomie unilatérale ou par clavière anastomose de l' artère pulmonaire 11. inconvénients conceptuels de ces modèles se composent de croissance compensatoire potentiel du poumon restant et activation de la voie adaptative induite par la pneumonectomie ou de blessure iatrogène de la vascularisation pulmonaire dueanastomose de l'artère pulmonaire, à la fois confondant les effets de l'augmentation du débit sanguin pulmonaire.
Quand un shunt aorto-caval est créé et une augmentation du flux sanguin pulmonaire est induite en tant que deuxième succès chez les rats MCT-traités, des lésions néointima caractéristiques se produisent, et une forme sévère de l'HTAP et insuffisance ventriculaire droite associée (RVF) développent 3 semaines après l'augmentation débit 12. La progression hémodynamique des HAP dans ce modèle peut être évaluée in vivo par échocardiographie et cathétérisme cardiaque droit. Le histomorphologie vasculaire, l' épaisseur de la paroi de la cuve, le degré d'artérioles occlusion, et les paramètres de l' insuffisance ventriculaire droite forment les piliers de l'ex vivo caractérisation des HAP.
Cette méthode décrit des protocoles détaillés pour la chirurgie aorto-caval shunt (AC-shunt), cathétérisme cardiaque droit, et l'évaluation qualitative et quantitative des histomorphologie vasculaire.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cette méthode décrit la procédure chirurgicale d'un shunt aorto-caval chez les rats pré-traités avec MCT pour créer HTAP induite par le flux et les techniques pour évaluer l'hémodynamique principe et la fin histopathologiques qui caractérisent les HAP et ce modèle.
Étapes critiques au sein du Protocole et de dépannage
La chirurgie et post-chirurgie. Au cours de la chirurgie de shunt aorto-caval, l'étape la plus critique est la dissection de …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the Netherlands Cardiovascular Research Initiative, the Dutch Heart Foundation, the Dutch Federation of University Medical Centers, the Netherlands Organization for Health Research and Development, and the Royal Netherlands Academy of Sciences (CVON nr. 2012-08, PHAEDRA, The Sebald fund, Stichting Hartekind).
Materials
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Shunt Surgery |
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| Sterile surgical gloves | |||
| Duratears Eye ointment | Alcon | 10380 | |
| Chloride-Hexidine | |||
| Cotton swabs | |||
| Histoacryllic tissue glue | B. Braun Medical | 1050052 | |
| Silkam 5-0 sutures black non-resorbable | B. Braun Medical | F1134027 | |
| Safil 4-0 sutures violet resorbable | B. Braun Medical | ||
| 18 G needle | Luer | NN1838R BD | tip bent in 45 degrees orifice to the outside |
| Gauzes 10×10 cm | Paul Hartmann | 407825 | |
| Temgesic Buprenorphine | RB Pharmaceuticals | 5429 | subcutaneous injection |
| Sodium Chloride 0.9 % | |||
| Ventilation mask Rat | |||
| Scalple blade | |||
| Biemer clamp 18 mm, 5 mm opening | AgnTho | 64-562 | |
| Heat mat | |||
| Kocher Clamp | |||
| Shaving machine | |||
| Microscope | Leica | ||
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Right Heart Catheterization |
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sterile surgical gloves | |||
| Eye ointment | Duratears | ||
| Chloride-Hexidine | |||
| Cotton swabs | |||
| Gauzes 10×10 cm | Paul Hartmann | 407825 | |
| Silkam 5-0 sutures black non-resorbable | B. Braun Medical | F1134027 | |
| Needle 20 G | Luer | Tip slightly bent to the inside | |
| Cannula 20 G | Luer | to introduce catheter, tip pre-formed in 20 degrees | |
| Silastic Catheter 15 cm long | 0.5 mm ball 2 mm from tip | ||
| Pressure transducer | Ailtech | ||
| Bedside monitor Cardiocap/5 | Datex-Ohmeda | ||
| Shaving machine | |||
| 10mL Syringe | |||
| Sodium Chloride 0.9 % | for flushing | ||
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Vascular Morphology |
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 50ml Syringe | |||
| 4 % Formaldehyde | |||
| 18 G cannula with tube | |||
| Verhoef staining kit | Sigma-Aldrich | HT254 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/ht254?lang=en®ion=US |
| Digital slide scanner | Hamamatsu | C9600 | |
| Image-J | |||
| Elastic (Connective Tissue Stain) | Abcam | ab150667 | http://www.abcam.com/elastic-connective-tissue-stain-ab150667.html |
| http://www.abcam.com/ps/products/150/ab150667/documents/ab150667-Elastic%20Stain%20Kit%20(website).pdf |
References
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