Optimering af transesophageal atrial pacing til vurdering af atrieflimren modtagelighed hos mus
Summary
Den nuværende protokol beskriver optimeringen af eksperimentelle parametre, når man bruger transesophageal atrial pacing til at vurdere følsomhed over for atrieflimren hos mus.
Abstract
Musemodeller af genetiske og erhvervede risikofaktorer for atrieflimren (AF) har vist sig værdifulde til at undersøge de molekylære determinanter for AF. Programmeret elektrisk stimulering kan udføres ved hjælp af transesophageal atrial pacing som en overlevelsesprocedure, hvilket muliggør seriel test i det samme dyr. Der findes dog adskillige tempoprotokoller, hvilket komplicerer reproducerbarheden. Denne protokol har til formål at tilvejebringe en standardiseret strategi til udvikling af modelspecifikke eksperimentelle parametre for at forbedre reproducerbarheden mellem undersøgelser. Indledende undersøgelser udføres for at optimere de eksperimentelle metoder til den specifikke model, der undersøges, herunder alder på undersøgelsestidspunktet, køn og parametre for pacingprotokollen (f.eks. Tempotilstand og definition af AF-modtagelighed). Det er vigtigt, at man sørger for at undgå høje stimulusenergier, da dette kan forårsage stimulering af ganglionic plexi med utilsigtet parasympatisk aktivering, manifesteret af overdreven atrioventrikulær (AV) blok under pacing og ofte forbundet med artefaktuel AF-induktion. Dyr, der påviser denne komplikation, skal udelukkes fra analysen.
Introduction
Atrieflimren (AF) repræsenterer en endelig fælles vej for flere erhvervede og genetiske risikofaktorer. For undersøgelser, der undersøger de patofysiologiske mekanismer i AF-substratet, er musemodeller fordelagtige i betragtning af den lette genetiske manipulation og det faktum, at de generelt reproducerer AF-modtageligheden observeret hos mennesker for forskellige kliniske fænotyper 1,2,3. Mus udvikler dog sjældent spontan AF4, hvilket nødvendiggør brug af provokerende undersøgelser af atrietempo.
Programmeret elektrisk stimulering (PES) kan udføres for at vurdere murine atrial elektrofysiologi og AF-modtagelighed ved hjælp af enten intracardiac5 eller transesophageal6 pacing. Mens den transesophageale tilgang er særlig fordelagtig som en overlevelsesprocedure, kompliceres dens anvendelse af de mange offentliggjorte eksperimentelle protokoller7,8 og kilder til variabilitet, der kan hindre reproducerbarhed9. Desuden gør begrænsede rapporterede protokolsammenligninger det udfordrende at vælge en passende tempoprotokol.
Den nuværende protokol sigter mod at anvende en systematisk strategi til at udvikle modelspecifikke transesophageal PES-metoder til vurdering af murine AF-modtagelighed for at øge reproducerbarheden. Det er vigtigt, at indledende pilotundersøgelser udføres for at optimere tempoprotokollen ved at tage højde for alders-, køns- og tempotilstandsvariation, med tempo designet til at minimere utilsigtet parasympatisk stimulering, der kan forvirre resultater9.
Protocol
Representative Results
Discussion
Transesophageal atrial pacing tillader ikke kun serielle undersøgelser i samme dyr, men dets varighed er typisk kortere end intrakardiale undersøgelser (~ 20 minutter), hvilket minimerer anæstetisk brug og dets virkninger på elektrofysiologiske parametre.
Det er afgørende at optimere metoderne i første omgang for hver enkelt musemodel. Aldring øger AF-inducerbarheden hos normale mus18,19, og individuelle genetiske modeller kan …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Figur 2 blev oprettet med BioRender.com. Dette arbejde blev støttet af tilskud fra National Heart, Lung, and Blood Institute ved National Institutes of Health (HL096844 og HL133127); American Heart Association (2160035, 18SFRN34230125 og 903918 [MBM]); og National Center for Advancing Translational Sciences ved National Institute of Health (UL1 TR000445).
Materials
| 27 G ECG electrodes | ADInstruments | MLA1204 | |
| 2-F octapolar electrode catheter | NuMED | CIBercath | |
| Activated carbon canister | VetEquip | 931401 | |
| Analysis software | ADInstruments | LabChart v8.1.13 | |
| Biological amplifier | ADInstruments | FE231 | |
| Data acquisition hardware | ADInstruments | PowerLab 26T | |
| Eye ointment | MWI Veterinary | NC1886507 | |
| Heating pad | Braintree Scientific | DPIP | |
| Isoflurane | Piramal | 66794-017-25 | |
| Stimulator | Bloom Associates | DTU-210 | |
| Stimulus Isolator | World Precision Instruments | Model A365 |
Riferimenti
- Sumitomo, N., et al. Association of atrial arrhythmia and sinus node dysfunction in patients with catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia. Circulation Journal. 71 (10), 1606-1609 (2007).
- Fukui, A., et al. Role of leptin signaling in the pathogenesis of angiotensin II-mediated atrial fibrosis and fibrillation. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 6 (2), 402-409 (2013).
- Schutter, D., et al. Animal models of atrial fibrillation. Circulation Research. 127 (1), 91-110 (2020).
- Li, N., et al. Ryanodine receptor-mediated calcium leak drives progressive development of an atrial fibrillation substrate in a transgenic mouse model. Circulation. 129 (12), 1276-1285 (2014).
- Wakimoto, H., et al. Induction of atrial tachycardia and fibrillation in the mouse heart. Cardiovascular Research. 50 (3), 463-473 (2001).
- Schrickel, J. W., et al. Induction of atrial fibrillation in mice by rapid transesophageal atrial pacing. Basic Research in Cardiology. 97 (6), 452-460 (2002).
- Verheule, S., et al. Increased vulnerability to atrial fibrillation in transgenic mice with selective atrial fibrosis caused by overexpression of TGF-beta1. Circulation Research. 94 (11), 1458-1465 (2004).
- Faggioni, M., et al. Suppression of spontaneous ca elevations prevents atrial fibrillation in calsequestrin 2-null hearts. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 7 (2), 313-320 (2014).
- Murphy, M. B., et al. Optimizing transesophageal atrial pacing in mice to detect atrial fibrillation. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 332 (1), 36-43 (2022).
- Prinsen, J. K., et al. Highly reactive isolevuglandins promote atrial fibrillation caused by hypertension. JACC: Basic to Translational Science. 5 (6), 602-615 (2020).
- Aschar-Sobbi, R., et al. Increased atrial arrhythmia susceptibility induced by intense endurance exercise in mice requires TNFα. Nature Communications. 6, 6018 (2015).
- Bruegmann, T., et al. Optogenetic termination of atrial fibrillation in mice. Cardiovascular Research. 114 (5), 713-723 (2017).
- Matsushita, N., et al. IL-1β plays an important role in pressure overload-induced atrial fibrillation in mice. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 42 (4), 543-546 (2019).
- Sato, S., et al. Cardiac overexpression of perilipin 2 induces atrial steatosis, connexin 43 remodeling, and atrial fibrillation in aged mice. American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism. 317 (6), 1193-1204 (2019).
- Li, N., Wehrens, X. H. T. Programmed electrical stimulation in mice. Journal of Visualized Experiments. (39), e1730 (2010).
- Yao, C., et al. Enhanced cardiomyocyte NLRP3 inflammasome signaling promotes atrial fibrillation. Circulation. 138 (20), 2227-2242 (2018).
- Purohit, A., et al. Oxidized Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II triggers atrial fibrillation. Circulation. 128 (16), 1748-1757 (2013).
- Jansen, H. J., et al. Atrial fibrillation in aging and frail mice. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 14 (9), 01077 (2021).
- Luo, T., et al. Characterization of atrial histopathological and electrophysiological changes in a mouse model of aging. International Journal of Molecular Medicine. 31 (1), 138-146 (2013).
- McCauley, M. D., et al. Ion channel and structural remodeling in obesity-mediated atrial fibrillation. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 13 (8), 00896 (2020).
- Kato, M., et al. Spectral analysis of heart rate variability during isoflurane anesthesia. Anesthesiology. 77 (4), 669-674 (1992).
- Schmeckpeper, J., et al. Abstract 11402: Targeting RyR2 to suppress ventricular arrhythmias and improve left ventricular function in chronic ischemic heart disease. Circulation. 144, 11402 (2021).
- Kim, K., et al. Abstract B-PO01-017: RyR2 hyperactivity promotes susceptibility to ventricular tachycardia in structural heart disease. Heart Rhythm. 18, 57 (2021).
