Chirurgia Shunt, Destra cuore cateterizzazione, e Vascolare Morfometria in un modello di ratto per Flow-indotta ipertensione arteriosa polmonare
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
L'obiettivo di questo metodo è quello di creare un modello riproducibile per grave ipertensione arteriosa polmonare indotto dal flusso in ratti e misurare il suo principio emodinamico e finale istopatologici.
Arteriosa polmonare (PAH) è una sindrome clinica che comprende un progressivo aumento della resistenza vascolare polmonare che porta a insufficienza ventricolare destra e di morte. All'interno dello spettro malattia sovraordinata malattie ipertensive polmonari (PH), PAH è la forma più grave e uno che rimane senza cura 1. L'arteriopatia sottostante PAH è caratterizzata da una forma tipica di rimodellamento vascolare che occlude il lume del vaso. Muscolarizzazione delle navi e l'ipertrofia dello strato nave mediale normali non muscularized sono considerati come fenomeni malattia precoce in PAH, sono visti anche in altre forme di PH 2, e si pensa di essere reversibile 3. Come PAH undvances, lo strato intimale inizia a rimodellare, eventualmente formando caratteristiche lesioni neointimale 2. Neointimale-tipo rimodellamento vascolare polmonare è esclusivo di PAH ed è attualmente considerato essere irreversibili 4.
Come PAH è una malattia rara, i progressi nella sua comprensione patobiologico e lo sviluppo di nuove terapie hanno fatto affidamento su modelli animali. L'(MCT) modello monocrotalin nei ratti è un semplice modello singolo di successo che è stato, ed è tuttora, utilizzato di frequente. MCT è una tossina che provoca lesioni alle arteriole polmonari e infiammazione regionale 5. 60 mg / kg MCT porta ad un aumento nella pressione media arteriosa polmonare (mPAP), resistenza vascolare polmonare (PVR), e ipertrofia ventricolare destra (RVH) dopo 3 – 4 settimane 6. Il istomorfologia è caratterizzata da ipertrofia isolato mediale senza lesioni neointimale 5. la MCTratto rappresenta quindi una forma moderata di PH, e non PAH, anche se è comunemente presentato come quest'ultimo.
Nei bambini con PAH associata con uno shunt congenito sinistra a destra (PAH-CHD), aumento del flusso sanguigno polmonare è considerato come trigger essenziale per lo sviluppo di lesioni neointima 7, 8, 9. Nei ratti, aumento del flusso sanguigno polmonare può essere indotta dalla creazione di uno shunt tra l'aorta addominale e la vena cava, una tecnica descritta nel 1990 10. Alternative per la creazione di un aumento del flusso polmonare sono da pneumonectomia unilaterali o succlavia di arteria polmonare anastomosi 11. svantaggi concettuali di questi modelli sono composti da un potenziale di crescita compensatoria del restante polmone e l'attivazione della via adattativa indotta dalla pneumonectomia, o di danni iatrogeni del sistema vascolare polmonare dovutaper anastomosi arteria polmonare, sia confondendo gli effetti di aumento del flusso sanguigno polmonare.
Quando si crea uno shunt aorto-cavale e aumento del flusso sanguigno polmonare è indotta da un secondo colpo in ratti MCT-trattati, lesioni neointimale caratteristici si verificano, e una grave forma di IPA e insufficienza del ventricolo destro associato (RVF) sviluppano 3 settimane dopo l'aumento flusso 12. La progressione emodinamica della PAH in questo modello può essere valutata in vivo mediante ecocardiografia e cateterizzazione cardiaca destra. Il istomorfologia vascolare, spessore parete del vaso, il grado di arteriolare dell'occlusione, ed i parametri della disfunzione ventricolare destra costituiscono i pilastri della ex vivo caratterizzazione dei PAH.
Questo metodo descrive i protocolli dettagliati per la chirurgia aorto-cavale shunt (AC-shunt), il cateterismo cardiaco destro, e la valutazione qualitativa e quantitativa dei istomorfologia vascolare.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo metodo descrive la procedura chirurgica di uno shunt aorto-cavale nei ratti pre-trattati con MCT per creare PAH indotto dal flusso e le tecniche per valutare il principio emodinamico e punti finali istopatologici che caratterizzano PAH e questo modello.
I passaggi critici all'interno del protocollo e risoluzione dei problemi
Chirurgia e post-operatorio. Durante l'intervento shunt aorto-cavale, la fase più critica è la dissezione dell'aorta e ven…
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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