Summary

Infarto miocardico mediante dispiegamento della bobina di embolizzazione percutanea in un modello suino

Published: November 04, 2021
doi:

Summary

I modelli animali di infarto miocardico (MI) che emulano il processo naturale della malattia nell’uomo sono cruciali per comprendere i meccanismi fisiopatologici e testare la sicurezza e l’efficacia delle nuove terapie emergenti. Qui, descriviamo un modello di suini MI creato implementando una bobina di embolizzazione percutanea.

Abstract

L’infarto miocardico (MI) è la principale causa di mortalità in tutto il mondo. Nonostante l’uso di trattamenti basati sull’evidenza, tra cui la rivascolarizzazione coronarica e i farmaci cardiovascolari, una percentuale significativa di pazienti sviluppa rimodellamento patologico ventricolare sinistro e insufficienza cardiaca progressiva dopo infarto miocardico. Pertanto, sono state sviluppate nuove opzioni terapeutiche, come le terapie cellulari e geniche, tra le altre, per riparare e rigenerare il miocardio danneggiato. In questo contesto, i modelli animali di MI sono cruciali per esplorare la sicurezza e l’efficacia di queste terapie sperimentali prima della traduzione clinica. I modelli animali di grandi dimensioni come i suini sono preferiti rispetto a quelli più piccoli a causa dell’elevata somiglianza dei suini e dei cuori umani in termini di anatomia coronarica, cinetica cardiaca e processo di guarigione post-MI. Qui, abbiamo mirato a descrivere un modello MI nel maiale mediante l’implementazione di bobine permanenti. In breve, comprende una cannulazione percutanea selettiva dell’arteria coronaria attraverso l’accesso femorale retrogrado. Dopo l’angiografia coronarica, la bobina viene dispiegata nel ramo bersaglio sotto guida fluoroscopica. Infine, l’occlusione completa è confermata da angiografia coronarica ripetuta. Questo approccio è fattibile, altamente riproducibile ed emula la patogenesi dell’infarto miocardico umano non rivascolarizzato, evitando la tradizionale chirurgia a torace aperto e la successiva infiammazione postoperatoria. A seconda del tempo di follow-up, la tecnica è adatta per modelli di infarto miocardico acuto, subacuto o cronico.

Introduction

L’infarto miocardico (MI) è la causa più diffusa di mortalità, morbilità e disabilità in tutto il mondo1. Nonostante gli attuali progressi terapeutici, una percentuale significativa di pazienti sviluppa rimodellamento ventricolare avverso e insufficienza cardiaca progressiva dopo infarto miocardico, con conseguente prognosi sfavorevole a causa di disfunzione ventricolare e morte improvvisa 2,3,4. Nuove opzioni terapeutiche per riparare e/o rigenerare il miocardio danneggiato sono quindi sotto esame e i modelli animali di MI traslazionale sono cruciali per testarne la sicurezza e l’efficacia. Sebbene diversi modelli siano stati utilizzati per la ricerca cardiovascolare, tra cui ratti 5,6, topi 7,8, cani9 e pecore10, i maiali sono una delle migliori scelte per modellare studi di ischemia cardiaca a causa della loro elevata somiglianza con gli esseri umani in termini di dimensioni del cuore, anatomia dell’arteria coronaria, cinetica cardiaca, fisiologia, metabolismo e processo di guarigione post-MI 11, 12,13,14,15.

In questo contesto, sono disponibili molti diversi approcci chirurgici aperti e percutanei per sviluppare modelli di mi suini. L’approccio a torace aperto comporta una procedura di toracotomia laterale sinistra ed è utile per eseguire la legatura chirurgica dell’arteria coronaria16,17, la criolesioni miocardiche, la cauterizzazione12 e il posizionamento dell’arteria coronaria di un occlude idraulico18 o di un costrittore ameroide19, tra gli altri. L’occlusione coronarica chirurgica è stata ampiamente utilizzata per testare nuove opzioni terapeutiche come l’ingegneria tissutale cardiaca e la terapia cellulare, in quanto consente un ampio accesso e una valutazione visiva del cuore; tuttavia, a differenza dell’infarto miocardico umano, può causare aderenze chirurgiche, cicatrici adiacenti e infiammazione postoperatoria17. La criolesioni miocardiche e la cauterizzazione sono tecniche facilmente riproducibili ma non riproducono la progressione fisiopatologica dell’infarto miocardico osservatanell’uomo 12. D’altra parte, sono state sviluppate diverse tecniche percutanee per produrre un blocco coronarico temporaneo o permanente. Questi comprendono l’ablazione transcoronarica o intracoronarica di etanolo 20,21, l’occlusione mediante angioplastica con palloncino22 o la consegna di materiali trombogenici come perle di gel di agarosio23, miscele di fibrinogeno9 o embolizzazione della bobina17,24. Mentre l’angioplastica con palloncino è più adatta per gli studi di ischemia / riperfusione, la distribuzione della bobina coronarica è una delle migliori scelte per la modellazione dell’INFARTO non rivascolarizzato. Questo approccio percutaneo è fattibile, riproducibile in modo coerente ed evita la chirurgia a torace aperto. Permette un controllo preciso della posizione dell’infarto e si traduce in fisiopatologia simile a quella di un MI umano non riperfuso. Inoltre, l’embolizzazione della bobina è adatta per la modellazione di infarto miocardico acuto, subacuto o cronico; insufficienza cardiaca congestizia cronica; o malattia valvolare17.

Il presente protocollo mira a descrivere come sviluppare un modello suino MI mediante l’implementazione permanente di bobine. In breve, comprende una cannulazione percutanea selettiva dell’arteria coronaria attraverso l’accesso femorale retrogrado. Dopo l’angiografia coronarica, una bobina viene dispiegata presso l’arteria del ramo bersaglio sotto guida fluoroscopica. Infine, l’occlusione completa è confermata da angiografia coronarica ripetuta.

Protocol

Questo studio è stato approvato dal Comitato Etico dell’Unità di Sperimentazione Animale dell’Istituto tedesco di ricerca sanitaria Trias i Pujol (IGTP) e dalle autorità governative (Generalitat de Catalunya; Codice: 10558 e 11208), e rispetta tutte le linee guida riguardanti l’uso degli animali nella ricerca e nell’insegnamento come definito dalla Guida per la cura e l’uso degli animali da laboratorio25. 1. Preparazione preprocedurale degli animali</p…

Representative Results

Tassi di sopravvivenza MI e posizioneCinquantasette suini sono stati sottoposti a impianto di bobina coronarica nel ramo marginale LCX (n = 25; 12 femmine e 13 maschi) o nel LAD tra il primo e il secondo ramo diagonale (n = 32; 16 femmine e 16 maschi) dell’arteria coronaria e sono stati seguiti per 30 giorni. Il tasso di sopravvivenza degli animali sottoposti a infarto miocardico presso il ramo marginale LCX era dell’80% (n = 20). Tre suini sono morti a causa di complicazioni fatali legate al blocco …

Discussion

Una bobina distribuita in un’arteria coronaria fornisce un modello di MI pre-clinico non riperfuso riproducibile e coerente nei suini che può essere utilizzato per sviluppare e testare nuove strategie terapeutiche cardiovascolari.

Nelle nostre mani, la mortalità al follow-up era del 19% correlata a complicanze di INFARTO miocardico, per lo più entro le prime 24 ore della procedura. Tutte queste morti sono correlate alla storia naturale dell’INFARTO non riperfuso e sono stati i risultati pri…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Esprimiamo la nostra gratitudine al Centro di Medicina Comparata e Bioimaging della Catalogna (CMCiB) e al personale per il loro contributo all’esecuzione del modello animale. Questo lavoro è stato sostenuto dall’Instituto de Salud Carlos III (PI18/01227, PI18/00256, INT20/00052), dalla Sociedad Española de Cardiología e dalla Generalitat de Catalunya [2017-SGR-483]. Questo lavoro è stato finanziato anche dai progetti Red de Terapia Celular – TerCel [RD16/0011/0006] e CIBER Cardiovascular [CB16/11/00403], nell’ambito del Plan Nacional de I+D+I, e cofinanziato dall’ISCIII-Subdirección General de Evaluación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). Il Dr. Fadeuilhe è stato sostenuto da una sovvenzione della Società Spagnola di Cardiologia (Madrid, Spagna).

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

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Citer Cet Article
Martínez-Falguera, D., Fadeuilhe, E., Teis, A., Aranyo, J., Adeliño, R., Bisbal, F., Rodriguez-Leor, O., Gálvez-Montón, C. Myocardial Infarction by Percutaneous Embolization Coil Deployment in a Swine Model. J. Vis. Exp. (177), e63172, doi:10.3791/63172 (2021).

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