Une image guidée Transapical Mitral Valve Leaflet Perforation Modèle de surcharge de volume contrôlé de la régurgitation mitrale dans le rat

Summary

Un modèle de rongeur de surcharge de volume de coeur gauche de la régurgitation mitrale est rapporté. La régurgitation mitrale de la sévérité contrôlée est induite en avançant une aiguille de dimensions définies dans le dépliant antérieur de la valve mitrale, dans un coeur battant, avec le guidage d’ultrason.

Abstract

La régurgitation mitrale (MR) est une lésion de valve cardiaque largement répandue, qui provoque le remodelage cardiaque et mène à l’arrêt du coeur congestif. Bien que les risques de M. non corrigé et de son pronostic pauvre soient connus, les changements longitudinals dans la fonction cardiaque, la structure et le remodelage sont incomplets compris. Cette lacune de connaissance a limité notre compréhension du moment optimal pour la correction de MR, et l’avantage que la correction tôt versus tardive de MR peut avoir sur le ventricule gauche. Pour étudier les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le remodelage ventriculaire gauche dans le cadre du MR, des modèles animaux sont nécessaires. Traditionnellement, le modèle de fistule aorto-caval a été utilisé pour induire la surcharge de volume, qui diffère des lésions cliniquement pertinentes telles que MR. MR représente un stress hémodynamique de surcharge de volume de basse pression, qui exige des modèles animaux qui imitent cette condition. Ici, nous décrivons un modèle de rongeur de M. grave dans lequel le dépliant antérieur de la valve mitrale de rat est perforé avec une aiguille 23G, dans un coeur battant, avec la conduite d’image échocardiographique. La sévérité du MR est évaluée et confirmée par échocardiographie, et la reproductibilité du modèle est rapportée.

Introduction

La régurgitation mitrale (MR) est une lésion commune de valve de coeur, diagnostiquée dans 1.7% de la population générale des USA et dans 9% de la population âgée supérieure à 65^ans. Dans cette lésion de valve de coeur, fermeture incorrecte des folioles mitrales de valve dans le systole, cause la régurgitation du sang du ventricule gauche dans l’oreillette gauche. LE MR peut se produire en raison de diverses éétiologies; cependant, les lésions primaires de la valve mitrale (MR primaire) sont diagnostiquées et traitées plus fréquemment comparées au M.²secondaire. Le MR primaire isolé est souvent le résultat de la dégénérescence des myxomatous de la valve mitrale, ce qui entraîne l’allongement des folioles ou des tendineae d’accords, ou la rupture de certains chordae, qui contribuent tous à la perte de la coaptation systolique de la valve.

M. résultant de telles lésions de valve élève le volume sanguin remplissant le ventricule gauche dans chaque battement de coeur, augmentant le stress diastolique de fin de mur et fournissant un stresseur hémodynamique qui incite l’adaptation cardiaque et le remodelage. Le remodelage cardiaque dans cette lésion est souvent caractérisé par l’agrandissement significatif de chambre^3,4, hypertrophie douce de mur, avec la fonction contractile préservée pendant des périodes prolongées de temps. Puisque la fraction d’éjection est souvent préservée, la correction de MR utilisant des moyens chirurgicaux ou transcatheter est souvent retardée, jusqu’à l’apparition de symptômes tels que la dyspnée, l’insuffisance cardiaque, et les arythmies. Cependant, le MR non corrigé est associé aux risques élevés des événements indésirables cardiaques, bien que la connaissance actuellement concernant les changements ultrastructuraux sous-jacents à ces événements soient inconnues.

Les modèles animaux de MR fournissent un modèle précieux pour étudier de tels changements ultrastructuraux dans le coeur, et étudier la progression longitudinale de la maladie. Auparavant, les chercheurs ont induit le MR chez les grands animaux, y compris les porcs, les chiens et les moutons, en créant un shunt ventriculo-atrial externe⁵, rupture d’accords intracardiques⁶, ou perforation de feuille de piste⁷. Bien que les techniques chirurgicales soient plus faciles chez les grands animaux, ces études se sont limitées au suivi sous-chronique dans une petite taille d’échantillon, en raison des coûts élevés de l’exécution de telles études chez les grands animaux. En outre, l’analyse moléculaire des tissus de ces modèles est souvent difficile en raison de l’alignement des anticorps spécifiques aux espèces et des bibliothèques annotées du génome.

Les petits modèles animaux de MR peuvent fournir une alternative appropriée pour étudier cette lésion de valve et son impact sur le remodelage cardiaque. Historiquement, le modèle de rat de la fistule aorto-caval (ACF) de surcharge de volume cardiaque a été utilisé. Décrite pour la première fois en 1973 par Stumpe et coll.⁸, une fistule artério-venous est chirurgicalement créée pour contourner le sang artériel à haute pression de l’aorte descendante dans le cava de vena inférieure à basse pression. Le taux d’écoulement élevé dans la fistule induit une surcharge de volume drastique des deux côtés du coeur, causant l’hypertrophie ventriculaire droite et gauche significative et le dysfonctionnement se produisant dans les jours suivant la création de l’ACF^9. Malgré son succès, ACF n’imite pas l’hémodynamique du MR, une surcharge de volume à basse pression, qui élève la précharge mais réduit également après la charge. En raison de ces limitations du modèle ACF, nous avons cherché à développer et caractériser un modèle de MR qui imite mieux la surcharge de volume à basse pression.

Ici, nous décrivons le protocole pour un modèle de perforation de feuillet de valve mitrale pour créer le MR grave chez les rats^10,11. Une aiguille hypodermique a été introduite dans le coeur de rat battant, et avancée dans le dépliant antérieur de valve mitrale sous la conduite échocardiographique en temps réel. La technique est hautement reproductible et un modèle relativement bon qui imite LE MR comme vu dans les patients. La sévérité de MR est contrôlée par la taille de l’aiguille utilisée pour perforer le dépliant mitral et la sévérité du MR peut être évaluée à l’aide d’échocardiographie transesophagienne (TEE).

Protocol

Les procédures ont été approuvées par le Programme de soins et d’utilisation des animaux de l’Université Emory en vertu du numéro de protocole EM63Rr, date d’approbation 06/06/2017. 1. Préparation pré-chirurgicale Stériliser à la vapeur les instruments chirurgicaux avant l’intervention. Le jour de la procédure, transférer les rats du logement à la chirurgie, et les peser. Dessiner des médicaments préopératoires et postopératoires selon le …

Representative Results

Faisabilité et reproductibilitéLe modèle MR proposé est hautement reproductible, avec un trou bien défini dans le dépliant mitral réalisé dans 100% des rats utilisés dans cette étude. La figure 6A représente la direction de l’aiguille telle qu’elle est insérée dans la valve mitrale. La figure 6B représente un trou dans le dépliant de soupape mitrale d’un …

Discussion

Un modèle reproductible de rongeur de MR grave avec la bonne survie (93.75% survie après chirurgie) et sans complications postopératoires significatives est rapporté. L’imagerie en temps réel avec l’échocardiographie transesophagienne et l’introduction d’une aiguille dans le cœur battant pour perforer le dépliant mitral sont faisables et peuvent être enseignées. Le MR grave a été produit avec la taille d’aiguille de 23 G dans cette étude, qui peut être variée comme désiré utilisant une aiguille…

Materials

23G needle	Mckesson	16-N231
25G needle, 5/8 inch	McKesson	1031797
4-0 vicryl	Ethicon	J496H
6-0 prolene	Ethicon	8307H
70% ethanol	McKesson	350600
ACE Light Source	Schott	A20500
ACUSON AcuNav Ultrasound probe	Biosense Webster	10135936	8Fr Intracardiac echo probe
ACUSON PRIME Ultrasound System	Siemens	SC2000
Betadine	McKesson	1073829
Blunted microdissecting scissors	Roboz	RS5990
Buprenorphine	Patterson Veterinary	99628
Carprofen	Patterson Veterinary	7847425
Chest tube (16G angiocath)	Terumo	SR-OX1651CA
Disposable Surgical drapes	Med-Vet	SMS40
Electric Razor	Oster	78400-XXX
Gentamycin	Patterson Veterinary	78057791
Heat lamp with table clamp	Braintree Scientific	HL-1 120V
Hemostatic forceps, curved	Roboz	RS7341
Hemostatic forceps, straight	Roboz	RS7110
Induction chamber	Braintree Scientific	EZ-1785
Injection Plug, Cap, Luer Lock	Exel	26539
Isoflurane	Patterson Veterinary	6679401725
Mechanical ventilator	Harvard Apparatus	Inspira ASV
Microdissecting forceps	Roboz	RS5135
Microdissecting spring scissors	Roboz	RS5603
Needle holder	Roboz	RS6417
No. 15 surgical blade	McKesson	1642
Non-woven sponges	McKesson	446036
Otoscope	Welch Allyn	23862
Oxygen	Airgas Healthcare	UN1072
Pulse Oximeter	Nonin Medical	2500A VET
Retractor, Blunt 4×4	Roboz	RS6524
Rodent Surgical Monitor	Indus Instruments	113970	The integrated platform allows for monitoring of vital signs and surgical warming
Scale	Salter Brecknell	LPS 150
Scalpel Handle	Roboz	RS9843
Silk suture 3-0	McKesson	220263
Small Animal Anesthesia System	Ohio Medical	AKDL03882
Sterile saline (0.9%)	Baxter	281322
Sugical Mask	McKesson	188696
Surgical cap	McKesson	852952
Surgical gloves	McKesson	854486
Syringe 10mL	McKesson	1031801
Syringe 1mL	McKesson	1031817
Ultra-high frequency probe	Fujifilm Visualsonics	MS250
Ultrasound gel	McKesson	150690
VEVO Ultrasound System	Fujifilm Visualsonics	VEVO 2100