Linke anteriore absteigende Koronararterienligatur für die Ischämie-Reperfusionsforschung: Modellverbesserung durch technische Modifikationen und Qualitätskontrolle

Summary

In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll vor, das sich auf die Qualitätskontrolle der linken anterioren absteigenden Koronararterienligatur konzentriert, indem das traditionelle Verfahren bei Ratten für die akute Myokardischämie-Reperfusionsforschung technisch modifiziert wird.

Abstract

Die koronare Herzkrankheit ist weltweit die häufigste Todesursache. Eine vollständige Unterbrechung des Blutflusses in den Koronararterien führt zu einem ST-Hebungs-Myokardinfarkt (STEMI), der zu einem kardiogenen Schock und tödlichen Arrhythmien führt, die mit einer hohen Mortalität verbunden sind. Die primäre Koronarintervention (PCI) zur Rekanalisation der Koronararterie verbessert die Ergebnisse von STEMI signifikant, aber Fortschritte bei der Verkürzung der Zeit von der Tür bis zum Ballon haben die Sterblichkeit im Krankenhaus nicht gesenkt, was darauf hindeutet, dass zusätzliche therapeutische Strategien erforderlich sind. Die Ligatur der linken anterioren absteigenden Koronararterie (LAD) bei Ratten ist ein Tiermodell für die akute myokardiale IR-Forschung, das mit dem klinischen Szenario vergleichbar ist, in dem eine schnelle koronare Rekanalisation durch PCI für STEMI verwendet wird. Die PCI-induzierte STEMI ist jedoch eine technisch anspruchsvolle und komplizierte Operation, die mit einer hohen Mortalität und großen Schwankungen in der Infarktgröße verbunden ist. Wir identifizierten die ideale Position für die LAD-Ligatur, entwickelten ein Gerät zur Kontrolle einer Snare-Schleife und unterstützten ein modifiziertes chirurgisches Manöver, wodurch Gewebeschäden reduziert wurden, um ein zuverlässiges und reproduzierbares Forschungsprotokoll zur akuten Myokardischämie-Reperfusion (IR) für Ratten zu etablieren. Es handelt sich um eine Operation, bei der es sich nicht um ein Überleben handelt. Wir schlagen auch eine Methode zur Validierung der Qualität von Studienergebnissen vor, was ein entscheidender Schritt zur Bestimmung der Genauigkeit nachfolgender biochemischer Analysen ist.

Introduction

Die ischämische Herzkrankheit ist weltweit eine der häufigsten Todesursachen ^1,2. Neben der Kontrolle modifizierbarer Risikofaktoren zur Verhinderung der Entstehung einer koronaren Herzkrankheit sind beim akuten Koronarsyndrom therapeutische Strategien von entscheidender Bedeutung ^3,4. Es wurde festgestellt, dass kardiogener Schock und tödliche Arrhythmien bei akutem ST-Hebungs-Myokardinfarkt (STEMI) die Wahrscheinlichkeit einer Krankenhausmortalität erhöhen 5,6,7,8. Die primäre perkutane Koronarintervention (PCI) ist die bevorzugte Behandlung von STEMI 9,10,11; Die therapeutischen Effekte haben jedoch eine Obergrenze, wenn die Tür-zu-Ballon-Zeit <90 min^12,13 beträgt. Zusätzliche Strategien sind erforderlich, um die klinischen Ergebnisse der Krankheit weiter zu verbessern 14,15,16,17,18,19.

Ein Experiment zur akuten myokardialen Ischämie-Reperfusion (IR) mit einer Ligatur der linken vorderen absteigenden Arterie (LAD) bei Ratten ist eines der Tiermodelle, die mit dem klinischen Szenario vergleichbar sind, bei dem Patienten mit STEMI kurze Tür-zu-Ballon-Zeiten benötigen, um das Herz vor ischämischen Schäden zu retten. Chirurgisch induzierte STEMI bei Kleintieren ist jedoch oft eine technische Herausforderung, da es sich um eine komplexe Operation handelt, die mit einer hohen Mortalität und einer hohen Variation der Infarktgröße verbunden^ist 20,21,22,23,24. Um die technische Herausforderung zu meistern, wurde in der vorliegenden Studie ein umfassendes und effektives Tiermodell an Ratten (da sie größer als Mäuse sind) entwickelt, um durch technische Modifikation ein zuverlässiges und reproduzierbares akutes myokardiales IR-Forschungsprotokoll zu etablieren. Das vorgeschlagene Protokoll führt zu weniger chirurgischen Komplikationen, weniger Gewebeschäden und einer geringeren Sterblichkeitswahrscheinlichkeit während der Operation. Zusätzlich wurde ein Verfahren eingesetzt, um die Infarktgröße und das Area at Risk (AAR) zu messen und so die Qualität der Studienergebnisse zu verifizieren. Das vorgeschlagene Protokoll kann verwendet werden, um die pathophysiologischen Prozesse des akuten myokardialen IR-Stresses zu untersuchen, um neue therapeutische Strategien gegen die Schädigung zu entwickeln.

Protocol

Alle Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit dem von den US-amerikanischen National Institutes of Health herausgegebenen Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Versuchstieren durchgeführt (NIH-Publikation Nr. 85-23, überarbeitet 1996). Das Studienprotokoll wurde von und in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Institutional Animal Care and Use Committee an der Fu-Jen Catholic University genehmigt. 1. Vorbereitung vor der Operation Zubereitung von nasse…

Representative Results

Am Ende der myokardialen Ischämie und Reperfusion sollte die Qualität der LAD-Ligatur vor weiteren biochemischen oder molekularen Analysen beurteilt werden. Die Suffizienz der LAD-Okklusion durch Ligatur wurde durch Injektion von 1 ml 2%igem Evan-Blau-Farbstoff durch den zentralen Venenkatheter bestimmt. Dann wurde das Myokard mit koronarer Perfusion blau gefärbt, verglichen mit der nicht perfundierten Region, die rot blieb (Abbildung 1A). Der rote Bereich ist …

Discussion

Das vorgeschlagene Protokoll weist mehrere charakteristische Merkmale auf, wie z. B. die Identifizierung der genauen Position für die LAD-Ligatur, die Entwicklung eines Geräts zur Steuerung einer Schlingenschleife in einer einzigen Naht und die Unterstützung eines modifizierten chirurgischen Manövers zur Reduzierung von Gewebeschäden, wodurch die Forscher in die Lage versetzt werden, die LAD genau, sicher und konsistent zu ligieren und den Zustand der Schlingenschleife für die akute myokardiale IR-Forschung sofort …

Materials

Evan’s blue	Sigma Aldrich	E2129
Forceps	Shinva
Pentobarbital	Sigma Aldrich	1507002
Scalpel blades	Shinva	s2646
Scalpel handles	Shinva
Silk sutures	SharpointTM	DC-2150N
Surgical needle	AnchorTM
Triphenyltetrazolium chloride (TTC) solution	Solarbio	T8170-1
Ventilator	Harvard Rodent Ventilator