Establecimiento y evaluación de un modelo de enfermedad por injerto de vena porcina
Summary
En este protocolo, el nuevo injerto de derivación de la vena porcina se realizó a través de una pequeña incisión en la pared torácica izquierda sin bypass cardiopulmonar. Se realizó un estudio patológico postoperatorio, que mostró engrosamiento de la íntima.
Abstract
La enfermedad del injerto venoso (VGD) es la principal causa de insuficiencia del injerto de derivación de la arteria coronaria (CABG). Se necesitan modelos animales grandes de CABG-VGD para la investigación de los mecanismos de la enfermedad y el desarrollo de estrategias terapéuticas.
Para realizar la cirugía, entramos en la cámara cardíaca a través del tercer espacio intercostal y diseccionamos cuidadosamente la vena mamaria interna y la sumergimos en solución salina normal. La arteria coronaria principal derecha se trata entonces para la isquemia. Se incide el vaso objetivo, se coloca un tapón de derivación y se anastomosa el extremo distal de la vena del injerto. La aorta ascendente está parcialmente bloqueada y el extremo proximal de la vena del injerto se anastomosa después de la perforación. Se revisa la vena del injerto para detectar permeabilidad y se liga la arteria coronaria derecha proximal.
La cirugía de CABG se realiza en minicerdos para cosechar la vena mamaria interna izquierda para su uso como injerto vascular. Las pruebas bioquímicas séricas se utilizan para evaluar el estado fisiológico de los animales después de la cirugía. El examen de ultrasonido muestra que el extremo proximal, medio y distal del vaso del injerto no están obstruidos. En el modelo quirúrgico, se observa un flujo sanguíneo turbulento en el injerto tras el examen histológico después de la cirugía de CABG, y se observa estenosis del injerto venoso asociada con hiperplasia de la íntima en el injerto. El estudio aquí proporciona procedimientos quirúrgicos detallados para el establecimiento de un modelo repetible de VGD inducido por CABG.
Introduction
Aunque la mortalidad por enfermedad coronaria ha disminuido significativamente en los últimos años, la mitad de los adultos de mediana edad en los Estados Unidos desarrollan síntomas isquémicos relacionados con el corazón cada año, y un tercio de los adultos mayores mueren de enfermedad coronaria1. El injerto de derivación de la arteria coronaria (CABG) es una modalidad quirúrgica eficaz para mejorar la isquemia miocárdica y, lo que es más importante, es una modalidad quirúrgica insustituible para el tratamiento de la enfermedad arterial coronaria multivaso2. Con el tiempo, sin embargo, los injertos vasculares desarrollan inflamación, hiperplasia de la íntima y aterosclerosis progresiva, que se sabe que conduce a la insuficiencia del injerto venoso o enfermedad del injerto venoso (VGD)3. En pacientes después de la CABG, si ocurre reestenosis, solo el vaso sanguíneo enfermo puede ser reemplazado en algunos casos2. Los pacientes mayores y las comorbilidades añadidas hacen que rehacer el injerto de derivación de la arteria coronaria sea bastante difícil. Retrasar o controlar los problemas patológicos asociados con los vasos sanguíneos injertados es un problema urgente a resolver. Se necesitan modelos animales grandes de CABG-VGD para la investigación de los mecanismos de la enfermedad y el desarrollo de estrategias terapéuticas. Los investigadores han establecido con éxito modelos animales de VGD en animales pequeños y grandes como ratones4, ratas5, conejos6 y cerdos7. En comparación con los animales pequeños, los animales grandes, como los cerdos, tienen estructuras anatómicas y características fisiológicas similares a las de los humanos y tienen una vida útil más larga 8,9. Por lo tanto, los animales grandes son más adecuados para explorar cambios patológicos a largo plazo en la enfermedad del injerto venoso y para pruebas preclínicas de medicamentos o dispositivos. Nosotros y nuestro equipo colaborador hemos aplicado con éxito técnicas quirúrgicas para establecer un modelo de insuficiencia cardíaca porcina y hemos descrito los cambios patológicos cardíacos en este modelo10.
La cirugía de CABG se ha estandarizado en la práctica clínica, pero cuando se aplica al establecimiento de modelos animales VGD, las diferencias entre especies, la adquisición de equipos e instalaciones para animales, las operaciones quirúrgicas con animales y la alimentación y enfermería de animales son enormes desafíos para los investigadores. Al igual que en la práctica clínica, los enfoques para la cirugía de CABG utilizados para establecer modelos animales de VGD incluyen la esternotomía de la línea media11 y la toracotomía lateral izquierda12. La esternotomía de la línea media se usa más comúnmente13,14. Sin embargo, este enfoque tiene altos riesgos tanto para los seres humanos como para los animales. En el estudio relatado por Thankam et al., dos de los seis cerdos utilizados para modelar murieron durante la cirugía15. La mortalidad alta del modelo aumenta los costos del estudio y afecta la precisión de los resultados. Un estudio mostró anteriormente que una incisión en la pared torácica izquierda era factible para establecer VGD inducida por CABG en cerdos11. Aquí, este estudio tiene como objetivo describir un protocolo paso a paso para establecer una cirugía reproducible para un modelo VGD inducido por CABG en minicerdos y evaluar el fenotipo de este modelo. El protocolo experimental fue diseñado conjuntamente por los equipos de cirugía cardíaca y anestesia. El abordaje quirúrgico para el tercer espacio intercostal izquierdo fue determinado de acuerdo con los cadáveres de otros minipigs en el laboratorio antes de la cirugía, y el método de anestesia fue realizado de acuerdo con el método utilizado en el centro16. Se realizaron pruebas bioquímicas de sangre, examen ultrasónico y examen histológico para evaluar modelos animales.
Protocol
Representative Results
Discussion
En este estudio, describimos en detalle el protocolo para la selección de animales, la preparación de instrumentos, los procedimientos quirúrgicos y la evaluación postoperatoria al desarrollar un modelo de VGD inducido por CABG. Se realizó un examen ultrasónico del injerto venoso antes y después de la cirugía de CABG y un examen histológico del injerto 30 días después de la cirugía. El flujo sanguíneo en la vena mamaria interna era normal antes de la cirugía de CABG, mientras que el flujo retrógrado se obs…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores agradecen al Instituto de Monitoreo de Animales de Laboratorio de Guangdong por el apoyo técnico, el cuidado de los animales y la recolección de muestras. También agradecen a Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd, por el apoyo técnico en el examen ultrasónico. Este trabajo fue apoyado por el Programa de Ciencia y Tecnología de Guangdong, China, y el Proyecto de Gastos Comerciales de Investigación Científica Básica de las Universidades Centrales de la Universidad de Jinan (2017A020215076, 2008A08003 y 21621409).
Materials
| Aortic Punch | Medtronic Inc. , America | 3.0mm, 3.5mm, 4.0mm | Used for proximal coronary bridge anastomosis |
| Automatic biochemical analyzer | IDEXX Laboratories, Inc. America | Catalyst One | |
| Cardiac coronary artery bypass grafting instrument kit | LANDANGER, France | ||
| Cardiogram monitor | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co, Ltd | MEC-1000 | |
| Coronary Shunt | AXIUS | OF-1500, OF-2500, OF-3000 | The product temporarily blocks the coronary artery during arteriotomy to reduce the amount of bleeding in the surgical field and provide blood flow to the distal end during anastomosis. The Axius shunt plug is not an implant and should be removed prior to completion of the anastomosis. |
| Defibrillator | MEDIANA | Mediana D500 | |
| Diazepam | Nanguo pharmaceutical Co. LTD, Guangdong, China | H37023039 | Narcotic inducer |
| Disposable manual electric knife | Covidien, America | E2516H | |
| Electric negative pressure suction machine | Shanghai Baojia Medical Instrument Co, Ltd | YX932D | |
| Esmolol | Guangzhou Wanzheng Pharmaceutical Co. LTD | H20055990 | Emergency drugs |
| Ice machine | Local suppliers, Guangzhou, China | ||
| Lidocaine | Chengdu First Pharmaceutical Co. LTD | H51021662 | Emergency drugs |
| Luxtec headlight system | Luxtec, America | AX-1375-BIF | Used for lighting fine parts during operation |
| Medical operation magnifier (glasses) | Germany Lista co, LTD | SuperVu Galilean 3.5× | Used for fine site operation during operation |
| Multi-function high-frequency electrotome | Shanghai Hutong Electronics Co, Ltd | GD350-B | |
| Nitrogen canister | Local suppliers, Guangzhou, China | ||
| Nonabsorbable surgical suture (polypropylene suture) | Johnson & Johnson, America | 6-0, 7-0 | Used to suture blood vessels. |
| Nonabsorbable suture (cotton thread) | Covidien, America | 1-0 | Used for skin and muscle tissue tugging |
| Open heart surgery instrument kit | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., LTD | ||
| Propofol injection | Xi 'an Libang Pharmaceutical Co. LTD | H19990282 | Anesthetic sedative |
| Refrigerator | Local suppliers, Guangzhou, China | ||
| Respiratory anesthesia machine for animal | Shenzhen Reward Life Technology Co, Ltd, China | R620-S1 | |
| Semi-occlusion clamp | Xinhua Surgical Instrument Co., Ltd. | ZL1701RB | Temporarily cut off the aortic flow |
| vecuronium bromide | Richter, Hungary | JX20090127 | Muscle relaxant |
| Veterinary ultrasound system | Royal Philips, Netherlands | CX50 | |
| Zoletil | Virbac, France | Zoletil 50 | Animal narcotic |
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