Modello porcinario dell'aneurisma aortico addominale a infrarosso
Summary
Questo nuovo modello crea robusti aneurismi aortici infrarossi nei suini utilizzando una combinazione di angioplastica a palloncino, perfusione di elastasi/collagesi, applicazione di elastasi topica e somministrazione orali composto di ammisofino, che interferisce con il cross-linking di collagene.
Abstract
I grandi modelli animali per studiare gli aneurismi aortici addominali sono scarsi. Lo scopo di questo modello è quello di creare aneurismi aortici addominali orientali (AAA) riproducibili, clinicamente significativi, nei suini. Per raggiungere questo obiettivo, usiamo una combinazione di angioplastica a palloncino, elastasi e collagenase, e un inibitore di ossidasi lisillo, chiamato za-aminopropionile (BAPN), per creare aneurismi aortici infrarossi clinicamente significativi, analoghi alle malattie umane.
I suini maschi non cagionati vengono alimentati con BAPN per 7 giorni prima dell’intervento chirurgico per ottenere uno stato costante nel sangue. Viene eseguita una laparotomia mediana e l’aorta infrarossa viene sezionata circonferenziale. Una misurazione iniziale viene registrata prima dell’induzione dell’aneurisma con una combinazione di angioplastica a palloncino, elastasi (500 unità)/collagenase (8000 unità) perfusione e applicazione di elastasi topica. I suini vengono alimentati con BAPN ogni giorno fino alla procedura terminale nel giorno postoperatorio 7, 14 o 28, in cui viene misurato l’aneurisma e viene procurato il tessuto. BAPN – i suini chirurgici vengono confrontati con i suini che hanno subito un intervento chirurgico da solo.
I suini trattati con BAPN e chirurgia hanno avuto una dilatazione aortica media dell’89,9% – 47,4% al giorno 7, 105,4% – 58,1% al giorno 14 e 113,5% – 30,2% al giorno 28. I suini trattati con la sola chirurgia avevano aneurismi significativamente più piccoli rispetto agli animali chirurgici BAPN al giorno 28 (p < 0.0003). Il gruppo di chirurgia BAPN – aveva prove macroscopiche e immunohistochimiche della malattia aneurismica allo stadio finale.
Clinicamente significativo a infrarossi AAA può essere indotto utilizzando angioplastica a palloncino, perfusione elastasi/collagenasi e applicazione topica, integrata con BAPN orale. Questo modello crea aAA di grandi dimensioni clinicamente significativi con segni distintivi della malattia umana. Ciò ha importanti implicazioni per la chiarificazione della patogenesi AAA e il test di nuove terapie e dispositivi per il trattamento di AAA. Le limitazioni del modello includono la variazione del BAPN ingerito dai suini, la qualità della perfusione di elastasi e il costo del BAPN.
Introduction
Secondo il Center for Disease Control (CDC), gli aneurismi aortici (AA) sono una delle principali cause di morte negli Stati Uniti e rappresentano un carico di malattia significativo1. Un aneurisma aortico è definito come una dilatazione di una porzione discreta del lume del vaso di oltre il 50%2. Un sottoinsieme di AA nell’addome, indicato come aneurismi aortici addominali (AAA) sono una preoccupazione crescente. AAA rimangono clinicamente in silenzio fino a rottura o dissezione imminente, con insorgenza acuta, grave dolore addominale essendo generalmente l’unico sintomo che presenta3,4. La rottura dell’AAA è quasi sempre fatale con un tasso di mortalità del 90%5. La chirurgia aperta o endovascolare è l’unica opzione terapeutica per i pazienti e può essere una procedura altamente morbosa. È importante sottolineare che gli AAA sono una delle poche malattie cardiovascolari senza terapia medica per la cura.
Ad oggi, gran parte della ricerca sulla patogenesi AAA si è concentrata sui modelli di roditori, usando l’elastasi, che è un enzima che degrada l’elastina presente nei media aortici, per indurre gli aneurismi. 6,7 Tuttavia, la traslabilità clinica di piccoli modelli animali a malattie aneurissimale umane è limitata, in quanto la valutazione dei cambiamenti strutturali nell’aorta e l’emodinamica alterata sono limitate a causa delle dimensioni. A causa della somiglianza anatomica e di dimensioni, il sistema circolatorio dei porcini è meglio correlato alla biologia umana rispetto ai roditori8. I grandi modelli animali consentono un’ulteriore comprensione dei meccanismi cellulari del processo della malattia, possono essere utilizzati per sviluppare nuovi trattamenti a dosi terapeutiche per i grandi mammiferi e testare dispositivi di riparazione meccanica, che non sarebbero fattibili in piccoli modelli animali. Inoltre, la natura acuta dei modelli di roditori non replica la cronicità e le caratteristiche patologiche della malattia aneurismica umana.
La combinazione di elastasi e un composto chiamato z-aminopropionitrile (BAPN) ha rivoluzionato i modelli Murine AAA, creando aneurismi che sono più grandi e contengono sequela di malattia aneurismatica cronica, tra cui trombo murale, dissezione e rottura9. BAPN è un inibitore dell’ossidasi lisilla, che è essenziale per il crosslinking al collagene, una componente cruciale della parete aortica10,11,12. L’attività di ossidasi liscile diminuisce con l’invecchiamento e data l’associazione dell’età e la natura cronica della complicata AA, BAPN ha un grande potenziale per imitare sperimentalmente gli effetti dell’invecchiamento9,13,14. L’uso di BAPN e la sua capacità di replicare le malattie croniche in un ambiente subacuto offrono un nuovo vantaggio rispetto ai modelli alternativi di grandi animali di AAA. Rispetto ad altri modelli AAA porcina consolidati, questo modello crea i più grandi aneurismi con segni distintivi della malattia allo stadio finale, e i risultati sono stati precedentemente pubblicati8,11,15.
Pur conferendo alcuni vantaggi, sono necessarie risorse e investimenti significativi per completare con successo questo modello che può scoraggiare alcuni investigatori. Tra queste risorse figurano l’accesso alle sale operatorie, ai chirurghi qualificati e ai fornitori di anestesia, all’alloggiamento degli animali e al personale veterinario per assisterla nell’assistenza post-operatoria. Inoltre, il costo di BAPN può essere proibitivo per alcuni laboratori.
Esistono pochi grandi modelli animali per studiare la complessa fisiopatologia della formazione di AAA e tradursi in malattie umane. I grandi modelli animali di AAA sono fondamentali per aiutare a valutare la fattibilità di nuove tecnologie e trattamenti per le malattie umane. Pertanto, lo scopo di questo studio era quello di creare un modello riproducibile di araggi infrarossi stadio avanzato AAA nei suini. La logica per l’uso del modello baPN e suina elastasi è quella di comprendere meglio la fisiopatologia di AAA imitando la natura cronica e il sequel della malattia aneurismica umana in un ambiente acuto o subacuto, nonché per testare nuove terapie e dispositivi per AAA Trattamento.
Protocol
Representative Results
Discussion
Un nuovo modello di AAA infrarossi in suini è stato creato utilizzando una combinazione di angioplastica a palloncino, perfusione ed elastasi topica, e dieta come BAPN. Utilizzando questo modello, la dilatazione aortica di >100% è stata ottenuta con caratteristiche lorde e istologiche della malattia aneurismica umana cronica. Questo modello fornisce un gateway per comprendere meglio la complessa fisiopatologia di AAA e tradurre potenziali terapie per la malattia umana.
I modelli precedenti d…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo Anthony Herring e Cindy Dodson per le loro conoscenze e competenze tecniche.
Fonti di finanziamento:
I finanziamenti per questo studio sono stati forniti dal National Heart, Lung, and Blood Institute del National Institute of Health sotto il premio N. T32HL007849 e Grant Nos. R01HL081629-07 (G.R.U.) e R01HL124131-01 (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
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