Génération et caractérisation de l’infarctus du myocarde ventriculaire droit induit par la ligature permanente de l’artère coronaire droite chez la souris
Summary
Il existe plusieurs différences entre les ventricules droit et gauche. Cependant, la physiopathologie de l’infarctus du ventriculaire droit (IRV) n’a pas été clarifiée. Dans le présent protocole, une méthode reproductible pour la génération de modèles de souris RVI est introduite, ce qui peut fournir un moyen d’expliquer le mécanisme de RVI.
Abstract
L’infarctus ventriculaire droit (IRV) est une présentation courante dans la pratique clinique. Un RVI sévère peut entraîner un dysfonctionnement hémodynamique mortel et une arythmie. Contrairement au modèle d’infarctus du myocarde (IM) de souris largement utilisé généré par la ligature de l’artère coronaire gauche, le modèle murin RVI est rarement utilisé en raison de la difficulté associée à la génération du modèle. La recherche sur les mécanismes et le traitement du remodelage et du dysfonctionnement du VR induit par l’IRV nécessite des modèles animaux pour imiter la physiopathologie de l’IRV chez les patients. Cette étude introduit une procédure réalisable pour la génération de modèles RVI chez les souris C57BL/6J. De plus, ce modèle a été caractérisé sur la base des éléments suivants : évaluation de la taille de l’infarctus à 24 h après l’IM, évaluation du remodelage et de la fonction cardiaques avec échocardiographie, évaluation de l’hémodynamique du VR et histologie de la zone de l’infarctus à 4 semaines après l’IRV. De plus, un moulage de la vascularisation coronaire a été effectué pour observer la disposition artérielle coronaire en VR. Ce modèle murin de RVI faciliterait la recherche sur les mécanismes de l’insuffisance cardiaque droite et chercherait de nouvelles cibles thérapeutiques pour le remodelage du VR.
Introduction
Le ventricule droit (VR), longtemps considéré comme un simple tube relié à l’artère pulmonaire, a été négligé à tort pendant de nombreuses années1. Cependant, il y a eu un intérêt croissant pour la fonction RV récemment, car elle joue un rôle essentiel dans les troubles hémodynamiques 2,3 et peut servir de prédicteur de risque indépendant de maladie cardiovasculaire 4,5,6,7. Les maladies du VR comprennent l’infarctus du VR (RVI), l’hypertension artérielle pulmonaire et la valvulopathie8. Contrairement à l’immense intérêt pour l’hypertension artérielle pulmonaire, le RVI est resté négligé 7,9.
L’IRV, habituellement accompagné d’un infarctus du myocarde inférieur-postérieur10,11, est causé par une occlusion de l’artère coronaire droite (ACR). Selon les investigations cliniques, l’IRV sévère induit probablement des perturbations hémodynamiques et des arythmies, telles que l’hypotension, la bradycardie et le blocage auriculo-ventriculaire, associées à une morbidité et une mortalité hospitalières plus élevées 12,13,14. La fonction RV pourrait se rétablir spontanément dans une certaine mesure même en l’absence de reperfusion15,16. Plusieurs différences morphologiques et fonctionnelles existent entre le ventricule gauche (LV) et le RV17. On pense que le VR est plus résistant à l’ischémie que le LV8, en partie en raison de la formation de circulation collatérale plus étendue après le RVI. Clarifier les différences entre l’infarctus LV (LVI) et l’IRV et identifier les mécanismes sous-jacents fournirait de nouvelles cibles thérapeutiques pour la régénération cardiaque et l’insuffisance cardiaque ischémique. Cependant, en raison de la difficulté associée à la génération de modèles de souris RVI, la recherche fondamentale sur les RVI est principalement limitée.
Un grand modèle animal de RVI a été généré en ligaturant rca chez le porc18, qui est plus facile à utiliser en raison de l’RCA visible. Par rapport au modèle de gros animaux, le modèle murin présente les avantages suivants: plus d’accessibilité dans la manipulation des gènes, coût économique inférieur et période expérimentale plus courte19,20. Bien qu’un modèle RVI de souris axé sur l’influence du RVI sur la fonction LV ait été signalé précédemment, les étapes détaillées de la procédure, les difficultés et les points clés de fonctionnement, ainsi que les caractéristiques du modèle telles que les changements hémodynamiques n’ont pas été entièrementintroduits 9,21.
Cet article fournit des procédures chirurgicales détaillées pour générer un modèle murin de RVI. De plus, ce modèle a été caractérisé par une mesure échocardiographique, une évaluation hémodynamique invasive et une analyse histologique. De plus, un moulage de la vascularisation coronaire a été effectué pour observer la disposition artérielle coronaire dans le VR. La technique présentée dans cet article aiderait les débutants à saisir rapidement la génération du modèle RVI de souris avec une mortalité opérationnelle acceptable et des approches d’évaluation fiables. Le modèle murin de RVI aiderait à étudier les mécanismes de l’insuffisance cardiaque droite et à rechercher de nouvelles cibles thérapeutiques pour le remodelage du VR.
Protocol
Representative Results
Discussion
Sicard et ses collègues français ont d’abord rapporté un modèle murin de RVI en 2019, qui décrivait le processus chirurgical et se concentrait sur l’interaction entre LV et RV après RVI9. Cependant, à ce jour, aucune étude n’a rapporté utiliser ce modèle pour d’autres études. Une procédure plus détaillée serait utile pour les chercheurs afin d’utiliser le modèle murin de RVI pour l’investigation. Contrairement au rapport de Sicard et al.9, nous av…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par des subventions de la National Natural Science Foundation of China (82073851 to Sun) et de la National China Postdoctoral Science Foundation (2021M690074 à Lin).
Materials
| 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride | Sigma | T8877 | For TTC staining |
| Animal Mini Ventilator | Havard | Type 845 | For artificial ventilation |
| Animal ultrasound system VEVO2100 | Visual Sonic | VEVO2100 | Measurement for Doppler flow velocity and AS plaque |
| Batson’s #17 Anatomical Corrosion Kit | Polyscience Inc | 7349 | For vasculature casting |
| buprenorphine | Isoreag | 1134630-70-8 | For reduce the pain of mice after surgery |
| C57BL/6J mice + D29A1A2:D27 | Animal Center of South Medical University | – | For the generation of mouse RVI model |
| Camera | Sangnond | For taking photograph | |
| Cold light illuminator | Olympus | ILD-2 | Light for operation |
| electrocardiograph | ADI Instrument | ADAS1000 | For recording electrocardiogram |
| hair removal cream | Reckitt Benchiser | RQ/B 33 Type 2 | Remove mouse hair |
| Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1) | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-HTP-S1 | Heating |
| Hematoxylin-eosin dye | Leagene | DH0003 | Hematoxylin-eosin staining |
| Heparin sodium salt | Macklin | H837056 | For heparization |
| Isoflurane | RWD life science | R510-22 | Inhalant anaesthesia |
| Lab made spatula | Work as a laryngoscope | ||
| Lab made tracheal cannula | For intubation | ||
| Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer | Midmark Corporation | VIP 3000 | Anesthetization |
| Medical nylon suture (5-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 5-0 | For chest close |
| Microsurgical elbow tweezers | RWD life science | F11021-11 | For surgery |
| Microsurgical scissors | NAPOX | MB-54-1 | For arteriotomy |
| Millar Catheter | AD Instruments, Shanghai | 1.0F | Measurement of pressure gradient |
| MS400D ultrasonic probe | Visual Sonic | MS400D | Measurement for Doppler flow velocity and AS plaque |
| needle forceps | Visual Sonic | F31006-12 | For surgery |
| nitroglycerin | BEIJING YIMIN MEDICINE Co | For dilating coronary artery | |
| Ophthalmic scissors | RWD life science | S11022-14 | For surgery |
| Pentobarbital sodium salt | Merck | 25MG | Anesthetization |
| PowerLab Multi-Directional Physiological Recording System | AD Instruments, Shanghai | 4/35 | Pressure recording |
| Precision electronic balance | Denver Instrument | TB-114 | Weighing scale |
| Silk suture (8-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 6-0 | coronary artery ligation |
| Small animal microsurgery equipment | Napox | MA-65 | Surgical instruments |
| tissue forceps | Visual Sonic | F-12007-10 | For surgery |
| tissue scissor | Visual Sonic | S13052-12 | Open chest for hemodynamic measurement |
| Transmission Gel | Guang Gong pai | 250ML | preparation for Echocardiography measurement |
| Vascular Clamps | Visual Sonic | R31005-06 | For blocking blood from aorta |
References
- Rallidis, L. S., Makavos, G., Nihoyannopoulos, P. Right ventricular involvement in coronary artery disease: role of echocardiography for diagnosis and prognosis. Journal of the American Society of Echocardiography: Official Publication of the American Society of Echocardiography. 27 (3), 223-229 (2014).
- Frangogiannis, N. G. Fibroblasts and the extracellular matrix in right ventricular disease. Cardiovascular Research. 113 (12), 1453-1464 (2017).
- Ondrus, T., et al. Right ventricular myocardial infarction: From pathophysiology to prognosis. Experimental & Clinical Cardiology. 18 (1), 27-30 (2013).
- Badagliacca, R., et al. Right ventricular concentric hypertrophy and clinical worsening in idiopathic pulmonary arterial hypertension. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (11), 1321-1329 (2016).
- Verhaert, D., et al. Right ventricular response to intensive medical therapy in advanced decompensated heart failure. Circulation: Heart Failure. 3 (3), 340-346 (2010).
- Chen, K., et al. RNA interactions in right ventricular dysfunction induced type II cardiorenal syndrome. Aging (Albany NY). 13 (3), 4215-4241 (2021).
- Wang, Q., et al. Induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice. Journal of Visualized Experiments. (147), e59431 (2019).
- Harjola, V. P., et al. Contemporary management of acute right ventricular failure: A statement from the heart failure association and the working group on pulmonary circulation and right ventricular function of the European society of cardiology. European Journal of Heart Failure. 18 (3), 226-241 (2016).
- Sicard, P., et al. Right coronary artery ligation in mice: a novel method to investigate right ventricular dysfunction and biventricular interaction. American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 316 (3), 684-692 (2019).
- Goldstein, J. A. Pathophysiology and management of right heart ischemia. Journal of the American College of Cardiology. 40 (5), 841-853 (2002).
- Stiermaier, T., et al. Frequency and prognostic impact of right ventricular involvement in acute myocardial infarction. Heart. , 1-8 (2020).
- Zehender, M., et al. Right ventricular infarction as an independent predictor of prognosis after acute inferior myocardial infarction. The New England Journal of Medicine. 328 (14), 981-988 (1993).
- Brodie, B. R., et al. Comparison of late survival in patients with cardiogenic shock due to right ventricular infarction versus left ventricular pump failure following primary percutaneous coronary intervention for ST-elevation acute myocardial infarction. The American Journal of Cardiology. 99 (4), 431-435 (2007).
- Konstam, M. A., et al. Evaluation and management of right-sided heart failure: A scientific statement from the american heart association. Circulation. 137 (20), 578-622 (2018).
- Leferovich, J. M., et al. Heart regeneration in adult MRL mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (17), 9830-9835 (2001).
- Dell’Italia, L. J., et al. Hemodynamically important right ventricular infarction: Follow-up evaluation of right ventricular systolic function at rest and during exercise with radionuclide ventriculography and respiratory gas exchange. Circulation. 75 (5), 996-1003 (1987).
- Friedberg, M. K., Redington, A. N. Right versus left ventricular failure: differences, similarities, and interactions. Circulation. 129 (9), 1033-1044 (2014).
- Haraldsen, P., Lindstedt, S., Metzsch, C., Algotsson, L., Ingemansson, R. A porcine model for acute ischaemic right ventricular dysfunction. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 18 (1), 43-48 (2014).
- Ren, L., Colafella, K. M. M., Bovée, D. M., Uijl, E., Danser, A. H. J. Targeting angiotensinogen with RNA-based therapeutics. Current Opinion in Nephrology and Hypertension. 29 (2), 180-189 (2020).
- Hacker, T. A. Animal models and cardiac extracellular matrix research. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1098, 45-58 (2018).
- Chien, T. M., et al. Double right coronary artery and its clinical implications. Cardiology in the Young. 24 (1), 5-12 (2014).
- Zhu, Y., et al. Characterizing a long-term chronic heart failure model by transcriptomic alterations and monitoring of cardiac remodeling. Aging (Albany NY). 13 (10), 13585-13614 (2021).
- Cui, M., et al. Nrf1 promotes heart regeneration and repair by regulating proteostasis and redox balance. Nature Communications. 12 (1), 5270 (2021).
- Meyer, P., et al. Effects of right ventricular ejection fraction on outcomes in chronic systolic heart failure. Circulation. 121 (2), 252-258 (2010).
- Dunmore-Buyze, P. J., et al. Three-dimensional imaging of the mouse heart and vasculature using micro-CT and whole-body perfusion of iodine or phosphotungstic acid. Contrast Media & Molecular Imaging. 9 (5), 383-390 (2014).
- Fernández, B., et al. The coronary arteries of the C57BL/6 mouse strains: Implications for comparison with mutant models. Journal of Anatomy. 212 (1), 12-18 (2008).
- Zhang, H., Faber, J. E. De-novo collateral formation following acute myocardial infarction: Dependence on CCR2+ bone marrow cells. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 87, 4-16 (2015).
