نموذج الخنازير لتمدد الاوعيه الدموية الابهري البطني المتعدي
Summary
هذا النموذج الجديد يخلق قويه تمدد الاوعيه الدموية الابهري البطني في الخنازير باستخدام مزيج من قسطرة البالون ، المرنة/كولاجيناز perfusion ، الموضعية تطبيق الاستواز ، والفم مجمع β-امينوبروبيوتيتريل الاداره ، الذي يتداخل مع الكولاجين عبر ربط.
Abstract
النماذج الحيوانية الكبيرة لدراسة تمدد الاوعيه الدموية الابهري البطني متفرقة. والغرض من هذا النموذج هو خلق قابله للتكرار, سريريا كبيره البطن الابهر البطني (AAA) في الخنازير. لتحقيق ذلك ، ونحن نستخدم مزيجا من راب الاوعيه الدموية البالون ، اللدائن و collagenase ، ومثبط اكسيداز ليسيل ، ودعا β-امينوبروبيوتيتريل (بابن) ، لخلق تمدد الشريان الاورطي المتعدي كبير سريريا ، مماثله للامراض البشرية.
يتم تغذيه الخنازير الذكور غير المخصية بابو لمده 7 أيام قبل الجراحة لتحقيق حاله مستقره في الدم. يتم اجراء بضع البطن في الخط الوسطي وتشريح الشريان الاورطي المتعدي بحذر. يتم تسجيل القياس الاولي قبل الاستقراء تمدد الاوعيه الدموية مع مزيج من القسطرة البالون ، اللدائن (500 وحده)/كولاجيناز (8000 وحدات) perfusion ، وتطبيق المطاط الموضعي. يتم تغذيه الخنازير بالدم يوميا حتى الاجراء النهائي اما في اليوم التالي للجراحة 7 ، 14 ، أو 28 ، وفي ذلك الوقت يتم قياس تمدد الاوعيه الدموية ، والانسجه المشترية. يتم مقارنه خنازير الجراحة بالخنازير التي خضعت لعمليه جراحيه وحدها.
وكان الخنازير التعامل مع بابن والجراحة من متوسط تمدد الابهر 89.9 ٪ ± 47.4 ٪ في اليوم 7 ، 105.4 ٪ ± 58.1 ٪ في اليوم 14 ، و 113.5 ٪ ± 30.2 ٪ في اليوم 28. وكانت الخنازير المعالجة بالجراحة وحدها تمدد الاوعيه الدموية أصغر بكثير مقارنه بالعمليات الجراحية في اليوم 28 (p < 0.0003). وكانت مجموعه الجراحة المجهرية والمناعية دليلا علي المرحلة النهائية امدمي المرض.
ويمكن المستحثة سريريا المتعدي الكبير AAA باستخدام قسطرة البالون ، المطاط المرن/كولاجيناز التطبيق الموضعي ، تستكمل مع الشفوية بابن. هذا النموذج يخلق كبير, AAA كبيره سريريا مع السمات المميزة للمرض البشري. هذا له اثار هامه لتوضيح المرضية AAA واختبار العلاجات الجديدة والاجهزه لعلاج AAA. وتشمل القيود المفروضة علي النموذج الاختلاف في بابن بلعها الخنازير ، ونوعيه التروية المرنة ، وتكلفه بابن.
Introduction
وفقا لمركز مكافحه الامراض (CDC) ، وتمدد الاوعيه الدموية الابهري (AA) هي السبب الرئيسي للوفاة في الولايات المتحدة وتمثل عبء المرض كبيره1. يتم تعريف تمدد الاوعيه الدموية الابهري علي انه تمدد لجزء منفصل من تجويف الوعاء بنسبه تزيد عن 50%2. مجموعه فرعيه من AA في البطن ، ويشار إلى تمدد الاوعيه الدموية الابهري البطني (AAA) هي مصدر قلق متزايد. AAA لا تزال صامته سريريا حتى تمزق وشيك أو تشريح, مع بداية حاده, الام شديده في البطن عموما كونها العرض الوحيد عرض3,4. تمزق AAA هو دائما تقريبا قاتله مع معدل الوفاات من 90 ٪5. الجراحة المفتوحة أو الاوعيه هي الخيار العلاجي الوحيد للمرضي ، ويمكن ان تكون إجراءات مرضيه للغاية. الأهم من ذلك ، AAA هي واحده من عدد قليل من امراض القلب والاوعيه الدموية مع عدم وجود علاج طبي لعلاج.
حتى الآن, وقد ركزت الكثير من البحوث علي المسببات المرضية AAA علي نماذج القوارض, باستخدام اللدائن, وهو الانزيم الذي يتحلل والايلاستين وجدت داخل الوسائط الابهري, للحث علي تمدد الاوعيه الدموية. 6,7 ومع ذلك ، يتم تقييد الترجمة السريرية من النماذج الحيوانية الصغيرة لمرض امدمي الإنسان ، وتقييم التغيرات الهيكلية في الشريان الابهر ، والديناميكا المتغيرة محدوده بسبب الحجم. بسبب التماثل التشريحي والحجم ، يرتبط نظام الدوران الدموي بشكل أفضل مع البيولوجيا البشرية من القوارض8. النماذج الحيوانية الكبيرة تسمح بمزيد من الفهم للأليات الخلوية لعمليه المرض ، ويمكن استخدامها تطوير العلاجات الجديدة في جرعات علاجيه لثدييات كبيره ، واختبار أجهزه الإصلاح الميكانيكية ، والتي لن تكون ممكنة في نماذج الحيوانية الصغيرة. الاضافه إلى ذلك ، فان الطبيعة الحاده لنماذج القوارض لا تكرر السمات الزمنيه والخصائص الباثولوجية لمرض امدمي الإنسان.
الجمع بين اللدائن ومركب يسمي β-امينوبروبيوتيتريل (بابن) وقد أحدثت ثوره في نماذج ا murine, عن طريق خلق تمدد الاوعيه الدموية التي هي أكبر وتحتوي علي عواقب مرض امدمي المزمن, بما في ذلك خثروبوس جداريه, تشريح, وتمزق9. بابو هو مثبط للاكسيداز ليسيل ، وهو أمر ضروري لربط الكولاجين ، عنصرا حاسما من الجدار الابهري10،11،12. Lysyl اكسيداز النشاط ينخفض مع الشيخوخة ونظرا للرابطة من العمر والطبيعة المزمنة من AA معقده ، بابن لديه إمكانات كبيره لمحاكاة بالتجربة اثار الشيخوخة9،13،14. ويوفر استخدام الشبكة وقدرتها علي تكرار الامراض المزمنة في وضع دون الحاد ميزه جديده علي النماذج الحيوانية الكبيرة البديلة من AAA. بالمقارنة مع غيرها من نماذج الخنازير الراسخة AAA, هذا النموذج يخلق أكبر تمدد الاوعيه الدموية مع السمات المميزة للمرض نهاية المرحلة, وقد نشرت النتائج سابقا8,11,15.
ومع منح بعض المزايا ، يلزم توفير موارد واستثمارات كبيره للنجاح في استكمال هذا النموذج الذي قد يردع بعض المحققين. وتشمل هذه الموارد الوصول إلى غرف العمليات ، والجراحين المؤهلين ومقدمي التخدير ، والسكن الحيواني ، والموظفين البيطريين للمساعدة في الرعاية بعد الجراحة. بالاضافه إلى ذلك ، قد تكون تكلفه الخطة باهظه التكاليف بالنسبة لبعض المختبرات.
يوجد عدد قليل من النماذج الحيوانية الكبيرة لدراسة الفيزيولوجيا المرضية المعقدة لتشكيل AAA وتترجم إلى مرض بشري. نماذج الحيوانية الكبيرة AAA هي حاسمه للمساعدة في تقييم جدوى التكنولوجيات الجديدة والعلاجات للامراض البشرية. ولذلك ، كان الغرض من هذه الدراسة لخلق نموذج استنساخه من المرحلة المتقدمة المتعدي AAA في الخنازير. الأساس المنطقي لاستخدام النموذج الخنازير واللدائن المرنة هو تحسين فهم الفيزيولوجيا المرضية من AAA عن طريق محاكاة الطبيعة المزمنة وعواقب مرض امدمي الإنسان في اعداد حاده أو تحت الحاده ، وكذلك لاختبار العلاجات الجديدة والاجهزه ل AAA العلاج.
Protocol
Representative Results
Discussion
تم إنشاء نموذج جديد لل AAA المتعدي في الخنازير باستخدام مزيج من راب الاوعيه التاجية البالون, الانصهار واللدائن الموضعية, والغذائية كما بابن. باستخدام هذا النموذج ، تم تحقيق تمدد الابهر من > 100 ٪ مع الخصائص الاجماليه والنسيجية لمرض امدمي الإنسان المزمن. يوفر هذا النموذج بوابه لمزيد من فهم الف…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر أنتوني رنجة سيندي دودسون علي معرفتهم وخبرتهم الفنية.
مصادر التمويل:
وقدم التمويل لهذه الدراسة من قبل المعهد الوطني للقلب والرئة والدم التابع للمعهد الوطني للصحة تحت الجائزة رقم T32HL007849 و غرانت نوس R01HL081629 (G.R.U.) و R01HL124131 (G.R.U.).
Materials
| Arrow Ergo Pack System | Arrow | CDC-21242-X1A | Just need 7 Fr dilator |
| Atlas PTA Balloon dilation catheter | Bard | AT-120184 | 16 mm x 4 cm x 120 cm |
| Bovie electrocautery | Bovie Medical | A2350 | |
| Collagenase Type 1 (5 gm) | Worthington | LS004196 | |
| Crile Needle drviers | MFI medical | 61-2201 | |
| DeBakey Atraumatic Forceps | MFI medical | 52-4977 | |
| DeBakey Peripheral Vascular Clamp | Medline | MDS1318119 | |
| Glidewire | Terumo Interventional Systems | GS3506 | outer Wire diameter 0.035 mm, Length 150 cm |
| GraphPad Prism 6 | GraphPad Software Inc. La Jolla, Calif) | statistical software | |
| Metzenbaum Scissors | MFI medical | 61-0004 | |
| Mayo-Hegar Needle Holder | tiger medical | N407322 | |
| Micropuncture Introducer Set | Cook | G47946 | |
| Mixter Forceps, Standard Grade, Right angle | Cole-Parmer | UX-10818-16 | |
| Monocryl suture | Ethicon | Y496G-BX | 4-0 monocryl |
| PDS II suture | Ethicon | D8926 | Number 1 looped |
| Porcine Pancreatic Elastase | Sigma-Aldrich | E0258-50 MG | |
| Satinsky Vascular Clamps | Medline | MDs5632515 | |
| Suction canister | Cardinal Health | 65651212 | |
| Schuco Aspirator | MFI medical | S430A | |
| Vicryl suture | Ethicon | J789D-SD | 2-0 vicryl |
| Yankauer Suction tube | Sklarcorp | 07-1801 |
References
- . Leading Causes of Death Reports, National and Regional, 1999 – 2016 Available from: https://webappa.cdc.gov/sasweb/ncipc/leadcause.html (2018)
- Erbel, R., et al. Diagnosis and management of aortic dissection. European Heart Journal. 22 (18), 1642-1681 (2001).
- Cameron, J., Cameron, J. . Current Surgical Therapy 11th edition. 11, 777-783 (2014).
- . Overview of abdominal aortic aneurysm Available from: https://www.uptodate.com/contents/overview-of-abdominal-aortic-aneurysm (2017)
- Pearce, W. H., Zarins, C. K., Bacharach, J. M. Atherosclerotic Peripheral Vascular Disease Symposium II: controversies in abdominal aortic aneurysm repair. Circulation. 118 (25), 2860-2863 (2008).
- Daugherty, A., Cassis, L. A. Mouse models of abdominal aortic aneurysms. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 24 (3), 429-434 (2004).
- Anidjar, S., et al. Elastase-induced experimental aneurysms in rats. Circulation. 82 (3), 973-981 (1990).
- Hynecek, R. L., et al. The creation of an infrarenal aneurysm within the native abdominal aorta of swine. Surgery. 142 (2), 143-149 (2007).
- Lu, G., et al. A novel chronic advanced stage abdominal aortic aneurysm murine model. Journal of Vascular Surgery. 66 (1), 232-242 (2017).
- Barrow, M. V., Simpson, C. F., Miller, E. J. Lathyrism: a review. The Quarterly Review of Biology. 49 (2), 101-128 (1974).
- Coulson, W. F., Linker, A., Bottcher, E. Lathyrism in swine. Archives of Pathology & Laboratory Medicine. 87 (4), 411-417 (1969).
- McCallum, H. M. Experimental Lathyrism in Mice. The Journal of Pathology and Bacteriology. 89, 625-636 (1965).
- Behmoaras, J., et al. Differential expression of lysyl oxidases LOXL1 and LOX during growth and aging suggests specific roles in elastin and collagen fiber remodeling in rat aorta. Rejuvenation Research. 11 (5), 883-889 (2008).
- Davies, I., Schofield, J. D. Connective tissue ageing: the influence of a lathyrogen (beta-aminopropionitrile) on the life span of female C57BL/Icrfat mice. Experimental Gerontology. 15 (5), 487-494 (1980).
- Cullen, J. M., et al. A novel swine model of abdominal aortic aneurysm. Journal of Vascular Surgery. , (2018).
- Marinov, G. R., et al. Can the infusion of elastase in the abdominal aorta of the Yucatan miniature swine consistently produce experimental aneurysms. Journal of Investigative Surgery. 10 (3), 129-150 (1997).
- Pope, N. H., et al. Interleukin-6 Receptor Inhibition Prevents Descending Thoracic Aortic Aneurysm Formation. Annals of Thoracic Surgery. 100 (5), 1620-1626 (2015).
- Johnston, W. F., et al. Genetic and pharmacologic disruption of interleukin-1beta signaling inhibits experimental aortic aneurysm formation. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 33 (2), 294-304 (2013).
- Johnston, W. F., et al. Inhibition of interleukin-1beta decreases aneurysm formation and progression in a novel model of thoracic aortic aneurysms. Circulation. 130 (11), 51-59 (2014).
- Ruddy, J. M., Jones, J. A., Spinale, F. G., Ikonomidis, J. S. Regional heterogeneity within the aorta: relevance to aneurysm disease. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 136 (5), 1123-1130 (2008).
