Свиная модель инфрагенной абдоминальной аневризмы аорты
Summary
Эта новая модель создает надежные инфрагенные аневризмы брюшной аорты у свиней, используя комбинацию воздушной ангиопластики, эластазной/коллагеназной перфузии, местного применения эластаз, а также перорального соединения – аминопропионитрила, что мешает коллагену перекрестное соединение.
Abstract
Большие модели животных для изучения аневризмы брюшной аорты редки. Целью этой модели является создание воспроизводимых, клинически значимых инфрагенных аневризм брюшной аорты (AAA) у свиней. Для достижения этой цели мы используем комбинацию агиопластики воздушного шара, эластазы и коллагеназы, а также ингибитора оксидазы лисил, называемого «аминопропионитрил» (BAPN), для создания клинически значимых инфрагенных аортальных авризм, аналогичного болезням человека.
Некастые самцы свиней кормят BAPN в течение 7 дней до операции для достижения устойчивого состояния в крови. Проводится лапаротомия средней линии и инфрагенная аорта вокружно расчленяется. Первоначальные измерения регистрируются до индукции аневризмы с сочетанием воздушной ангиопластики, эластазной (500 единиц)/коллагеназы (8000 единиц) перфузии и местного применения эластаза. Свиней кормят BAPN ежедневно до терминальной процедуры либо на послеоперационный день 7, 14 или 28, в это время измеряется аневризма, и ткани закуплены. BaPN и хирургии свиней по сравнению со свиньями, которые прошли операцию в одиночку.
Свинья лечение с BAPN и хирургии было среднее расширение аорты 89,9% и 47,4% на 7-й день, 105,4% и 58,1% в день 14, и 113,5% и 30,2% в день 28. Свиньи, обработанные только хирургическим вмешательством, имели значительно меньшие аневризмы по сравнению с BAPN и хирургическими животными на 28-й день (p qlt; 0.0003). Группа baPN и хирургии была макроскопических и иммуногистохимических доказательств аневризмальной болезни конечной стадии.
Клинически значимый инфрагенный ААА может быть индуцирован с помощью воздушного шара ангиопластики, эластаза / коллагеназы перфузии и актуальное применение, дополненный устные BAPN. Эта модель создает большие, клинически значимые ААА с признаками болезни человека. Это имеет важные последствия для выяснения патогенеза ААА и тестирования новых методов лечения и устройств для лечения ААА. Ограничения модели включают вариации в BAPN попадает свиней, качество перфузии эластаза, и стоимость BAPN.
Introduction
По данным Центра по контролю заболеваний (CDC), аневризмы аорты (АА) являются ведущей причиной смерти в Соединенных Штатах и представляют собой значительное бремя болезни1. Аневризма аорты определяется как расширение дискретной части просвета сосуда более чем на 50%2. Подмножество АА в животе, называется брюшной аневризмы аорты (AAA) являются растущей проблемой. AAA остаются клинически молчать до надвигающегося разрыва или вскрытия, с острым началом, сильные боли в животе, как правило, только представляя симптом3,4. Разрыв ААА почти всегда приводит к летальному исходу со смертностью 90%5. Открытая или эндоваскулярная хирургия является единственным терапевтическим вариантом для пациентов, и может быть очень болезненным процедурой. Важно отметить, что ААА является одним из немногих сердечно-сосудистых заболеваний без медицинской терапии для лечения.
На сегодняшний день большая часть исследований по патогенез AAA была сосредоточена на моделях грызунов, используя эластаза, которая является ферментом, который деградирует эластина, найденного в аортальном носителе, чтобы вызвать аневризмы. 6,7 Однако, клиническая переносимость мелких моделей животных к человеческой аневризмальной болезни ограничена, так как оценка структурных изменений в аорте, и измененная гемодинамика ограничена из-за размера. Из-за анатомического и размера сходства, свиная кровеносная система коррелирует лучше с человеческой биологией, чем грызуны8. Крупные модели животных позволяют более глубоко понять клеточные механизмы процесса заболевания, могут быть использованы разработка новых методов лечения в терапевтических дозах для крупных млекопитающих, а также тестировать механические ремонтные устройства, которые не были бы осуществимы в небольших моделях животных. Кроме того, острый характер моделей грызунов не повторяет хронику и патологические характеристики аневризма заболевания человека.
Сочетание эластази и соединения под названием “аминопропионитрил” (BAPN) произвело революцию в моделях murine AAA, создавая аневризмы, которые крупнее и содержат сиквелы хронической аневризмализальной болезни, включая тромб фрески, рассечение и разрыв9. BAPN является ингибитором лисил оксидазы, которая необходима для коллагена перекрестные, важнейший компонент стенки аорты10,11,12. Активность лисилоксидаза снижается с возрастом и с учетом связи возраста и хронический характер сложных АА, BAPN имеет большой потенциал, чтобы экспериментально имитировать последствия старения9,13,14. Использование BAPN и его способность реплицировать хронические заболевания в подострохи настройки предлагает новое преимущество по сравнению с альтернативными крупными моделями животных AAA. По сравнению с другими установленными свиными моделями AAA, эта модель создает крупнейшие аневризмы с признаками заболевания конечной стадии, и результаты были ранее опубликованы8,11,15.
При предоставлении определенных преимуществ для успешного завершения этой модели требуются значительные ресурсы и инвестиции, которые могут отпугнуть некоторых исследователей. К числу этих ресурсов относятся доступ в операционные, квалифицированных хирургов и анестезиологов, жилье для животных и ветеринарный персонал для оказания помощи в послеоперационном уходе. Кроме того, стоимость BAPN может быть непомерно дорогим для некоторых лабораторий.
Немногие большие модели животных существуют для изучения сложной патофизиологии образования ААА и перевода на болезнь человека. Большие модели животных ААА имеют решающее значение для оценки жизнеспособности новых технологий и методов лечения заболеваний человека. Таким образом, цель этого исследования заключается в создании воспроизводимой модели продвинутой стадии инфрагенных ААА у свиней. Обоснование использования BAPN и эластазы свиной модели заключается в том, чтобы лучше понять патофизиологию ААА, имитируя хронический характер и сиквел ы человеческой аневризмальной болезни в острой или подостройной обстановке, а также проверить новые методы лечения и устройства для ААА Лечения.
Protocol
Representative Results
Discussion
Новая модель инфрагенного ААА у свиней была создана с использованием комбинации воздушного шара ангиопластики, перфузии и актуальных эластаза, и диетические как BAPN. Используя эту модель, расширение аорты в размере 100% было достигнуто с валовой и гистологических характеристик хроничес?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим Энтони Херринга и Синди Додсон за их знания и технический опыт.
Источники финансирования:
Финансирование этого исследования было предоставлено Национальным институтом сердца, легких и крови Национального института здравоохранения в соответствии с премией No. T32HL007849 и Грант Нос. R01HL081629-07 (G.R.U.) и R01HL124131-01 (G.R.U.).
Materials
| Arrow Ergo Pack System | Arrow | CDC-21242-X1A | Just need 7 Fr dilator |
| Atlas PTA Balloon dilation catheter | Bard | AT-120184 | 16 mm x 4 cm x 120 cm |
| Bovie electrocautery | Bovie Medical | A2350 | |
| Collagenase Type 1 (5 gm) | Worthington | LS004196 | |
| Crile Needle drviers | MFI medical | 61-2201 | |
| DeBakey Atraumatic Forceps | MFI medical | 52-4977 | |
| DeBakey Peripheral Vascular Clamp | Medline | MDS1318119 | |
| Glidewire | Terumo Interventional Systems | GS3506 | outer Wire diameter 0.035 mm, Length 150 cm |
| GraphPad Prism 6 | GraphPad Software Inc. La Jolla, Calif) | statistical software | |
| Metzenbaum Scissors | MFI medical | 61-0004 | |
| Mayo-Hegar Needle Holder | tiger medical | N407322 | |
| Micropuncture Introducer Set | Cook | G47946 | |
| Mixter Forceps, Standard Grade, Right angle | Cole-Parmer | UX-10818-16 | |
| Monocryl suture | Ethicon | Y496G-BX | 4-0 monocryl |
| PDS II suture | Ethicon | D8926 | Number 1 looped |
| Porcine Pancreatic Elastase | Sigma-Aldrich | E0258-50 MG | |
| Satinsky Vascular Clamps | Medline | MDs5632515 | |
| Suction canister | Cardinal Health | 65651212 | |
| Schuco Aspirator | MFI medical | S430A | |
| Vicryl suture | Ethicon | J789D-SD | 2-0 vicryl |
| Yankauer Suction tube | Sklarcorp | 07-1801 |
Riferimenti
- . Leading Causes of Death Reports, National and Regional, 1999 – 2016 Available from: https://webappa.cdc.gov/sasweb/ncipc/leadcause.html (2018)
- Erbel, R., et al. Diagnosis and management of aortic dissection. European Heart Journal. 22 (18), 1642-1681 (2001).
- Cameron, J., Cameron, J. . Current Surgical Therapy 11th edition. 11, 777-783 (2014).
- . Overview of abdominal aortic aneurysm Available from: https://www.uptodate.com/contents/overview-of-abdominal-aortic-aneurysm (2017)
- Pearce, W. H., Zarins, C. K., Bacharach, J. M. Atherosclerotic Peripheral Vascular Disease Symposium II: controversies in abdominal aortic aneurysm repair. Circulation. 118 (25), 2860-2863 (2008).
- Daugherty, A., Cassis, L. A. Mouse models of abdominal aortic aneurysms. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 24 (3), 429-434 (2004).
- Anidjar, S., et al. Elastase-induced experimental aneurysms in rats. Circulation. 82 (3), 973-981 (1990).
- Hynecek, R. L., et al. The creation of an infrarenal aneurysm within the native abdominal aorta of swine. Surgery. 142 (2), 143-149 (2007).
- Lu, G., et al. A novel chronic advanced stage abdominal aortic aneurysm murine model. Journal of Vascular Surgery. 66 (1), 232-242 (2017).
- Barrow, M. V., Simpson, C. F., Miller, E. J. Lathyrism: a review. The Quarterly Review of Biology. 49 (2), 101-128 (1974).
- Coulson, W. F., Linker, A., Bottcher, E. Lathyrism in swine. Archives of Pathology & Laboratory Medicine. 87 (4), 411-417 (1969).
- McCallum, H. M. Experimental Lathyrism in Mice. The Journal of Pathology and Bacteriology. 89, 625-636 (1965).
- Behmoaras, J., et al. Differential expression of lysyl oxidases LOXL1 and LOX during growth and aging suggests specific roles in elastin and collagen fiber remodeling in rat aorta. Rejuvenation Research. 11 (5), 883-889 (2008).
- Davies, I., Schofield, J. D. Connective tissue ageing: the influence of a lathyrogen (beta-aminopropionitrile) on the life span of female C57BL/Icrfat mice. Experimental Gerontology. 15 (5), 487-494 (1980).
- Cullen, J. M., et al. A novel swine model of abdominal aortic aneurysm. Journal of Vascular Surgery. , (2018).
- Marinov, G. R., et al. Can the infusion of elastase in the abdominal aorta of the Yucatan miniature swine consistently produce experimental aneurysms. Journal of Investigative Surgery. 10 (3), 129-150 (1997).
- Pope, N. H., et al. Interleukin-6 Receptor Inhibition Prevents Descending Thoracic Aortic Aneurysm Formation. Annals of Thoracic Surgery. 100 (5), 1620-1626 (2015).
- Johnston, W. F., et al. Genetic and pharmacologic disruption of interleukin-1beta signaling inhibits experimental aortic aneurysm formation. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 33 (2), 294-304 (2013).
- Johnston, W. F., et al. Inhibition of interleukin-1beta decreases aneurysm formation and progression in a novel model of thoracic aortic aneurysms. Circulation. 130 (11), 51-59 (2014).
- Ruddy, J. M., Jones, J. A., Spinale, F. G., Ikonomidis, J. S. Regional heterogeneity within the aorta: relevance to aneurysm disease. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 136 (5), 1123-1130 (2008).
