Summary

Péricardite stérile chez les minipigs d’Aachener comme modèle pour la myopathie auriculaire et la fibrillation auriculaire

Published: September 24, 2021
doi:

Summary

Nous décrivons un modèle de péricardite stérile chez les minipigs pour étudier la myopathie auriculaire et la fibrillation auriculaire (FA). Nous présentons des techniques chirurgicales et anesthésiques, des stratégies d’accès vasculaire et un protocole pour étudier l’inductibilité de la FA.

Abstract

La fibrillation auriculaire (FA) est l’arythmie la plus courante causée par le remodelage structurel des oreillettes, également appelée myopathie auriculaire. Les thérapies actuelles ne ciblent que les anomalies électriques et non la myopathie auriculaire sous-jacente. Pour le développement de nouvelles thérapies, un grand modèle animal reproductible de myopathie auriculaire est nécessaire. Cet article présente un modèle de myopathie auriculaire induite par la péricardite stérile chez les minipigs d’Aachener. La péricardite stérile a été induite par la pulvérisation de talc stérile et laissant une couche de gaze stérile sur la surface épicardique auriculaire. Cela a conduit à l’inflammation et à la fibrose, deux composants cruciaux de la physiopathologie de la myopathie auriculaire, rendant les oreillettes sensibles à l’induction de la FA. Deux électrodes de stimulateurs cardiaques ont été positionnées de manière épicardique sur chaque atrium et connectées à deux stimulateurs cardiaques de fabricants différents. Cette stratégie a permis une stimulation auriculaire programmée non invasive répétée pour déterminer l’inductibilité de la FA à des moments précis après la chirurgie. Différents protocoles pour tester l’inductibilité af ont été utilisés. Les avantages de ce modèle sont sa pertinence clinique, avec l’inductibilité de la FA et l’induction rapide de l’inflammation et de la fibrose – toutes deux présentes dans la myopathie auriculaire – et sa reproductibilité. Le modèle sera utile dans le développement de nouvelles thérapies ciblant la myopathie auriculaire et la FA.

Introduction

La fibrillation auriculaire (FA) est l’arythmie cardiaque la plus répandue, entraînant une morbidité, une mortalité et des frais de santé importants1. Dans de nombreux cas, la FA n’est que le symptôme électrique de la myopathie auriculaire sous-jacente, qui est définie par le remodelage structurel, électrique, autonome et contractile des oreillettes. Cette myopathie auriculaire peut entraîner une FA et un accident vasculaire cérébral 2,3. La plupart des thérapies ne ciblent que le remodelage électrique, mais ne ciblent pas les changements structurels sous-jacents dans les oreillettes (inflammation et fibrose)4,5,6,7. C’est probablement l’une des raisons pour lesquelles les thérapies actuelles ne sont que marginalement efficaces, en particulier dans la myopathie auriculaire plus avancée8.

Un modèle animal reproductible est crucial pour cibler l’inflammation et la fibrose présentes dans la myopathie auriculaire. Des modèles de tachypacing auriculaire ont été développés chez plusieurs grandes espèces animales 9,10,11,12. Dans ces modèles, le tissu auriculaire est rythmé en continu pendant de longues périodes pour induire des changements électriques et éventuellement structurels. Les principaux inconvénients des modèles de tachypacing sont la longue durée avant l’apparition des signes structurels de myopathie auriculaire et leur pertinence uniquement pour les syndromes cliniques dans lesquels des anomalies électriques se développent avant la myopathie auriculaire. Un risque théorique est l’échec de la stimulation du plomb dû à la fibrose au cours d’un long suivi9.

Dans les modèles de péricardite stérile, du talc stérile est pulvérisé sur la surface épicardique des oreillettes pour induire une réaction inflammatoire et fibrotique aiguë, entraînant une myopathie auriculaire 13,14. Les porcs ont une anatomie et une physiologie cardiaques similaires à celles des humains et, par conséquent, les modèles porcins ont une grande pertinence translationnelle. Les avantages de l’utilisation de minipigs sont qu’ils sont plus faciles à manipuler en raison de leur plus petite taille que les souches de porc conventionnelles et peuvent être maintenus pendant une longue période sans augmentation significative du poids corporel10. Toutes ces raisons font de la péricardite stérile chez les minipigs un excellent modèle pour l’investigation de la myopathie auriculaire et de la fibrillation. Ce protocole et cette vidéo visent à faciliter la mise en place de ce modèle dans différents centres de recherche et à normaliser les protocoles pour étudier l’inductibilité de la FA.

Protocol

Ce protocole a été approuvé par le Comité d’éthique de l’Université d’Anvers pour l’expérimentation animale (numéro de dossier 2019-29) et suit les directives de soins aux animaux de l’Université d’Anvers. Dix-sept minipigs Aachener de 6 mois (mâles, castrés) pesant environ 20 kg ont été sélectionnés pour cette étude. 1. Médicaments et anesthésie Prémédication Assurez-vous que les porcs sont à jeun pendant 12 h, mais avec un accès illimité ?…

Representative Results

Morbidité et mortalité :Lorsque nous avons commencé à développer ce modèle de péricardite stérile chez les minipigs d’Aachener, nous avons remarqué une mortalité périopératoire de 4 porcs sur 17 (23,5%): 3 décès sur 4 sont survenus lors des 6 premières chirurgies en raison d’un « effet de courbe d’apprentissage ». Les étiologies étaient les suivantes: 2 porcs sont morts à cause d’un arrêt respiratoire postopératoire; ce problème a été résolu en réduisant la dose d…

Discussion

Un modèle animal de grande taille fiable est un atout majeur pour l’étude de la myopathie auriculaire et de la FA et le développement de nouvelles thérapies pour la FA. L’implantation de sondes de stimulateur cardiaque sur l’épicarde auriculaire a permis un suivi longitudinal et des tests électrophysiologiques répétitifs, ce qui est difficile chez les petits animaux. Les mini-cochons sont faciles à manipuler et leur cœur est structurellement et physiologiquement similaire au cœur humain

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par une bourse de recherche Industrieel OnderzoeksFonds/Strategisch Basisonderzoek (IOF/SBO) (PID34923) et une bourse Geconcerteerde Onderzoeksactie (GOA) (PID36444) de l’Université d’Anvers; par une bourse de chercheur clinique principal (à VFS) et des subventions de recherche du Fonds pour la recherche scientifique de Flandre (numéros de demande 1842219N, G021019N, G0D0520N et G021420N); par une subvention de recherche de ERA.Net RUS Plus (2018, Consortium de projet 278); par une subvention du Vlaamse Interuniversitaire Raad/Interuniversitair Bijzonder OnderzoeksFonds (VLIR/iBOF) (20-VLIR-iBOF-027). Nous remercions les cabinets Abbott et Boston Scientific d’avoir parrainé une grande partie des responsables de stimulateurs cardiaques et les sociétés, Medtronic et Biotronik, pour le prêt d’un programmeur de stimulateurs cardiaques. Nous remercions le personnel animalier de l’animalerie de l’Université d’Anvers pour leurs excellents soins aux animaux.

Materials

Aachener minipig, 6-months old, male, castrated, weight 15-25 kg Carfil
Anesthesia and preparation
ECG electrodes
Endotracheal tube 6.5 mm ID Covidien 115-65OR
External cardioverter-defibrillator Innomed Cardio-aid 200B
Heating pad OK. OUB 60321
Intravenous catheter 22 GA, 1 Inch BD 381323
Laryngoscope blade size 4 Miller SUS426601
Monitor GE Medical systems 2600040-003
Respirator Datex-Ohmeda 1009-9000-000
Shaver Aesculap GT 104 / REF 985203
Syringe driver pump Fresenius Kabi 082470
Arterial and central venous line placement
3-lumen central venous catheterization set, 7 French, 16 cm, 0.032 Inch guide Arrow medical EU-22703-EN
Arteral catheter 3 French, 8 cm Vygon 1,15,090
Caresite Luer access device B. Braun 415122-01
Fluids: IV bags of Plasmalyte, Glucose 5%, NaCl 0.9% (500 mL or 1000 mL)
heparinized saline
Needles: 18 Ga / 40 mm and 22 Ga / 40 mm
Pressure monitoring set, 195 cm Edwards Lifesciences T005021M
Pressure tubing 180 cm Edwards Lifesciences 50P172
suture with needle
Syringes Luerlok: 2 mL, 5 mL, 10 mL, 20 mL, 50 mL
Ultrasound gel Zealand coating 446-1
Ultrasound with vascular probe Philips healthcare EPIQ 7C / REF BZE1723
Surgical set
Blunt-tip surgical scissors Martin 11-934-25
60 degrees curved Debakey forceps Aesculap FB403
Anatomical forceps AS 13-102-16
Debakey forceps Geister 10-0634
Electrocautery module Alsa Alsatom SU 140/D MPC
Holders for stainless steel wire COBE 013-123
Mosquito Leibinger 32-01008
Needledriver, fine Delacroix-Chevalier 50302-21
Needledriver, normal Aesculap BM 77
Rib spreader Martin 24-178-01
Scalpel Swann-Morton 0511 no. 24
Scissors for stainless steel wire Jakobi 411830
Spreaders AS 16-058-00
Sternum saw Eure-Power 5000020
Sternum saw blade MicroAire ZR-032M
Surgical consumables
Disinfectant: iodine, chlorhexidine
Electrocautery pencil with push button, cable 5 m Dongguan QueenMed Equipment ESPB4001LQ
Gastric tube Vygon 390.12
Mersilene-0, 75 cm Ethicon F2505H
Monocryl 3-0, 70 cm Ethicon Y423H
Mouth masks, hair nets
Oriflex-4 vacuum flask for surgical draining Oriplast Krayer VK00352
Prolene 6-0, 75 cm Ethicon 8711H
Stainless steel monofilament non-absorbable suture Ethicon W995
Sterile drapes 3M 9010
Sterile gauze 20 x 10 cm Stella 35921
Sterile gloves
Sterile surgical gown
Steritalc PF3 Novatech 16863
Vicryl-0, 75 cm Ethicon V324H
Cardiac pacing
Bipolar pacing lead Fineline II Sterox EZ 58 cm Boston Scientific 4474
Bipolar pacing lead Tendril STS 58 cm Abbott 2088TC
Ellegaard Göttingen Minipig Frame 3 Lomir DF H1PU
Ellegaard Göttingen Minipig Sling Cover Lomir SS CEG1
Micropace cardiac stimulator Boston Scientific EPS 320
Pacemaker for pacing Medtronic Azure XT DR MRI SureScan
Pacemaker for sensing Biotronik Eluna 8 DR-T
Pacemaker programmer for pacing Medtronic CareLink Encore 29901A
Pacemaker programmer for sensing Biotronik ICS 3000 DS CD-W US
Medication
Adrenaline 1 mg/mL, 1 mL Sterop
Atropine 0.5 mg/mL, 1 mL Sterop
Catapressan 150 µg/mL, 1 ml clonidine Boehringer Ingelheim BE021402
Cefazoline 2 g powder Mylan BE319794
Cordarone 50 mg/mL, 3 mL amiodarone Sanofi
Durogesic 50 µg/h fentanyl patches Janssen-Cilag
Glucose 5%, 500 mL Baxter AE0063
Ketalar 50 mg/mL, 10 mL Pfizer 804101
Lanoxin 0.25 mg/mL, 2 mL digoxine Aspen
Marcaine 0.5% + adrenaline 1:200,000 Aspen
Midazolam 5 mg/ml, 3 mL B. Braun 3521740
Morfine 10 mg/mL, 1 mL Sterop
NaCl 0.9%, 500 mL Baxter AKE1323
Nitro Pohl 1 mg/mL, 5 mL nitroglycerine Pohl Boskamp
Noradrenaline 1 mg/mL, 4 mL Aguettant
Plasmalyte 1000 mL Baxter AKE0324
Propofol 10 mg/mL, 20 mL B. Braun 3521810
Protamine 1400 IU/mL, 5 mL Leo pharma
Rapifen 0.5 mg/mL, 2 mL Janssen-Cilag 95103
Seloken 1 mg/mL, 5 mL metoprolol AstraZeneca
Sevorane Quick Fill 100% sevoflurane, 250 mL Abbvie 1283-415
Tracrium 10 mg/mL, 5 mL atracurium Aspen

References

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Citer Cet Article
Tubeeckx, M. R. L., Laga, S., Jacobs, C., Stroe, M., Van Cruchten, S., Goovaerts, B., Van fraeyenhove, J., Miljoen, H., De Meyer, G. R. Y., De Keulenaer, G. W., Heidbuchel, H., Segers, V. F. M. Sterile Pericarditis in Aachener Minipigs As a Model for Atrial Myopathy and Atrial Fibrillation. J. Vis. Exp. (175), e63094, doi:10.3791/63094 (2021).

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