Describimos un procedimiento quirúrgico utilizado para inducir isquemia periférica en conejos con hiperlipidemia y diabetes. Esta cirugía actúa como un modelo preclínico para afecciones experimentadas en la enfermedad arterial periférica en pacientes. La angiografía también se describe como un medio para medir la magnitud de la isquemia introducida y la recuperación de la perfusión.
La enfermedad vascular periférica es un problema clínico generalizado que afecta a millones de pacientes en todo el mundo. Una consecuencia importante de la enfermedad vascular periférica es el desarrollo de la isquemia. En casos severos, los pacientes pueden desarrollar isquemia de extremidades críticas en la que experimentan dolor constante y un mayor riesgo de amputación de las extremidades. Las terapias actuales para la isquemia periférica incluyen cirugía de bypass o intervenciones percutáneas como la angioplastia con stent o aterectomía para restaurar el flujo sanguíneo. Sin embargo, estos tratamientos a menudo fallan en la progresión continua de la enfermedad vascular o reestenosis o están contraindicados debido a la mala salud general del paciente. Un enfoque potencial prometedor para tratar la isquemia periférica involucra la inducción de la neovascularización terapéutica para permitir que el paciente desarrolle vasculatura colateral. Esta red recién formada alivia la isquemia periférica restaurando la perfusión a la zona afectada. El modelo preclínico empleado con mayor frecuencia para la isquemia periférica utiliza la creación de isquemia de las extremidades traseras en conejos sanos a través de la ligadura de la arteria femoral. En el pasado, sin embargo, ha habido una fuerte desconexión entre el éxito de los estudios preclínicos y el fracaso de los ensayos clínicos con respecto a los tratamientos para la isquemia periférica. Los animales sanos suelen tener una regeneración vascular robusta en respuesta a la isquemia inducida quirúrgicamente, en contraste con la reducción de la vascularización y la regeneración en pacientes con isquemia periférica crónica. Aquí describimos un modelo animal optimizado para isquemia periférica en conejos que incluye hiperlipidemia y diabetes. Este modelo ha reducido la formación de colaterales y la recuperación de la presión arterial en comparación con un modelo con una dieta de colesterol más alta. Por lo tanto, el modelo puede proporcionar una mejor correlación con pacientes humanos con angiogénesis comprometida de las co-morbididades comunes que acompañan a la enfermedad vascular periférica.
La enfermedad arterial periférica (PAD) es un trastorno circulatorio común en el que la progresión de la formación de placa aterosclerótica conduce a un estrechamiento de los vasos sanguíneos en las extremidades del cuerpo. El reciente aumento de los factores de riesgo de la aterosclerosis, incluyendo la diabetes, la obesidad y la inactividad, ha provocado un aumento de la prevalencia de la enfermedad vascular1. Actualmente, se estima que el 12% – 20% de la población general de más de 60 años de edad tiene enfermedad arterial periférica2. Una consecuencia importante de la enfermedad arterial periférica es el desarrollo de isquemia periférica, que se encuentra más comúnmente en las extremidades inferiores. En casos severos, los pacientes pueden desarrollar isquemia crítica de las extremidades, un estado en el cual hay dolor constante debido a la falta de flujo sanguíneo. Los pacientes con isquemia crítica de las extremidades tienen una probabilidad del 50% de que un miembro sea amputado dentro de un año de diagnóstico. Además, los pacientes con diabetes tienen una mayor incidencia de enfermedad arterial periférica y resultados más pobres después de intervenciones para revascularización3,4. Las terapias actuales para la isquemia periférica incluyen intervenciones percutáneas tales como aterectomía y colocación de stents o bypass quirúrgico. Sin embargo, para muchos pacientes estos tratamientos sólo proporcionan beneficios a corto plazo y muchos no son lo suficientemente sanos para los procedimientos quirúrgicos mayores. En este trabajo, describimos un modelo de animales preclínicos para la prueba de nuevos tratamientos dirigidos a la enfermedad vascular periférica que incorpora la generación de isquemia periférica en conejos a través de la ligadura quirúrgica en el contexto del estado de la enfermedad diabética.
El modelo de isquemia de las extremidades traseras en conejos se ha utilizado como un modelo fisiológico para la enfermedad vascular obstructiva y precursor preclínico de estudios en humanos durante más de medio siglo5,6. Los conejos son a menudo una especie preferida para estudios sobre isquemia periférica debido a la musculatura desarrollada del músculo del tobillo y de la pantorrilla, en contraste con los modelos animales grandes comunes que son unguatos (animales con pezuñas). Varios comentarios recientes han abordado el uso de este modelo y otros en el modelado de la enfermedad vascular periférica en los seres humanos7,8. Modelos similares utilizando isquemia de los miembros posteriores en conejos se utilizaron en estudios preclínicos de factores de crecimiento9,10,11,12,13,14, 15,16,17,18,19,20, terapia génica21,22,23, 24,25,26,27,28,29,30,31,32, 33,34,35,36,37,38,39,40,41, 42,43,44y células madre45,46,47,48,49,50 ,51para la neovascularización terapéutica en las extremidades. Desafortunadamente, los ensayos clínicos que siguieron a estos exitosos estudios en animales no muestran beneficios significativos para los pacientes52.
Una explicación sugerida de la razón de este fracaso traslacional es que la condición de isquemia periférica en pacientes humanos es aquella que incluye resistencia a las señales angiogénicas53,54,55, 56 , 57 , 58 , 59. varios estudios han demostrado defectos en las vías de señalización angiogénicas en la diabetes y la hiperglucemia. La diabetes y la hiperlipidemia conducen a una pérdida de proteoglicanos de sulfato de heparán y un aumento en las enzimas que cortan el sulfato de heparán, presentando un mecanismo potencial para la resistencia a la angiogénesis/Arteriogénesis terapéutica con factores de crecimiento60 , 61. por lo tanto, una característica clave de un modelo de isquemia periférica debe incluir un aspecto de resistencia terapéutica para que las terapias puedan evaluarse en el contexto del estado de la enfermedad presente en pacientes humanos.
En este trabajo, describimos un modelo de conejo de isquemia periférica a través de la ligadura quirúrgica de las arterias femorales. En el modelo se incorpora un período de introducción con la inducción de la diabetes y la hiperlipidemia. Comparamos este modelo con otro modelo que incorpora una dieta más alta en grasas sin diabetes y descubrió que el modelo con diabetes y menor nivel de hiperlipidemia fue más eficaz en la reducción del crecimiento de los vasos sanguíneos. Nuestro modelo combina avances que han sido utilizados por grupos separados, con el objetivo de proporcionar un método práctico y estandarizado para lograr resultados consistentes en la investigación de enfermedades vasculares periféricas.
Hemos presentado un modelo preclínico para inducir isquemia de los miembros posteriores en conejos con diabetes e hiperlipidemia. En muchos estudios, hay ambigüedad en la técnica utilizada para crear isquemia de los miembros posteriores en conejos. En ratones, la severidad y la recuperación de la isquemia de los miembros posteriores depende en gran medida de la ubicación de la ligadura y la técnica utilizada para inducir la isquemia. La importancia de la técnica presentada en este trabajo es que permite la inducci…
The authors have nothing to disclose.
Los autores reconocen con gratitud el financiamiento a través del programa de investigación dirigida por el Congreso del Departamento de defensa (DOD CDMRP; W81XWH-16-1-0582) a ABB y RS. Los autores también reconocen la financiación a través de la Asociación Americana del corazón (17IRG33410888), el CDMRP DOD (W81XWH-16-1-0580) y los institutos nacionales de salud (1R21EB023551-01; 1R21EB024147-01A1; 1R01HL141761-01) a ABB.
0.9% Sodium Chloride | Henry Schein Medical | 1537468 / 1531434 | 250 mL bag / 1000 mL irrigation btl |
1 mL Syringe | VWR | BD309628 | |
10 mL Syringe | VWR | BD309695 | |
10% Formalin | Fisher-Scientific | 23-245684 | |
18G Needle | VWR | 89219-294 | |
20G Needle | VWR | 89219-340 | |
25G Needle | VWR | 89219-290 | |
27G Needle | VWR | 89219-288 | |
5 mL Syringe | VWR | BD309646 | |
5% Dextrose | Patterson Veterinary | 07-800-9689 | |
Acepromazine | Patterson Veterinary | VEDC207 | |
Alfaxalone | Patterson Veterinary | 07-891-6051 | |
Alginate | Sigma-Aldrich | PHR1471-1G | |
Alloxan Monohydrate | Sigma-Aldrich | A7413 | |
Angiography Equipment | Toshiba | Infinix-i | |
Angiography Injector | Medrad | ||
Anti-Mouse Ab Alexa 594 | Thermo Fisher Scientific | A-11032 | Secondary Antibody for IHC |
Anti-Rabbit Ab Alexa 488 | Thermo Fisher Scientific | A-11008 | Secondary Antibody for IHC |
a-SMA Antibody | Abcam | ab5694 | Primary Antibody for IHC |
Baytril | Bayer Animal Health | 724089904201 | Enrofloxacin |
Blood Chemistry Panel | IDEXX | 2616 | Rabbit Panel |
Blood Pressure Cuff | WelchAllyn | Flexiport Disposable BP Cuff-infant size 7 | |
Blood Pressure Monitor | Vmed Technology | Vmed Vet-Dop2 | |
Bupivacaine | Henry Schein Medical | 6023287 | |
Buprenorphine | Patterson Veterinary | 42023017905 | |
Buprenorphine SR | ZooPharm | ||
Calcium Sulfate | CB Minerals | Food and Pharmaceutical Grade USP and FCC | |
Chlorhexidine Scrub | Patterson Veterinary | 07-888-4598 | |
Chloroform | Fisher-Scientific | C298-4 | |
Cholesterol | Sigma-Aldrich | C8503 | |
DAPI | Thermo Fisher Scientific | 62248 | |
Ear Vein Catheter | Patterson Veterinary | SR-OX165 | Surflo IV catheters |
Endotracheal tube | Patterson Veterinary | Sheridan Brand, Depends on Rabbit Size | |
Glucometer | Amazon | B001A67WH2 | Accu-Chek Aviva |
Glucometer Test Strips | McKesson Medical-Surgical | 788222 | Accu-Chek Aviva Plus |
Guidewire | Boston Scientific | 39122-01 | |
Hair Clippers | Amazon | B000CQZI3Q | Oster #40 blade |
Heating Pad | Cincinnati Subzero | 273 | |
Heating Pad Pump | Gaymar | Gaymar T/Pump | |
Hemostat | Fine Science Tools | 13009-12 | Curved Mosquito Hemostat |
Heparin | Patterson Veterinary | ||
Insertion Tool | Merit Medical Systems | MAP550 | metal wire insertion tool |
Insulin | HPB Pharmacy | Novalin R & Novalin N | |
Insulin Syringes | McKesson Medical-Surgical | 942674 | |
Introducer | Cook Medical | G28954 | 3F Check Flo Performer Introducer |
Isoflurane | Henry Schein Medical | 1100734 | |
Ketamine | Patterson Veterinary | 856440301 | |
Lactated Ringers | McKesson Medical-Surgical | 186662 | |
Lidocaine | McKesson Medical-Surgical | 239936 | |
Lidocaine/Prilocaine cream | McKesson Medical-Surgical | 761240 | |
Ligaloop | V. Mueller | CH117 / CH116 | White Mini / Yellow Mini |
Mazola Corn Oil | Amazon | B0049IIVCI | |
Medrad Syringe | McKesson Medical-Surgical | 346920 | 150 mL |
Meloxicam | Patterson Veterinary | ||
Metal ball sutures | Ethicon-Johnson & Johnson | K891H | 4-0 silk C-1 30" |
Metzenbaum Scissors | Fine Science Tools | 14019-13 | |
Midazolam | Henry Schein Medical | 1215470 | |
Nitroglycerin | McKesson Medical-Surgical | 927528 | |
PECAM Antibody | Novus Biologicals | NB600-562 | Primary Antibody for IHC |
Perfusion Pump | Masterflex | ||
Pigtail Catheter | Merit Medical Systems | 1310-21-0053 | 3F pigtail |
Polydioxanone (PDS II) suture | McKesson Medical-Surgical | 129271 | 4-0 taper RB-1 (needle comes on suture) |
Polydioxanone (PDS II) suture | McKesson Medical-Surgical | 129031 | 4-0 reverse cutting FS-2 |
Polyglactin 910 (Vicryl) suture | Butler | 7233-41 | 3-0 taper RB-1 |
Polyglactin 910 (Vicryl) suture | McKesson | 104373 | 4-0 reverse cutting FS-2 |
Rabbit Chow (Alfalfa) | LabDiet | 5321 | |
Rabbit Restrainer | VWR | 10718-000 | |
Rib Cutters | V. Mueller | ||
Scalpel | Fine Science Tools | 10003-12 | |
Scalpel Blade | Fine Science Tools | 10015-00 | #15 blade |
Silk Sutures | Ethicon-Johnson & Johnson | A183H | 4-0 silk ties 18" |
Stainless Steel Ball | McMaster-Carr | 1598K23 | 3-mm diameter |
Surgical Drapes | Gepco | 8204S | |
Syringe Pump | DRE Veterinary | Versaflow VF-300 | |
Visipaque contrast media | McKesson Medical-Surgical | 509055 | |
Weitlaner Retractor | Fine Science Tools | 17012-13 |