Anesthésie et intubation de bébés souris préadolescents pour la chirurgie cardiothoracique
Summary
Les modèles chirurgicaux cardiothoraciques chez les souris âgées de >7 jours nécessitent une intubation, mais cela est difficile pour les bébés souris préadolescents (8-14 jours) et il existe peu d’informations sur les régimes anesthésiques pour l’intubation. Ici, nous présentons des schémas posologiques de kétamine / xylazine / atropine chez des bébés souris C57BL / 6J âgés de 10 jours qui permettent l’intubation endotrachéale, tout en minimisant la mortalité animale.
Abstract
Les modèles chirurgicaux murins jouent un rôle important dans la recherche préclinique. Des connaissances mécanistes sur la régénération du myocarde après une lésion cardiaque peuvent être obtenues à partir de modèles de chirurgie cardiothoracique chez des souris âgées de 0 à 14 jours, dont les cardiomyocytes conservent une capacité proliférative, contrairement à ceux des adultes. Les bébés souris jusqu’à l’âge de 7 jours sont efficacement immobilisés par hypothermie et ne nécessitent pas d’intubation pour la chirurgie cardiothoracique. Les bébés souris préadolescents (8-14 jours), cependant, nécessitent une intubation, mais cela est difficile et il y a peu d’informations concernant l’anesthésie pour faciliter l’intubation. Ici, nous présentons des schémas posologiques de kétamine / xylazine / atropine chez des bébés souris C57BL / 6J âgés de 10 jours qui permettent l’intubation endotrachéale, tout en minimisant la mortalité animale. Le titrage empirique des schémas posologiques de kétamine/xylazine/atropine en fonction du poids corporel a indiqué que la réponse à l’anesthésie des bébés souris de poids différents était non linéaire, des doses de 20/4/0,12 mg/kg, 30/4/0,12 mg/kg et 50/6/0,18 mg/kg facilitant l’intubation des petits pesant entre 3,15 et 4,49 g (n = 22), 4,50 à 5,49 g (n = 20) et 5,50 à 8,10 g (n = 20), respectivement. Les chiots de poids inférieur ont nécessité plus de tentatives d’intubation que les chiots plus lourds (p < 0,001). La survie après l’intubation était corrélée au poids corporel (59 %, 70 % et 80 % pour les groupes de poids faible, moyen et élevé, respectivement,R2 = 0,995). Pour la chirurgie de l’infarctus du myocarde après intubation, un plan chirurgical d’anesthésie a été induit avec 4,5% d’isoflurane dans 100% d’oxygène et maintenu avec 2% d’isoflurane dans 100% d’oxygène. La survie postopératoire était similaire pour les trois groupes de poids à 92 %, 86 % et 88 % (p = 0,91). Avec les améliorations apportées aux pratiques de manipulation des animaux pour l’intubation et la chirurgie, et la minimisation de la cannibalisation par la mère après la chirurgie, la survie globale pour l’ensemble de la procédure (intubation plus chirurgie) était corrélée au poids corporel (55%, 60% et 70% pour les groupes de poids faible, moyen et élevé, respectivement, R2 = 0,978). Compte tenu de la difficulté rencontrée avec l’intubation des chiots de 10 jours et de la mortalité élevée associée, nous recommandons que la chirurgie cardiothoracique chez les chiots de 10 jours soit limitée aux chiots pesant au moins 5,5 g.
Introduction
Les modèles murins sont des outils précieux dans la recherche cardiothoracique préclinique, en particulier en raison de la facilité avec laquelle des lignées de souris génétiquement modifiées peuvent être générées, et aussi de la facilité avec laquelle les souris peuvent être manipulées chirurgicalement pour fournir des modèles pathologiques de maladie permettant, par exemple, l’étude de la régénération myocardique après une lésion cardiaque1 . À cet égard, il est intéressant de noter que, contrairement aux souris adultes chez lesquelles les cardiomyocytes se sont retirés du cycle cellulaire, les cœurs de souris néonatales âgés de 0 à 2 jours se réparent avec une cicatrisation minimale après une résection apicale ou l’induction d’un infarctus du myocarde 2,3,4. En revanche, les cœurs néonatals âgés de 7 jours se régénèrent incomplètement avec une incidence plus élevée de cicatrices 2,3. Étant donné que les cardiomyocytes situés dans l’apex du ventricule gauche conservent une capacité proliférative jusqu’à 2 semaines après la naissance, les études mécanistes de la régénération après une lésion cardiaque chez des souris âgées de 0 à 14 jours peuvent être instructives pour identifier des cibles thérapeutiques pour la régénération du cœur adulte blessé5.
Le développement de modèles murins de lésions cardiaques implique une manipulation chirurgicale sous anesthésie. Cela nécessite que le thorax soit ouvert pour accéder au cœur, ce qui nécessite généralement une intubation et une ventilation mécanique. La souche de souris, le poids corporel et l’âge influencent la sensibilité aux anesthésiques6. Les souris adultes peuvent être anesthésiées avec un large éventail d’agents, un schéma d’intubation courant étant la kétamine/xylazine/atropine à 100/13/0,5 mg/kg 6,7. Les souris néonatales (0-7 jours) n’ont pas de réflexe douloureux centralisé et peuvent être efficacement immobilisées sur la glace et soumises à une intervention chirurgicale sans intubation 6,8,9. Les bébés souris préadolescents (8-14 jours) ne peuvent pas être anesthésiés par hypothermie 9,10; Ils nécessitent une intubation pour la chirurgie cardiothoracique. Il n’existe aucune étude antérieure sur la chirurgie cardiothoracique chez des souris préadolescentes âgées de moins de 14 jours. D’après notre expérience, l’intubation de souris préadolescentes de moins de 14 jours anesthésiées à l’isoflurane est difficile. Le schéma anesthésique injectable recommandé pour les souris âgées de plus de 7 jours est de 50 à 150 mg/kg de kétamine et de 5 à 10 mg/kg de xylazine10. Les souris préadolescentes sont encore en développement neurologique et leurs réponses aux médicaments et au métabolisme des médicaments sont très différentes de celles des animaux adultes6. Cela pose un risque accru de déséquilibre hydrique, électrolytique et acido-basique, ainsi que d’hypoglycémie et d’hypothermie en raison non seulement de leur taux métabolique élevé, qui épuise rapidement leurs réserves d’énergie limitées, mais aussi de leur immaturité thermorégulatrice 6,11,12. Ainsi, il existe peu d’informations sur les régimes anesthésiques qui facilitent l’intubation et maximisent la survie des souris préadolescentes.
Ici, nous avons ajusté empiriquement les schémas posologiques de kétamine / xylazine / atropine chez des bébés souris C57BL / 6J âgés de 10 jours pesant de 3 à 8 g pour obtenir un plan d’anesthésie suffisant pour permettre une intubation endotrachéale pour une chirurgie cardiothoracique ultérieure, tout en minimisant la mortalité animale. Nous avons également affiné les pratiques de manipulation des animaux afin de réduire la mortalité due à l’intubation, à la chirurgie et au cannibalisme maternel post-chirurgical.
Protocol
Representative Results
Discussion
Actuellement, il n’existe pas de méthodes bien documentées pour l’anesthésie et l’intubation de souris âgées de 10 jours pour la chirurgie cardiothoracique. À cette fin, nous avons ajusté les schémas posologiques de kétamine/xylazine/atropine en fonction du poids corporel, où des doses de 20/4/0,12 mg/kg, 30/4/0,12 mg/kg et 50/6/0,18 mg/kg ont facilité l’intubation des petits ayant un poids corporel faible (3,15-4,49 g), moyen (4,50-5,49 g) et élevé (5,50-8,10 g), respectivement. La survie après l?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par la subvention du programme NHMRC [ID 1074386], une subvention du réseau transatlantique d’excellence en recherche cardiovasculaire [RMG] de Leducq et une subvention du RT Hall Trust [RMG & SEI].
Materials
| Atipamezole (Antisedan) | Provet (NSW) Pty Ltd | ATIP I | |
| Atropine 600 mcg/mL | Clifford Hallam Healthcare Pty Ptd | 1957699 PFIZER-0143386 | |
| Betadine | Livingstone International | BU0520 | |
| Buprenorphine (Temgesic) | Provet (NSW) Pty Ltd | TEMG I | |
| Fiber-optic light | Leica | 3011350 | CLS 150X |
| GraphPad Prism | GraphPad Software, LLC | Version 9.1.2 | |
| Intubation platform | – | – | Any sturdy box (e.g. plastic tip box) with approximate dimensions 12 (L) x 8.5 x (W) x 7.5 cm (H) |
| Isoflurane | Provet (NSW) Pty Ltd | ISOF 07 | |
| Ketamine 100 mg/mL | Provet (NSW) Pty Ltd | KETAI1 | |
| Plastic intravenous cannula 24-gauge Polywin Safety | BD Insyte | CE0086 | 19 mm length of plastic tubing (0.7 mm outer diameter) attached to a 21mm plastic female luer lock adaptor; total volume of annula 130 μL |
| Single lumen polyethylene tube | Critchley Electrical Products Pty Ltd Auburn NSW | Outer diameter 0.61 mm, inner diameter 0.28 mm | |
| Small forceps | F.S.T. | NO 11051-10 | |
| Surgical microscope (camera optional) | Leica | M651 (Leica IC80 HD camera) | 10x and 16x objective |
| Suture 7-0 prolene | Ethicon | 8708H | |
| Suture 9-0 polypropylene monofilament | Ethicon | 2813 | |
| V-1 Tabletop with Active Scavenging isoflurane anesthesia systm | VetEquip | 901820 | |
| Vented 2-Liter plexiglass induction chamber | VetQuip Pty Ltd | 942102 | 25 cm (L) x 13 cm (W) x 11 cm (H) |
| Warming lamp | Brilant Lighting | 99223 | |
| Xylazine | Provet (NSW) Pty Ltd | XYLA Z 2 |
Riferimenti
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