Detta protokoll beskriver den porcina hjärtinfarkt (MI)-modell med användning av en 90 min slutna bröstet koronarballong ocklusion av den vänstra främre nedåtgående artären (LAD) följt av reperfusion. Dessutom protokollet för flera utfallsparametrar, såsom hjärtfunktion, hemodynamik, mikrovaskulära motstånd, och infarktstorlek, också presenteras.
Införande av nyupptäckta hjärt-terapi i första-i-människa försök beror på en strikt reglerad etisk och juridisk färdplan. En viktig förutsättning är en god förståelse för alla säkerhets-och effektivitetsaspekter som erhållits i en stor djurmodell som giltigt spegla den mänskliga scenario av hjärtinfarkt (MI). Grisar i stor omfattning i detta avseende eftersom deras hjärt storlek, hemodynamik, och koronar anatomi är nära den för människor. Här presenterar vi ett effektivt protokoll för att använda den porcina MI modell med användning av en sluten bröstkorg koronarballong ocklusion av den vänstra främre nedåtgående artären (LAD) följt av reperfusion. Detta synsätt bygger på 90 min av myokardischemi, förmå stora vänster kammare infarkt av den främre, septal och inferoseptal väggar. Dessutom presenterar vi protokoll för olika mått på resultat som ger ett brett utbud av information på hjärtat, till exempel hjärt-systoliska och diastoliska funktion, hemodynamics, koronarflödeshastighet, mikrovaskulära motstånd, och infarktstorlek. Detta protokoll kan enkelt skräddarsys för att uppfylla studera specifika krav för validering av nya cardioregenerative biologiska läkemedel i olika stadier (dvs. direkt efter akut ischemisk förolämpning, i inställningen subakuta eller ens i den kroniska MI gång ärrbildning har slutförts). Denna modell ger därför ett användbart translationell verktyg för att studera MI, efterföljande negativa ombyggnad, och potentialen för nya cardioregenerative agenter.
Akut hjärtinfarkt (AMI) och dess långsiktiga följdsjukdomar såsom kronisk hjärtsvikt (CHF) djupt påverka patient prognos och livskvalitet, än mindre de begränsningar höga kostnader som ställs på våra tillgängliga sjukvårdsresurser 1. Förekomsten av CHF i västvärlden uppskattas till 1-2%, varav ~ 60% av fallen är en följd av AMI som primär orsak 2. Enbart i USA, cirka 5,7 miljoner patienter lider av CHF står för cirka 30 miljarder dollar i årliga sjukvårdskostnader under 2008, med en förutspådde tre exemplar av kostnaderna stiger till 97 miljarder kronor per år 2030 1. Sammantaget ger dessa siffror gör ett starkt argument för att utveckling av nya cardioregenerative behandlingar som, för snabb översättning, förlitar sig på ett reproducerbart och tillförlitligt stort djur hjärtinfarkt modell som exakt efterliknar människo scenariot.
Svin (Sus scrofa) används alltmer i hjärtlar forskning för farmakologiska och toxikologiska tester 3. En av de egenskaper som är ansvariga för denna framgång som en translationell forskning verktyg är deras likhet i hjärtfunktion och anatomi med det mänskliga hjärtat 4,5. Till exempel, gris hjärta-till-kroppsvikt förhållande, hjärtstorlek och kranskärlsanatomi distribution har alla visat sig vara anmärkningsvärt liknande MAN 4. Dessutom har cardiomyocyte ämnesomsättning, elektrofysiologiska egenskaper och svar på en ischemisk förolämpning såsom AMI rapporterats visar höga nivåer av överenskommelse med den mänskliga situationen 6,7. I slutändan, för att uppfylla de ovan beskrivna kriterierna, ett standardiserat MI-protokoll som ger robust och hållbart MI för testning av prövnings nya läkemedel (IND) behövs. Här presenterar vi en så standardiserad modell som använder en 90 min slutna bröstet koronar ballong ocklusion av vänster främre nedstigande artär (LAD) följt av reperfusion, vilket skapar reproducerbar hjärtinfarkt ifarction täcker anteroapical, septal och inferoseptal väggarna i vänster kammare.
Intrakoronar ballong ocklusion av LAD ger en reproducerbar och konsekvent preklinisk MI modell grisar som kan användas för att undersöka säkerheten och effektiviteten av nya kardiovaskulära terapier som nära efterliknar människo situationen. Såsom visas i fig 5 åstadkommer fram ischemi / reperfusion infarkt modell den plattform som kan anpassas ytterligare för att undersöka olika faserna av Ml och post-MI remodellering medan den initiala ischemi / reperfusionsskada är identisk för båda.
Framgången för den beskrivna protokoll som beskrivs här är beroende av myokardischemi som den mest kritiska fasen i det protokollet. Korrekt placering av ballongen distala till den andra diagonala grenen av LAD är avgörande för att nå tillräcklig infarktstorlek och samtidigt säkerställa en hög överlevnad. Utifrån denna MI-modellen, har en ~ 15% dödlighet observerades, medan omfattande mitten och apikala delar av främre, septal och Inferieller väggar var infarkt som sett på CMR och TTC färgning (fig. 2A och 2B). Varaktigheten av ischemi kan skräddarsys i enlighet med önskad infarktstorlek. Även om vi har använt lantrassvin i detta protokoll, minigrisar (dvs. Göttingen minigrisar) kräver oftast längre löptider för myokardischemi (t.ex. 150 min ocklusion).
Utfall analys av prekliniska och kliniska MI studier bygger ofta på LVEF. Trots lägre LVEF har varit fast i samband med ökad risk för kardiovaskulär dödlighet, är det fortfarande beroende av hemodynamical parametrar såsom förspänning 9. Förmodligen, med tanke på att i genomsnitt endast 10-15% av LV är infarkt flera begreppsmässiga och praktiska begränsningar är relaterade till LVEF vara en global mått på systolisk funktion snarare än avspeglar lokala förbättringar 10. Därför är de föreslagna åtgärderna för utfall som används i denna modell belysa olika aspekter av MI och post-MI ombyggnad vilket ger utredarna möjlighet att noggrant utvärdera effekten av nya behandlingar på flera nivåer.
För att optimera översättning från prekliniska modeller för klinisk praxis, vi väljer att använda stora grisar istället för minigrisar. Hemodynamiska mätningar, läkemedelsdoser och kirurgiska apparater kan enkelt bytas med klinisk praxis. Jämfört med minigrisar, stora grisar får relativt mycket vikt. Detta kan orsaka problem på lång sikt följa upp, med avseende på jämförbarhet serie resultat. Kvinnliga Dalland lantrassvin väger ca 70 kg vid en ålder av 6 månader. För att förhindra överflödande viktökning under uppföljningsperioden, är djur som hålls på en begränsad kost. Grisar erhålla 750 g av skräddarsydda låg kalori mat (innehållande: proteiner 15,6%, fett 2,0%, fibrer 14,8%, aska 8,8%, kalcium 0,9%, fosfor 0,57%, magnesium 0,29%, och kalium 0,18%) två gånger per dag och få ca 10 kg i vikt på 4 veckor.
e_content "> McCall och medarbetare har tidigare publicerat ett liknande protokoll för hjärtinfarkt hos svin 11. Betydande överlappning existerar mellan detta protokoll och deras, betonar preferens för LAD snarare än den vänstra cirkumflex artären (LCX) eller höger kranskärl (RCA ). Enligt vår erfarenhet finns det en mindre omfattning av infarktstorlek i den totala vänster kammare med hjälp av LCX medan RCA infarkt åtföljs med större chans att oönskade ledningsstörningar (dvs. dysfunktion i sinusknutan, AV-nod dysfunktion). En skillnad mellan de två protokollen avser användningen av ökad farmakologisk platelethämning i detta protokoll, som vi har observerat högre no-reflow baserade på trombbildning till följd av 90 min för hemostas i tilltäppta kranskärl. finns Denna observation i linje med känd hyperkoagulerbarhet observerats hos svin 12. Även om McCall föreslog att använda en enda, hög dos, bolusdos av heparin, this protokoll förlitar sig på användningen av heparin i multipel lägre doser spridda över hela operationen att minimera trombotiska komplikationer.Sammanfattningsvis presenterar vi ett svin MI-modell som gör det möjligt för forskare att använda sig av ett effektivt, reproducerbar och framför allt praktisk stora djurmodell för mänsklig sjukdom för att studera nya läkemedel som ett viktigt steg mot ett första-i-man klinisk prövning.
The authors have nothing to disclose.
Cees Verlaan, Joyce Visser, Merel Schurink, och Grace Croft vänligen erkänt för sin utmärkta teknisk hjälp med djurförsök.
0.9% Saline | Braun | ||
6-0 Prolene | Ethicon | ||
Acetylsalicylic acid | 80 mg (Ratiopharm) | ||
Adenosine | 3mg/ml apotheek UMCU | ||
AdVantage PV loop system | Transonic Scisence | ||
Amiodarone | Cordarone I.V. (Sanofi) | ||
Amiodaron HCl (PCH) | |||
Amoxicilline/ clavulaanzuur | 500/50mg (Sandoz) | ||
Atropinesulfaat | 0,5 mg/ml (PCH) | ||
Bone Marrow Wax | Syneture | ||
Cardiac Defibrillator | Philips | ||
Clopidogrel | Clopidrogel 75A (Apothecon B.V.) | ||
Contrast agent | Telebrix | ||
Endotracheal tube | Covidien | ||
Fentanyl patch | Durogesic® 25 mcg/h (Janssen-Cilag) | ||
Fogarty catheter | Edwards Lifesciences | ||
Gadolinium | Gadovist | ||
Guidewire | Abbott | ||
Heparin | Leo | ||
I.V. cannula | Abbocath® (Hospira venisystems) | ||
Iodine | Jodiumtictuur 2% (Eurovet) | ||
Ketamine | Narketan® 10 Vétoquinol | ||
Midazolam | 5mg/ml (Actavis) | ||
Nitroglycerin | 1mg/ml Pohl Boskamp | ||
Pancuronium bromide | 2mg/ml | ||
Seldinger vascular sheath 8F | Arrow | ||
Sufentanil | 50 mcg/ml (Sufentanil-hameln) | ||
Swann-Ganz catheter | Criticath ref 680078 (Argon) | ||
Synolux | 250 mg (Pfizer) | ||
Tetra-polar catheter | Transonic Scisence | ||
Thiopental | 0,5 g (Inresa) | ||
Triphenyl-tetrazolium chloride | Merck | ||
Venofundin | Braun | ||
Vicryl 2-0 | Ethicon | ||
Volcano ComboMap system | Volcano |