Miglioramento di un modello di infarto miocardico porcina cassa chiusa tramite la normalizzazione del tessuto e le procedure di campionamento di sangue
Summary
Qui dimostriamo un protocollo per standardizzare le procedure di campionamento di un modello porcino stabilito di infarto miocardico acuto al fine di aumentarne il valore traslazionale nella comprensione della patofisiologia della lesione del miocardio di ischemia/riperfusione e per testare nuovi farmaci candidati.
Abstract
Ischemia del miocardio riperfusione (I / R) lesioni contribuiscono per quasi la metà della zona necrotica dopo infarto miocardico. Fino ad oggi non c’è nessun farmaco approvato per prevenire o ridurre del miocardio mi / lesioni R. Lo studio e la comprensione dei meccanismi fisiopatologici del miocardio I / R la ferita è essenziale sviluppare trattamenti efficaci. Grandi esperimenti sugli animali sono un passo importante in metodi traslazionale. Il modello porcino di infarto miocardico acuto è stato stabilito e descritto da noi stessi e gli altri. Abbiamo mirato a migliorare ulteriormente il valore del modello concentrandosi in particolare sulle tecniche di campionamento per l’utilizzo in futuri esperimenti. Inoltre, diamo risalto a passi piccoli ma importanti che possono influenzare la qualità dei risultati finali. Per simulare la situazione clinica di infarto mi / lesioni R, un catetere di intervento coronarico percutaneo (PCI) è stata inserita l’arteria coronaria discendente anteriore sinistra (ragazzo) di un maiale anestetizzato. ° ° ° Questo modello imita infarto miocardico acuto e trattamento di PCI in esseri umani con la possibilità di determinare con precisione la zona a rischio come pure il necrotico- e tessuto ischemico vitale. Qui il modello è stato usato per studiare l’effetto di un inibitore di peptide biciclico del FXIIa. Il modello può anche essere modificato per consentire tempi di riperfusione studiare gli effetti successivi di infarto miocardico.
Introduction
Cardiopatia ischemica, in particolare infarto miocardico (MI), è la principale causa di morte nei paesi sviluppati 1. Oggi, il trattamento standard di MI è intervento coronarico percutaneo (PCI), il trattamento del catetere a palloncino. Uno dei fattori critici che influisce sulla qualità della vita e la prognosi dei pazienti dopo il MI acuto trattati con PCI è la dimensione di infarto. La riduzione delle dimensioni può avere un grande impatto sulla sopravvivenza e prognosi paziente 2. Ischemia/riperfusione miocardica (io / R) lesione ha una notevole influenza sulla dimensione di infarto così uno degli obiettivi principali nella ricerca cardiovascolare è di prevenire o ridurre del miocardio mi / R lesioni 3. I meccanismi esatti di I / lesioni R sono ancora sotto indagine 4. Attivazione della cascata del plasma e cellule endoteliali sono tratti distintivi di I / R lesioni 5. Attivazione del sistema di coagulazione è chiaramente coinvolti 6,7. Recentemente, il ruolo di FXII, come un peptide a Monte presto coinvolto nell’attivazione della fase di contatto della cascata della coagulazione, è stato dimostrato in un FXII k.o. modello del ratto di cerebrale I / R infortunio 8. Convalida di questi risultati in un modello porcino è un passo importante nella traduzione clinica. Di conseguenza, stiamo testando un nuovo inibitore di FXIIa biciclico (80 kDa proteasi) nel contesto del miocardio mi / lesioni R in uno studio pilota.
Modelli animali, che mimano la situazione clinica di trattamenti acuti MI e PCI, sono essenziali per migliorare la nostra comprensione della patofisiologia di miocardio mi / lesioni R e per testare le opzioni di trattamento novello. Suini rappresentano un buon modello animale per clinica del miocardio mi / lesioni R. Questo non è solo perché i loro cuori sono molto simili ai cuori umani per quanto riguarda l’anatomia e la circolazione coronarica, ma mostrano anche risposte fisiopatologiche simili al 9,di ischemia e riperfusione miocardica10. Altri modelli quali ratti e topi non soddisfano questi criteri e mostrano notevoli differenze rispetto ai cuori umani 11,12, mentre ad esempio, i cani hanno molti più vasi coronarici collaterali rispetto agli esseri umani 13.
Il modello di infarto miocardico acuto suina è stato ampiamente usato nella ricerca cardiovascolare per studiare la malattia di cuore ischemica compresa del miocardio mi / R ferita 14,15,16,17. Quest’ultima è una condizione infiammatoria, a causa della quale riducendo al minimo la reazione infiammatoria correlata a sternotomy o toracotomia utilizzato in chirurgia open-petto è essenziale. Il modello di cassa chiusa tramite una regolazione di angiografia clinica C-braccio supera questo problema. Inoltre, uno dei punti più importanti è che il nostro protocollo fornisce un’accurata distinzione tra ischemico (area a rischio, AAR) e aree non-ischemica del ventricolo sinistro (area non a rischio, ANR) in modo che la dimensione di infarto (tessuto ischemico necrotico, NIT) può essere accuratamente determinato. Il nostro obiettivo per questa carta è chiaramente definire una metodologia riproducibile di un porcino del miocardio mi / lesioni R modello, in particolare per quanto riguarda il campionamento del tessuto miocardico, che consentirà una più precisa analisi dei meccanismi molecolari di I / lesioni R e un quadro più chiaro degli effetti di trattamenti farmacologici romanzo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Del miocardio mi / R la ferita ha un effetto significativo sulla dimensione finale di infarto che si traduce direttamente in prognosi dei pazienti dopo infarto miocardico acuto3. Comprensione della patofisiologia del miocardio mi / R ferita è il primo passo per ridurre o prevenire che. Del miocardio mi / R ferita è una condizione acuta che si verifica subito dopo riperfusione dei vasi occlusi. Io / lesioni R conduce all’attivazione della risposta immunitaria innata e danno cellulare si verifica …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori desiderano riconoscere Professor Christian Heinis per fornire l’inibitore di FXIIa e del rispettivo controllo. Riconosciamo anche con gratitudine Olgica Beslac, Dr. Daniel Mettler e Kay Nettelbeck dall’unità di chirurgia sperimentale, Dipartimento per la ricerca biomedica, Università di Berna per il supporto tecnico. Celine Guillod e Matthias Rausch dal reparto per diagnostica, interventistica e radiologia pediatrica, ospedale universitario di Berna, Inselspital fornito supporto con le apparecchiature a raggi x e le tecniche. Questo progetto è stato finanziato dalla Swiss National Science Foundation, progetto n. 320030_156193. Vorremmo anche ringraziare il signor Reto Haenni da comunicazione e marketing, ospedale universitario di Berna, Inselspital per il nostro esperimento di registrazione video.
Materials
| ABL 90 Flex, blood gas analyser | Radiometer | – | Blood gas analysis (BGA) |
| ACT Plus | Medtronic | – | Activated clotting time |
| Atropin | Sintetica | – | Atropinum Sulfas, 0,5mg/ml |
| Balance (20-500 Kg) | NAGATA Scale, Tiwan | HTB/HTR | Alternative products can be used |
| Balance (21-4200 g) | Mettler toledo, Switzerland | MS4002SDR | Alternative products can be used |
| Blood collection tubes: EDTA, citrate and serum | S-Monovette, Nuembrecht, Germany | 05.1167.001, 05.1071.001 and 05.1557.001 respectively |
Alternative products can be used |
| BV Pulsera mobile C-arm | Philips | – | Alternative products can be used |
| Centrifuge | Labcare, UK | ALC PK120R | Alternative products can be used |
| Defibrillator Lifepak 12 | Medtronic | – | Alternative products can be used |
| Dextran from Leuconostoc mesenteroides | Sigma-Aldrich, Germany | D3759 | Average M.wt 48000-90000 |
| Digital single lens reflex camera | Sony, Thailand | DSLR-A500/A550 | Alternative products can be used |
| Dissecting forceps | Alternative products can be used | ||
| EMPIRA RX PCI dilatation catheter | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 85R15300S | Diameter 3 mm, length 15 mm, Alternative products can be used |
| EMPIRA RX PCI dilatation catheter | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 85R15350S | Diameter 3.5 mm, length 15 mm, Alternative products can be used |
| Evans Blue | Sigma-Aldrich, Germany | E2129 | Toxic |
| Fabius GS premium respirator | Dräger, Lübeck, Germany | – | Anesthesia work station, Alternative products can be used |
| Fentanyl | Inselspital ISPI | – | Fentanyl 2500mcg/50ml |
| Formaldehyde | Pathology Institute, Bern University | SI148701 | Alternative products can be used |
| FXIIa inhibitor | Provided by Prof. Christian Heinis' laboratory in EPFL | Novel bicyclic peptide | |
| Galeo, coronary guidewire | Biotronik, Germany | 125497 | Alternative products can be used |
| Guidance catheter | Boston Scientific, Florida, USA | 34356-06 | 6F (100 cm, EB3.75). Alternative products can be used |
| Heparin Sodium | Drossapharm, Basel, Switzerland | – | Liquemin, 25000 U.I./5 ml |
| High end electrosurgery | BOWA, Germany | ARC 400 | Electrical source for blood suction. Alternative products can be used |
| Hydro-Guardmini breathing filter | Intersurgical, Lithuania | 1745000 | Filters |
| Image J | National Institute of Health, USA | 1.47v | Alternative products can be used |
| Inflation device, Atrion QL2530 | Atrion medical product, Alabama, USA | 96402 | Alternative products can be used |
| IntelliVue MP 70 | Philips, Boeblingen, Germany | – | Monitor (ECG, heart rate, blood presure and body temperature). Alternative products can be used |
| KCl | Sintetica SA | – | Potassium chloride 15% |
| Ketamine | Vetoquinol | – | Narketan, 1ml/100mg |
| LR-ACT | Medtronic | 402-01 | ACT special syringes |
| Midazolam | Roche | – | Dormicum, 5mg/ml |
| Monopolar scalpel | Alternative products can be used | ||
| Needle holder | Alternative products can be used | ||
| High resolution camera, PathStand Macro Imaging Stand for Grossing | Spotimaging, USA | 1080 p HD resolution. Alternative products can be used | |
| PBS | In-house preparation | – | Alternative products can be used |
| Peripheral venous cannula, 18 G | Alternative products can be used | ||
| PowerLab 4/35 data acquisition system | Adinstruments, Spechbach, Germany | – | |
| Rotamax120T | Heidolph, Germany | 544-41200-00 | Shaker. Alternative can be used |
| Rüschelit-Super Safety Clear Tube | Teleflex, Dublin, Irland | 112480 | Air way tubing, Alternative products can be used |
| Safe Pico Aspirator Syringes | Radiometer | 956-622 | BGA special syringes |
| Saline | Sintetica Bioren | – | NaCl 0,9%. Alternative products can be used |
| Sevorane 1.5% | AbbVie AG | – | Sevorane 250ml 100% |
| Sheath | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 504-607 A | AVANTI + / 7 F, Alternative products can be used |
| Space infusion pump | B.Braun Medical AG, Germany | – | For infusion of fentanyl. Alternative products can be used |
| SPR-350 (Millar catheter) | Adinstruments, Texas, USA | 840-8166 | MIKRO-TIP, 5F, 120 cm |
| Sternotomy saw | Alternative products can be used | ||
| Sutures | ETHICON, Johnson&Johnson, USA | Y3110H | Monocryl 3-0 SH-1 Plus. Alternative products can be used |
| Syringes (20, 10 and 5 mL) | CODAN,Baar, Switzerland | 62.7602, 62.6616, 62.5607 respectively |
Used to inject anesthetic materials intramuscularly or directly into the central venous line. Also to inject heparin or FXIIa or the respective control. Alternative products can be used |
| Thorax spreader | Alternative products can be used | ||
| Tissue-tek | SAKURA, Netherlands | 4583 | O.C.T. compound |
| Vascular forceps | Alternative products can be used | ||
| Xenetix 300 contrast media | Guerbet, Zürich, Switzerland | – | Lobitridol, 300 mg iodide/ml |
| Xylazine | Vetoquinol | – | Xylapan, 20mg/1 mL |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium choride | Sigma-Aldrich, Austria | T8877 | |
| 500 μL tubes (eppendorf) | Trefflab, Switzerland | 96.08185.9.03 | Alternative products can be used |
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