Steril perikarditt i Aachener Minipigs Som modell for atrie myopati og atrieflimmer

Summary

Vi beskriver en steril perikardittmodell i minipigs for å studere atriemyopati og atrieflimmer (AF). Vi presenterer kirurgiske og bedøvelsesteknikker, strategier for vaskulær tilgang og en protokoll for å studere inducibility av AF.

Abstract

Atrieflimmer (AF) er den vanligste arytmi forårsaket av strukturell ombygging av atriene, også kalt atriemyopati. Nåværende terapier retter seg bare mot de elektriske abnormitetene og ikke den underliggende atriemyopatien. For utvikling av nye terapier er det nødvendig med en reproduserbar stor dyremodell av atriemyopati. Dette papiret presenterer en modell av steril perikardittindusert atriemyopati i Aachener minipigs. Steril perikarditt ble indusert ved sprøyting av sterilt talkum og etterlot et lag med steril gasbind over atrie epikardialoverflaten. Dette førte til betennelse og fibrose, to viktige komponenter i patofysiologien til atriemyopati, noe som gjorde atriene utsatt for induksjon av AF. To pacemakerelektroder ble plassert episk på hvert atrium og koblet til to pacemakere fra forskjellige produsenter. Denne strategien tillot gjentatt ikke-invasiv atrieprogrammert stimulering for å bestemme inducibility av AF på bestemte tidspunkter etter operasjonen. Ulike protokoller for å teste AF-inducibility ble brukt. Fordelene ved denne modellen er dens kliniske relevans, med AF-inducibility og rask induksjon av betennelse og fibrose-begge tilstede i atrial myopati- og dens reproduserbarhet. Modellen vil være nyttig i utviklingen av nye terapier rettet mot atriemyopati og AF.

Introduction

Atrieflimmer (AF) er den mest utbredte hjertearytmi, noe som fører til betydelig sykelighet, dødelighet og helseutgifter¹. I mange tilfeller er AF bare det elektriske symptomet på den underliggende atriemyopatien, som er definert av strukturell, elektrisk, autonom og kontraktil ombygging av atriene. Denne atriemyopatien kan føre til AF og hjerneslag ^2,3. De fleste terapier retter seg bare mot den elektriske ombyggingen, men retter seg ikke mot de underliggende strukturelle endringene i atriene (betennelse og fibrose)4,5,6,7. Dette er sannsynligvis en av grunnene til at dagens terapier bare er marginalt effektive, spesielt i mer avansert atriemyopati⁸.

En reproduserbar dyremodell er avgjørende for å målrette betennelsen og fibrosen som er tilstede i atriemyopati. Atrie takypacing modeller er utviklet i flere store dyrearter 9,10,11,12. I disse modellene går atrievevet kontinuerlig i lange perioder for å indusere elektriske og til slutt strukturelle endringer. De største ulempene ved takykpacing modeller er den lange varigheten før strukturelle tegn på atriemyopati vises og deres relevans bare for kliniske syndromer der elektriske abnormiteter utvikler seg før atriemyopati. En teoretisk risiko er pacing-lead failure på grunn av fibrose under lang oppfølging⁹.

I modeller av steril perikarditt sprøytes sterilt talkum over atariens epikarielle overflate for å indusere en akutt inflammatorisk og fibrotisk reaksjon, noe som resulterer i atriemyopati^13,14. Griser har hjerteanatomi og fysiologi som ligner på mennesker, og derfor har svinemodeller høy translasjonell relevans. Fordelene ved å bruke minipigs er at de er lettere å håndtere på grunn av deres mindre størrelse enn konvensjonelle grisstammer og kan opprettholdes i lang tid uten noen betydelig økning i kroppsvekt¹⁰. Alle disse grunnene gjør steril perikarditt i minipigs en utmerket modell for undersøkelse av atriemyopati og fibrillasjon. Denne protokollen og videoen tar sikte på å lette oppsettet av denne modellen i forskjellige forskningsfasiliteter og standardisere protokoller for å studere inducibility av AF.

Protocol

Denne protokollen er godkjent av Universitetet i Antwerpen etiske komité for dyreforsøk (saksnummer 2019-29) og følger dyrepleieretningslinjene til Universitetet i Antwerpen. Sytten 6 måneder gamle Aachener minipigs (mann, kastrert) som veide ~ 20 kg ble valgt for denne studien. 1. Medisinering og anestesi Premedikasjon Forsikre deg om at grisene er fastet i 12 timer, men med ubegrenset tilgang til vann. For sedasjon, administrer følgende i en intramuskulær i…

Representative Results

Sykelighet og dødelighet:Da vi begynte å utvikle denne modellen av steril perikarditt i Aachener-minipigs, la vi merke til perioperativ dødelighet på 4 av 17 griser (23,5%): 3 av 4 dødsfall skjedde i de første 6 operasjonene på grunn av en “læringskurveeffekt”. Etiologiene var følgende: 2 griser døde på grunn av postoperativ respiratorisk arrestasjon; dette problemet ble løst ved å redusere dosen av alfentanil. En gris døde på grunn av ventrikulær fibrillasjon under den første pacing…

Discussion

En pålitelig stor dyremodell er en viktig ressurs for studiet av atriemyopati og AF og utvikling av nye terapier for AF. Implantasjon av pacemaker fører på atrie epikardiet tillot en langsgående oppfølging og repeterende elektrofysiolog testing, noe som er vanskelig hos små dyr. Minipigs er enkle å håndtere, og deres hjerter er strukturelt og fysiologisk lik menneskehjertet¹⁰.

Den sterile perikardittmodellen er relativt grei sammenlignet med kontinuerlig atrieta…

Materials

Aachener minipig, 6-months old, male, castrated, weight 15-25 kg	Carfil
Anesthesia and preparation
ECG electrodes
Endotracheal tube 6.5 mm ID	Covidien	115-65OR
External cardioverter-defibrillator	Innomed	Cardio-aid 200B
Heating pad	OK.	OUB 60321
Intravenous catheter 22 GA, 1 Inch	BD	381323
Laryngoscope blade size 4	Miller	SUS426601
Monitor	GE Medical systems	2600040-003
Respirator	Datex-Ohmeda	1009-9000-000
Shaver	Aesculap	GT 104 / REF 985203
Syringe driver pump	Fresenius Kabi	082470
Arterial and central venous line placement
3-lumen central venous catheterization set, 7 French, 16 cm, 0.032 Inch guide	Arrow medical	EU-22703-EN
Arteral catheter 3 French, 8 cm	Vygon	1,15,090
Caresite Luer access device	B. Braun	415122-01
Fluids: IV bags of Plasmalyte, Glucose 5%, NaCl 0.9% (500 mL or 1000 mL)
heparinized saline
Needles: 18 Ga / 40 mm and 22 Ga / 40 mm
Pressure monitoring set, 195 cm	Edwards Lifesciences	T005021M
Pressure tubing 180 cm	Edwards Lifesciences	50P172
suture with needle
Syringes Luerlok: 2 mL, 5 mL, 10 mL, 20 mL, 50 mL
Ultrasound gel	Zealand coating	446-1
Ultrasound with vascular probe	Philips healthcare	EPIQ 7C / REF BZE1723
Surgical set
Blunt-tip surgical scissors	Martin	11-934-25
60 degrees curved Debakey forceps	Aesculap	FB403
Anatomical forceps	AS	13-102-16
Debakey forceps	Geister	10-0634
Electrocautery module	Alsa	Alsatom SU 140/D MPC
Holders for stainless steel wire	COBE	013-123
Mosquito	Leibinger	32-01008
Needledriver, fine	Delacroix-Chevalier	50302-21
Needledriver, normal	Aesculap	BM 77
Rib spreader	Martin	24-178-01
Scalpel	Swann-Morton	0511	no. 24
Scissors for stainless steel wire	Jakobi	411830
Spreaders	AS	16-058-00
Sternum saw	Eure-Power	5000020
Sternum saw blade	MicroAire	ZR-032M
Surgical consumables
Disinfectant: iodine, chlorhexidine
Electrocautery pencil with push button, cable 5 m	Dongguan QueenMed Equipment	ESPB4001LQ
Gastric tube	Vygon	390.12
Mersilene-0, 75 cm	Ethicon	F2505H
Monocryl 3-0, 70 cm	Ethicon	Y423H
Mouth masks, hair nets
Oriflex-4 vacuum flask for surgical draining	Oriplast Krayer	VK00352
Prolene 6-0, 75 cm	Ethicon	8711H
Stainless steel monofilament non-absorbable suture	Ethicon	W995
Sterile drapes	3M	9010
Sterile gauze 20 x 10 cm	Stella	35921
Sterile gloves
Sterile surgical gown
Steritalc PF3	Novatech	16863
Vicryl-0, 75 cm	Ethicon	V324H
Cardiac pacing
Bipolar pacing lead Fineline II Sterox EZ 58 cm	Boston Scientific	4474
Bipolar pacing lead Tendril STS 58 cm	Abbott	2088TC
Ellegaard Göttingen Minipig Frame 3	Lomir	DF H1PU
Ellegaard Göttingen Minipig Sling Cover	Lomir	SS CEG1
Micropace cardiac stimulator	Boston Scientific	EPS 320
Pacemaker for pacing	Medtronic	Azure XT DR MRI SureScan
Pacemaker for sensing	Biotronik	Eluna 8 DR-T
Pacemaker programmer for pacing	Medtronic	CareLink Encore 29901A
Pacemaker programmer for sensing	Biotronik	ICS 3000 DS CD-W US
Medication
Adrenaline 1 mg/mL, 1 mL	Sterop
Atropine 0.5 mg/mL, 1 mL	Sterop
Catapressan 150 µg/mL, 1 ml clonidine	Boehringer Ingelheim	BE021402
Cefazoline 2 g powder	Mylan	BE319794
Cordarone 50 mg/mL, 3 mL amiodarone	Sanofi
Durogesic 50 µg/h fentanyl patches	Janssen-Cilag
Glucose 5%, 500 mL	Baxter	AE0063
Ketalar 50 mg/mL, 10 mL	Pfizer	804101
Lanoxin 0.25 mg/mL, 2 mL digoxine	Aspen
Marcaine 0.5% + adrenaline 1:200,000	Aspen
Midazolam 5 mg/ml, 3 mL	B. Braun	3521740
Morfine 10 mg/mL, 1 mL	Sterop
NaCl 0.9%, 500 mL	Baxter	AKE1323
Nitro Pohl 1 mg/mL, 5 mL nitroglycerine	Pohl Boskamp
Noradrenaline 1 mg/mL, 4 mL	Aguettant
Plasmalyte 1000 mL	Baxter	AKE0324
Propofol 10 mg/mL, 20 mL	B. Braun	3521810
Protamine 1400 IU/mL, 5 mL	Leo pharma
Rapifen 0.5 mg/mL, 2 mL	Janssen-Cilag	95103
Seloken 1 mg/mL, 5 mL metoprolol	AstraZeneca
Sevorane Quick Fill 100% sevoflurane, 250 mL	Abbvie	1283-415
Tracrium 10 mg/mL, 5 mL atracurium	Aspen