Улучшение модели свинину инфаркт миокарда закрытой груди путем стандартизации процедур отбора проб крови и тканей
Summary
Здесь мы показываем, протокол стандартизировать процедуры отбора проб установленным свинину модели острого инфаркта миокарда с целью увеличить ее поступательное значение в понимании повреждения миокарда ишемия/реперфузия патофизиологии и проверить роман наркотиков кандидатов.
Abstract
Миокардиальной ишемии-реперфузии (I / R) травмы способствует почти половина из области некротические после инфаркта миокарда. На сегодняшний день, есть нет утвержденной наркотиков для предотвращения или сокращения миокарда я / R травмы. Изучение и понимание патофизиологических механизмов миокарда я / R травмы необходимо разработать успешного лечения. Большие эксперименты на животных являются важным шагом в трансляционной методов. Установлены и описаны себя и других свинину модель острого инфаркта миокарда. Мы стремились улучшить значение модели, сосредоточив внимание в деталях на методы отбора проб для использования в будущих экспериментах. Кроме того мы подчеркиваем небольшие, но важные шаги, которые могут повлиять на качество конечных результатов. Чтобы имитировать клинических положение миокарда я / R травмы, катетер перкутанеус коронарным вмешательством (PCI) был вставлен в левой передней нисходящей коронарной артерии (LAD) наркотизированных свиньи. ° ° °, Эта модель имитирует острого инфаркта миокарда и PCI лечения людей с возможностью точного определения области на риск а также некротические- и жизнеспособной ишемии тканей. Здесь была использована модель, чтобы исследовать эффект ингибитор бициклических пептидные FXIIa. Модели также могут быть изменены чтобы позволить больше реперфузии раз изучить позднее последствия инфаркта миокарда.
Introduction
Ишемическая болезнь сердца, в частности острый инфаркт миокарда (MI), является основной причиной смерти в развитых странах 1. Сегодня стандартное лечение ми является перкутанеус коронарным вмешательством (PCI), лечение катетер шар. Одним из важных факторов, которые влияет на качество жизни и прогноз у пациентов после PCI-лечение острых ми является размер миокарда. Сокращение размера может иметь большое влияние на пациента выживания и прогноз 2. Миокарда ишемии/реперфузии (I / R) травмы имеет значительное влияние на размер миокарда, поэтому одна из главных целей в области сердечно-сосудистых исследований для предотвращения или сокращения миокарда я / R травмы 3. Точные механизмы I / R травмы находятся в стадии расследования 4. Активация плазмы каскады и эндотелиальных клеток являются отличительными чертами я / R травмы 5. Активация системы коагуляции является явно участвуют 6,7. Недавно была показана роль FXII, как ранние вверх по течению пептид, участвующих в контактная фаза активации коагуляционного каскада, в FXII выбить крысы модель мозга я / R травмы 8. Проверка этих результатов в свинину модели представляет собой важный шаг в клинической перевод. Таким образом, мы проводим тестирование ингибитор FXIIa Роман бициклических (80 кДа протеазы) в контексте миокарда я / R травмы в ходе экспериментального исследования.
Животные модели, которые имитируют клинической ситуации острой ми и PCI лечения, имеют важное значение для улучшения нашего понимания патофизиологии миокарда я / R травмы и опробовать новые методы лечения. Свиньи представляют собой хороший животных модель для клинических миокарда я / R травмы. Это не только потому, что их сердца очень похожи на человеческие сердца по анатомии и коронарное кровообращение, но они также показывают аналогичные патофизиологические реакции миокарда ишемии и реперфузии 9,10. Другие модели, такие как мыши и крысы не выполнить эти критерии и показывают существенные различия по сравнению с человеческого сердца 11,12, тогда как собаки например, имеют много больше залога коронарных сосудов по сравнению с людьми 13.
Свинину острого инфаркта миокарда модель широко используется в сердечно-сосудистых исследований расследовать, ишемическая болезнь сердца, включая миокарда я / R травмы 14,,1516,17. Последний является воспалительные состояния, из-за которых минимизации воспалительной реакции, относящиеся к стернотомии или торакотомии, используемых в открытом грудной хирургии имеет важное значение. Закрытые грудь модели, с помощью клинических условиях ангиографии C-рука преодолевает эту проблему. Кроме того одним из наиболее важных моментов является наш протокол обеспечивает точное различие между ишемической (зона риска, AAR) и не ИБС областей левого желудочка (площадь не риску, НРУ) таким образом, чтобы размер infarct (ишемический некротических тканей, НИТ) можно следует точно определить. Наша цель этого документа заключается в четко определить воспроизводимые методологии свинины миокарда я / R травмы модель, в частности в отношении выборки ткани миокарда, что позволит обеспечить более точный анализ молекулярных механизмов я / R травмы и четкое представление о последствиях новых лекарств.
Protocol
Representative Results
Discussion
Миокарда я / R травмы имеет значительное влияние на размер окончательного инфаркте, которая непосредственно переводится на прогноз пациента после острого инфаркта миокарда3. Понимание патофизиологии миокарда я / R травмы является первым шагом, чтобы уменьшить или предотвр?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы отметить профессор Кристиан Heinis ингибитор FXIIa и соответствующего элемента управления. Мы также выражаем благодарность Ольгики Beslac, д-р Даниэль Mettler и Кей Nettelbeck от блока экспериментальной хирургии, Департамент биомедицинских исследований, Университет Берн для технической поддержки. Селин Guillod и Маттиас Rausch от Департамента для диагностики, Interventional и педиатрической рентгенологии, больницы университета Берн, Inselspital оказали поддержку с рентгеновского оборудования и техники. Этот проект финансировался Швейцарский Национальный научный фонд проекта № 320030_156193. Мы хотели бы также поблагодарить г-н Reto Haenni от коммуникации и маркетинга, госпиталь университета Берн, Inselspital для видеозаписи наш эксперимент.
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 |
Riferimenti
- Mozaffarian, D., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update. Circulation. 133, e338-e360 (2016).
- Miller, T. D., et al. Infarct size after acute myocardial infarction measured by quantitative tomographic 99mTc sestamibi imaging predicts subsequent mortality. Circulation. 92, 334-341 (1995).
- Ovize, M., et al. Postconditioning and protection from reperfusion injury: where do we stand? Position Paper from the Working Group of Cellular Biology of the Heart of the European Society of Cardiology. Cardiovasc Res. 87, 406-423 (2010).
- Neri, M., Riezzo, I., Pascale, N., Pomara, C., Turillazzi, E. Ischemia/Reperfusion Injury following Acute Myocardial Infarction: A Critical Issue for Clinicians and Forensic Pathologists. Mediators Inflamm. 2017, 1-14 (2017).
- Yang, Q., He, G. -. W., Underwood, M. J., Yu, C. -. M. Cellular and molecular mechanisms of endothelial ischemia/reperfusion injury: perspectives and implications for postischemic myocardial protection. Am J Transl Res. 8, 765-777 (2016).
- Massberg, S., et al. Platelet-Endothelial Cell Interactions During Ischemia/Reperfusion: The Role of P-Selectin. Blood. 92, 507-515 (1998).
- Wang, J., et al. Antithrombin is protective against myocardial ischemia and reperfusion injury. J Thromb and Haemost. 11, 1020-1028 (2013).
- Hopp, S., et al. Targeting coagulation factor XII as a novel therapeutic option in brain trauma. Ann Neurol. 79, 970-982 (2016).
- Crick, S. J., Sheppard, M. N., Ho, S. Y., Gebstein, L., Anderson, R. H. Anatomy of the pig heart: comparisons with normal human cardiac structure. J Anat. 193 (Pt 1), 105-119 (1998).
- Heusch, G., Skyschally, A., Schulz, R. The in-situ pig heart with regional ischemia/reperfusion – ready for translation. J Mol Cell Cardiol. 50, 951-963 (2011).
- Poirier, P. Exercise, heart rate variability, and longevity: the cocoon mystery?. Circulation. , 2085-2087 (2014).
- Milani-Nejad, N., Janssen, P. M. L. Small and large animal models in cardiac contraction research: advantages and disadvantages. Pharmacol Ther. 141, 235-249 (2014).
- Bloor, C. M., White, F. C. Functional development of the coronary collateral circulation during coronary artery occlusion in the conscious dog. Am J Pathol. 67, 483-500 (1972).
- Banz, Y. Locally targeted cytoprotection with dextran sulfate attenuates experimental porcine myocardial ischaemia/reperfusion injury. Eur Heart J. 26, 2334-2343 (2005).
- Krombach, G. A., Kinzel, S., Mahnken, A. H., Günther, R. W., Buecker, A. Minimally Invasive Close-Chest Method for Creating Reperfused or Occlusive Myocardial Infarction in Swine. Invest Radiol. 40, 14 (2005).
- Suzuki, Y., Lyons, J. K., Yeung, A. C., Ikeno, F. In vivo porcine model of reperfused myocardial infarction: in situ double staining to measure precise infarct area/area at risk. Catheter Cardiovasc Interv. 71, 100-107 (2008).
- McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nat Protoc. 7, 1479-1496 (2012).
- Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. J Vis Exp. , e51269 (2014).
- Kamat, P., et al. Dexrazoxane Shows No Protective Effect in the Acute Phase of Reperfusion during Myocardial Infarction in Pigs. PLoS One. 11, e0168541 (2016).
- Carden, D. L., Granger, D. N. Pathophysiology of ischaemia-reperfusion injury. J Pathol. 190, 255-266 (2000).
- Pérez de Prado, A., et al. Closed-chest experimental porcine model of acute myocardial infarction-reperfusion. J Pharmacol Toxicol Methods. 60, 301-306 (2009).
- Lown, B., Levine, S. A. The carotid sinus. Clinical value of its stimulation. Circulation. 23, 766-789 (1961).
- Regueiro-Purriños, M., et al. Ventricular Arrhythmias and Mortality Associated with Isoflurane and Sevoflurane in a Porcine Model of Myocardial Infarction. J Am Assoc Lab Anim Sci. , (2011).
- Roberts, L. N. Evans blue toxicity. Can Med Assoc J. 71, 489-491 (1954).
- Ellenbroek, G. H. J. M., et al. Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction. J Vis Exp. , e54021 (2016).
