Implantation d'une mini-pompe isoprotéréendale pour induire une insuffisance cardiaque chez la souris
Summary
L’administration chronique de l’isoproterenol par l’intermédiaire d’une pompe osmotique implantée a été employée largement pour imiter l’insuffisance cardiaque avancée chez les souris. Ici, nous décrivons des méthodes détaillées dans l’implantation chirurgicale de mini-pompe pour l’administration isoproterenol continue sur 3 semaines, aussi bien que, évaluation échocardiographique pour la création réussie de modèle.
Abstract
Isoproterenol (ISO), est un agoniste bêta-adrénergique non sélectif, qui est largement utilisé pour induire des lésions cardiaques chez la souris. Tandis que le modèle aigu imite la cardiomyopathie stress-induite, le modèle chronique, administré par une pompe osmotique, imite l’arrêt du coeur avancé chez l’homme. Le but du protocole décrit est de créer le modèle chronique d’insuffisance cardiaque induit e par l’ISO chez les souris à l’aide d’une mini-pompe implantée. Ce protocole a été utilisé pour induire une insuffisance cardiaque chez plus de 100 souches de souris consanguines. Les techniques sur l’implantation chirurgicale de pompe sont décrites en détail et peuvent être pertinentes à n’importe qui intéressé à créer un modèle d’insuffisance cardiaque chez les souris. En outre, les changements hebdomadaires de remodelage cardiaque basés sur des paramètres échocardiographiques pour chaque souche et le temps prévu pour le développement de modèle sont présentés. En résumé, la méthode est simple et reproductible. L’ISO continue administrée par l’intermédiaire de la mini-pompe implantée sur 3 à 4 semaines est suffisante pour induire le remodelage cardiaque. Enfin, le succès de la création du modèle ISO peut être évalué in vivo par échocardiographie sérielle démontrant l’hypertrophie, la dilatation ventriculaire et le dysfonctionnement.
Introduction
L’insuffisance cardiaque avec la fraction réduite d’éjection (HFrEF) est accompagnée d’une réponse compensatoire bien reconnue du système nerveux sympathique pour maintenir l’homéostasie cardio-vasculaire1. Le stress hémodynamique et les effets délétères sur le coeur et la circulation ont été observés avec l’activation chronique. Ceux-ci sont devenus la pierre angulaire de la pharmacothérapie contemporaine pour l’insuffisance cardiaque et sont des mécanismes importants dans la progression de l’insuffisance cardiaque et l’antagonisme thérapeutique des systèmes neurohormonaux1.
Plusieurs modèles de souris sont disponibles pour les enquêtes de base de l’insuffisance cardiaque. Les modèles génétiques sont attrayants pour explorer les thérapies moléculaires et étudier les voies de signalisation. Cependant, ces modèles peuvent ne pas être pertinents pour les formes courantes d’insuffisance cardiaque. D’autres modèles communs incluent la ligature antérieure gauche descendante (LAD) d’artère, la constriction transaortique (TAC), et l’isoproterenol (ISO), chacun visant à une étiologie pathologique différente2,3,4,5 ,6. La ligature d’artère de LAD induit un infarctus myocardique antérieur de mur créant ainsi un modèle spécifique pour la cardiomyopathie ischémique. LE TAC induit une surcharge de pression aigue pour créer un modèle hypertensif d’insuffisance cardiaque. Bien que le gradient de pression puisse être mesuré, permettant la stratification de l’hypertrophie, l’initialisme aigu de l’hypertension manque de pertinence clinique directe4. Les modèles LAD et TAC nécessitent un haut niveau d’expertise chirurgicale à exécuter. Le modèle aigu d’ISO de l’arrêt du coeur imite la cardiomyopathie stress-induite, également connue sous le nom de maladie de Takotsubo, qui est caractérisée par une augmentation marquée des catécholamines et de l’activité dans le ventricule gauche qui imite l’infarctus aigu de myocarde7, 8. En revanche, les modèles chroniques d’ISO de l’insuffisance cardiaque présentent des caractéristiques de symptômes de l’insuffisance cardiaque avancée, avec des niveaux chroniquement élevés de catécholamines1. Les avantages du modèle isO chronique sont qu’il fournit une stimulation adrénergique chronique qui imite l’insuffisance cardiaque avancée et qu’il est relativement facile à créer. L’enquêteur doit choisir un modèle qui récapitule le mieux sa pathologie d’intérêt.
L’objectif global de cette méthode est d’induire l’insuffisance cardiaque chez les souris à l’aide d’une mini pompe implantée qui libère ISO en permanence pour imiter l’activation sympathique chronique trouvée chez les patients souffrant d’insuffisance cardiaque1. La méthode est simple et reproductible. Bien qu’il y ait une variation claire entre les souches de souris, ISO administré sur 3 à 4 semaines à 30 mg/kg/jour est suffisant pour induire le remodelage cardiaque chez la plupart des souris. Plus précisément, l’ISO conduit à une phase compensatoire pro-hypertrophique au cours de la semaine 1 suivie de l’amincissement des murs, la dilatation ventriculaire et la diminution de la fonction systolique par semaine 2 et 32. Le succès de la création du modèle ISO peut être évalué in vivo par échocardiographie sérielle démontrant l’hypertrophie, la dilatation et le dysfonctionnement ventriculaire, ainsi que par l’ex vivo par l’évaluation histologique et moléculaire du tissu cardiaque récolté pour l’intramyocardial l’accumulation lipidique, la fibrose, le stress aux urgences, l’apoptose et l’expression génique9,10,11,12.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous avons appliqué cette méthode à plus de 100 souches de souris consanguines pour évaluer les résultats cardiaques dus à la stimulation bêta-adrénergique chronique2,13. Des différences significatives de susceptibilité à l’isoprotérénol sont connues pour exister parmi les souches de souris et peuvent être personnalisées à la souche d’intérêt au besoin16. Cela peut être dû à la variation de la fonction des récepteurs …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs reconnaissent le NIH K08 HL133491 pour son soutien financier.
Materials
| Micro-Osmotic Pump System with Flow Moderator in Place | Alzet | Model 1004 | Includes filling tube, flow moderator and pump body |
| (-)-Isoproterenol hydrochloride | Sigma-Aldrich | 16504-1G | (-)-Isoproterenol hydrochloride is a powder that needs to be stored at -20°C. |
| 1 ml sterile syringe | VWR | BD309602 | |
| 30 W LED Fiber optic O-ring light microscope illuminator | AmScope | SKU: LED-30WR | |
| 5-0 COATED VICRYL (polyglactin 910) Suture | Ethicon | J303H | 5-0, absorbable |
| Fine Scissors – Sharp | FST | 14060-09 | |
| Glass beads | FST | 18000-46 | |
| Hot bead sterilizers | FST | 18000-50 | |
| Iris forceps | WPI | 15915 | |
| Look Sharpoint 6-0, 18" Black Nylon Monofilament Suture | LOOK | AA-2176 | 6-0, non-absorbable |
| Needle holder | WPI | 15926 | |
| Normal Saline, 0.9% NaCl | Fisher | 89167-772 |
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