احتشاء عضلة القلب عن طريق نشر لفائف الانصمام عن طريق الجلد في نموذج الخنازير
Summary
تعد النماذج الحيوانية لاحتشاء عضلة القلب (MI) التي تحاكي العملية الطبيعية للمرض لدى البشر حاسمة لفهم الآليات الفسيولوجية المرضية واختبار سلامة وفعالية العلاجات الناشئة الجديدة. هنا ، نصف نموذج الخنازير MI الذي تم إنشاؤه عن طريق نشر ملف الانصمام عن طريق الجلد.
Abstract
احتشاء عضلة القلب (MI) هو السبب الرئيسي للوفيات في جميع أنحاء العالم. على الرغم من استخدام العلاجات القائمة على الأدلة ، بما في ذلك إعادة التوعي التاجي وأدوية القلب والأوعية الدموية ، فإن نسبة كبيرة من المرضى يطورون إعادة تشكيل البطين الأيسر المرضي وفشل القلب التدريجي بعد MI. لذلك ، تم تطوير خيارات علاجية جديدة ، مثل العلاجات الخلوية والجينية ، من بين أمور أخرى ، لإصلاح وتجديد عضلة القلب المصابة. في هذا السياق ، تعد النماذج الحيوانية ل MI حاسمة في استكشاف سلامة وفعالية هذه العلاجات التجريبية قبل الترجمة السريرية. تفضل النماذج الحيوانية الكبيرة مثل الخنازير على النماذج الأصغر حجما بسبب التشابه الكبير بين الخنازير وقلوب البشر من حيث تشريح الشريان التاجي وحركية القلب وعملية الشفاء بعد MI. هنا ، كنا نهدف إلى وصف نموذج MI في الخنزير عن طريق نشر ملف دائم. باختصار ، فإنه يتألف من قنية الشريان التاجي الانتقائية عن طريق الجلد من خلال الوصول إلى الفخذ الرجعي. بعد تصوير الأوعية التاجية ، يتم نشر الملف في الفرع المستهدف تحت التوجيه الفلوري. أخيرا ، يتم تأكيد الانسداد الكامل عن طريق تصوير الأوعية التاجية المتكرر. هذا النهج ممكن ، قابل للتكرار بشكل كبير ، ويحاكي التسبب في MI البشري غير الوعائي ، وتجنب جراحة الصدر المفتوحة التقليدية والالتهاب اللاحق بعد الجراحة. اعتمادا على وقت المتابعة ، فإن هذه التقنية مناسبة لنماذج MI الحادة أو شبه الحادة أو المزمنة.
Introduction
احتشاء عضلة القلب (MI) هو السبب الأكثر انتشارا للوفيات والمراضة والعجز في جميع أنحاء العالم1. على الرغم من التقدم العلاجي الحالي ، فإن نسبة كبيرة من المرضى يطورون إعادة تشكيل بطيني سلبي وفشل القلب التدريجي بعد MI ، مما يؤدي إلى سوء التشخيص بسبب ضعف البطين والموت المفاجئ2،3،4. وبالتالي فإن الخيارات العلاجية الجديدة لإصلاح و / أو تجديد عضلة القلب المصابة تخضع للتدقيق ، وتعد النماذج الحيوانية MI الانتقالية حاسمة في اختبار سلامتها وفعاليتها. على الرغم من استخدام العديد من النماذج لأبحاث القلب والأوعية الدموية ، بما في ذلك الفئران 5,6 ، والفئران 7,8 ، والكلاب9 ، والأغنام 10 ، إلا أن الخنازير هي واحدة من أفضل الخيارات لنمذجة دراسات نقص تروية القلب بسبب تشابهها العالي مع البشر من حيث حجم القلب ، وتشريح الشريان التاجي ، وحركية القلب ، وعلم وظائف الأعضاء ، والتمثيل الغذائي ، وعملية الشفاء بعد MI11 ، 12,13,14,15.
في هذا السياق ، تتوفر العديد من الأساليب الجراحية المفتوحة المختلفة وعن طريق الجلد لتطوير نماذج الخنازير MI. يتضمن نهج الصدر المفتوح إجراء بضع الصدر الجانبي الأيسر وهو مفيد في إجراء ربط الشريان التاجي الجراحي 16,17 ، وإصابة عضلة القلب بالتبريد ، والكي 12 ، ووضع الشريان التاجي للسد الهيدروليكي18 أو مضيق أميرويد 19 ، من بين أمور أخرى. تم استخدام انسداد الشريان التاجي الجراحي على نطاق واسع لاختبار خيارات علاجية جديدة مثل هندسة أنسجة القلب والعلاج الخلوي ، لأنه يسمح بالوصول الواسع والتقييم البصري للقلب. ومع ذلك ، على النقيض من MI البشري ، يمكن أن يؤدي إلى التصاقات جراحية ، وندوب مجاورة ، والتهاب ما بعد الجراحة17. تعد الإصابة بالتبريد في عضلة القلب والكي من التقنيات القابلة للتكرار بسهولة ولكنها لا تعيد إنتاج تطور MI الفسيولوجي المرضي الذي لوحظ في البشر12. من ناحية أخرى ، تم تطوير العديد من التقنيات عن طريق الجلد لإنتاج انسداد الشريان التاجي المؤقت أو الدائم. وتشمل هذه استئصال الإيثانول عبر الشريان التاجي أو داخل الشريان التاجي 20,21 ، أو الانسداد عن طريق رأب الأوعية بالبالون22 ، أو تسليم المواد الخثارية مثل حبات هلام الأغاروز23 ، أو مخاليط الفيبرينوجين9 ، أو انصمام الملف 17,24. في حين أن رأب الأوعية بالبالون هو أكثر ملاءمة لدراسات نقص التروية / إعادة التروية ، فإن نشر الملف التاجي هو واحد من أفضل الخيارات لنمذجة MI غير الوعائية. هذا النهج عن طريق الجلد ممكن ، قابل للتكرار باستمرار ، ويتجنب جراحة الصدر المفتوح. يسمح بالتحكم الدقيق في موقع الاحتشاء ويؤدي إلى الفيزيولوجيا المرضية المشابهة لتلك الخاصة بالإنسان غير المنصهر. علاوة على ذلك ، فإن انصمام الملف مناسب لنمذجة MI الحاد أو شبه الحاد أو المزمن. قصور القلب الاحتقاني المزمن. أو مرض الصمامات17.
يهدف هذا البروتوكول إلى وصف كيفية تطوير نموذج خنازير MI عن طريق نشر ملف دائم. باختصار ، فإنه يتألف من قنية الشريان التاجي الانتقائية عن طريق الجلد من خلال الوصول إلى الفخذ الرجعي. بعد تصوير الأوعية التاجية ، يتم نشر ملف في الشريان الفرعي المستهدف تحت التوجيه الفلوري. أخيرا ، يتم تأكيد الانسداد الكامل عن طريق تصوير الأوعية التاجية المتكرر.
Protocol
Representative Results
Discussion
يوفر الملف المنشور في الشريان التاجي نموذج MI غير قابل للتكرار ومتسق قبل السريرية في الخنازير يمكن استخدامه لتطوير واختبار استراتيجيات علاجية جديدة للقلب والأوعية الدموية.
في أيدينا ، كان معدل الوفيات عند المتابعة مرتبطا بنسبة 19٪ بمضاعفات MI ، معظمها خلال ال 24 ساعة الأولى م?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نعرب عن امتناننا لمركز الطب المقارن والتصوير الحيوي في كاتالونيا (CMCiB) والموظفين لمساهمتهم في تنفيذ النموذج الحيواني. تم دعم هذا العمل من قبل معهد كارلوس الثالث (PI18/01227 ، PI18/00256 ، INT20/00052) ، والجمعية الإسبانية لأمراض القلب ، و Generalitat de Catalunya [2017-SGR-483]. وقد تم تمويل هذا العمل أيضا من قبل مشاريع Red de Terapia Celular – TerCel [RD16/0011/0006] و CIBER Cardiovascular [CB16/11/00403] ، كجزء من الخطة الوطنية للزراعة + D + I ، وبتمويل مشترك من ISCIII-Subdirección General de Evaluación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). تم دعم الدكتور فاديولي بمنحة من الجمعية الإسبانية لأمراض القلب (مدريد ، إسبانيا).
Materials
| 6-F JR4 0-71"guiding catheter | Medtronic | LA6JR40 | 6F JR4 90 cm Guiding catheter |
| Adrenaline 1 mg/mL | B.Braun | National Code (NC). 602486 | Adrenaline |
| Atropine 1 mg/mL | B.Braun | NC. 635649 | Atropine |
| Betadine | Mylan | NC. 694109-1 | Povidone iodine solution |
| Bupaq 0.3 mg/mL | Richter Pharma AG | NC. 578816.6 | Buprenorphine |
| Dexdomitor 0.5 mg/mL | Orion Pharma | NC. 576303.3 | Dexmedetomidine |
| Draxxin | Zoetis | NC. 576313.2 | Tulathromycin |
| EMERALD Guidewire | Cordis | 502-585 | 0.035-inch J-tipped wire |
| External defibrillator | DigiCare | CS81XVET | Manual external defibrillator |
| Fendivia 100 µg/h | Takeda | NC. 658524.5 | Fentanyl transdermal patch |
| Guidewire Introducer Needle 18 G x 7 cm | Argon | GWI1802 | Introducer needle |
| Heparine 1% | ROVI | NC. 641647.1 | Heparin |
| Hi-Torque VersaTurn F | Abbott | 1013317J | 0.014-inch 200 cm Guidewire |
| IsoFlo | Zoetis | 50019100 | Isoflurane |
| Ketamidor | Richter Pharma AG, | NC. 580393.7 | Ketamine |
| Lidocaine 50 mg/mL | B.Braun | NC. 645572.2 | Lidocaine |
| MD8000vet | Meditech Equipment | MD8000vet | Multi-parameter monitor |
| Midazolam | Laboratorios Normon | NC. 624437.1 | Midazolam |
| Prelude.6F.11 cm (4.3").0.035" (0.89 mm).50 cm (19.7").Double Ended.Stainless Steel.6F.16 | Merit | PSI-6F-11-035 | 6F Vascular sheath |
| Propovet Multidosis 10 mg/mL | Zoetis | NC. 579742.7 | Propofol |
| RENEGADE STC-18 150/20/STRAIGHT/1RO | Boston Scientific | M001181370 | 150 cm length with 0.017-inch inner diameter Microcatheter |
| Ruschelit | Teleflex | 112482 | Endotracheal tube with balloon (#6.5) |
| SPUR II | Ambu | 325 012 000 | Airway mask bag unit-ventilation (AMBU) |
| Vasofix 20 G | B.Braun | 4269098 | 20 G Cannula |
| Visipaque 320 mg/mL USB 10 x 200 mL | General Electrics | 1177612 | Iodinated contrast medium |
| VortX-18 Diamond 3 mm/3.3 mm | Boston Scientific | M0013822030 | Coil |
| WATO EX-35 | Mindray | WATO EX-35Vet | Anesthesia machine |
References
- Khan, M., et al. Global epidemiology of ischemic heart disease: Results from the global burden of disease study. Cureus. 12 (7), 9349 (2020).
- Bhatt, A. S., Ambrosy, A. P., Velazquez, E. J. Adverse remodeling and reverse remodeling after myocardial infarction. Current Cardiology Reports. 19 (8), 71 (2017).
- Verma, A., et al. Prognostic implications of left ventricular mass and geometry following myocardial infarction: The VALIANT (VALsartan In Acute myocardial iNfarcTion) echocardiographic study. JACC: Cardiovascular Imaging. 1 (5), 582-591 (2008).
- Konstam, M., Kramer, D., Patel, A., Maron, M., Udelson, J. Left ventricular remodeling in heart failure: current concepts in clinical significance and assessment. JACC. Cardiovascular Imaging. 4 (1), 98-108 (2011).
- Srikanth, G., Prakash, P., Tripathy, N., Dikshit, M., Nityanand, S. Establishment of a rat model of myocardial infarction with a high survival rate: A suitable model for evaluation of efficacy of stem cell therapy. Journal of Stem Cells and Regenerative Medicine. 5 (1), 30 (2009).
- Wu, Y., Yin, X., Wijaya, C., Huang, M. -. H., McConnell, B. K. Acute myocardial infarction in rats. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (48), e2464 (2011).
- Takagawa, J., et al. Myocardial infarct size measurement in the mouse chronic infarction model: comparison of area- and length-based approaches. Journal of Applied Physiology. 102 (6), 2104-2111 (2007).
- Yang, F., et al. Myocardial infarction and cardiac remodelling in mice. Experimental Physiology. 87 (5), 547-555 (2002).
- Suzuki, M., Asano, H., Tanaka, H., Usuda, S. Development and evaluation of a new canine myocardial infarction model using a closed-chest injection of thrombogenic material. Japanese Circulation Journal. 63 (11), 900-905 (1999).
- Rienzo, M., et al. A total closed chest sheep model of cardiogenic shock by percutaneous intracoronary ethanol injection. Scientific Reports. 10 (1), 12417 (2020).
- Spannbauer, A., et al. Large animal models of heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF). Frontiers in Cardiovascular Medicine. 6, 117 (2019).
- Liu, J., Li, X. Novel porcine models of myocardial ischemia/infarction – Technical progress, modified electrocardiograms validating, and future application. Advances in Electrocardiograms – Clinical Applications. , 175-190 (2012).
- Hughes, G. C., Post, M., Simons, M., Annex, B. Translational physiology: porcine models of human coronary artery disease: implications for pre-clinical trials of therapeutic angiogenesis. Journal of Applied Physiology. 94 (5), 1689-1701 (2003).
- Tsang, H. G., et al. Large animal models of cardiovascular disease. Cell Biochemistry and Function. 34 (3), 113 (2016).
- Dixon, J. A., Spinale, F. G. Large animal models of heart failure. Circulation: Heart Failure. 2 (3), 262-271 (2009).
- Gálvez-Montón, C., et al. Transposition of a pericardial-derived vascular adipose flap for myocardial salvage after infarct. Cardiovascular Research. 91 (4), 659-667 (2011).
- Gálvez-Montón, C., et al. Comparison of two pre-clinical myocardial infarct models: coronary coil deployment versus surgical ligation. Journal of Translational Medicine. 12, 137 (2014).
- Domkowski, P. W., Hughes, G. C., Lowe, J. E. Ameroid constrictor versus hydraulic occluder: creation of hibernating myocardium. The Annals of Thoracic Surgery. 69 (6), 1984 (2000).
- Tuzun, E., et al. Correlation of ischemic area and coronary flow with ameroid size in a porcine model. Journal of Surgical Research. 164 (1), 38-42 (2010).
- Weismüller, P., Mayer, U., Richter, P., Heieck, F., Kochs, M., Hombach, V. Chemical ablation by subendocardial injection of ethanol via catheter – preliminary results in the pig heart. European Heart Journal. 12 (11), 1234-1239 (1991).
- Haines, D., Verow, A., Sinusas, A., Whayne, J., DiMarco, J. Intracoronary ethanol ablation in swine: characterization of myocardial injury in target and remote vascular beds. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 5 (1), 41-49 (1994).
- Li, K., Wagner, L., Moctezuma-Ramirez, A., Vela, D., Perin, E. A robust percutaneous myocardial infarction model in pigs and its effect on left ventricular function. Journal of Cardiovascular Translational Research. , (2021).
- Eldar, M., Ohad, D., Bor, A., Varda-Bloom, N., Swanson, D., Battler, A. A closed-chest pig model of sustained ventricular tachycardia. Pacing and Clinical Electrophysiology : PACE. 17 (10), 1603-1609 (1994).
- Dib, N., Diethrich, E. B., Campbell, A., Gahremanpour, A., McGarry, M., Opie, S. R. A percutaneous swine model of myocardial infarction. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 53 (3), 256-263 (2006).
- National Research Council (US) Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. . Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. 8th ed. , (2011).
- Carter, C., Girod, D., Hurwitz, R. Percutaneous cardiac catheterization of the neonate. Pediatrics. 55 (5), 662-665 (1975).
- Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. Journal of Visualized Experiments JoVE. (86), e51269 (2014).
- Kumar, M., et al. Animal models of myocardial infarction: Mainstay in clinical translation. Regulatory Toxicology And Pharmacology RTP. 76, 221-230 (2016).
