Modelo suíno de aneurisma aórtica abdominal infra-renal
Summary
Este modelo novo cria aneurismas abdominais infra-renais robustos no suíno usando uma combinação de angioplastia do balão, perfusão elastase/collagenase, aplicação tópica da elastase, e administração do composto oral β-aminopropionitrile, que interfere com a cruz-ligação do colágeno.
Abstract
Grandes modelos animais para estudar aneurismas da aorta abdominal são escassos. O objetivo deste modelo é criar aneurismas de aorta abdominal infra-renal reproduzíveis e clinicamente significativos (AAA) em suínos. Para conseguir isso, usamos uma combinação de angioplastia balão, elastase e colagem, e um inibidor de oxidase de lysyl, chamado β-aminopropionitrile (BAPN), para criar aneurismas aórticos infrasres clinicamente significativos, análogos à doença humana.
Suínos machos não castrados são alimentados com BAPN por 7 dias antes da cirurgia para alcançar um estado estável no sangue. Uma laparotomia midline é realizada e a aorta infra-renal é circunferentially dissecada. Uma medida inicial é registrada antes da indução do aneurisma com uma combinação de angioplastia balão, elastase (500 unidades)/colagem (8000 unidades) perfusão e aplicação tópica de elastase. Os suínos são alimentados com BAPN diariamente até o procedimento terminal no dia pós-operatório 7, 14 ou 28, momento em que o aneurisma é medido, e tecidos adquiridos. Os porcos BAPN + cirurgia são comparados aos porcos que se submeteram à cirurgia sozinho.
Os suínos tratados com BAPN e a cirurgia tiveram uma dilatação aórtica média de 89,9% ± 47,4% no dia 7, 105,4% ± 58,1% no dia 14 e 113,5% ± 30,2% no dia 28. Os porcos tratados com cirurgia sozinho tiveram aneurismas significativamente menores comparados aos animais de BAPN + cirurgia no dia 28 (p < 0.0003). O grupo bapn + cirurgia teve evidências macroscópicas e imunohistoquímicas da doença aneurismal em estágio final.
AAA infra-renal clinicamente significativa pode ser induzida por meio de angioplastia balão, perfusão de elastase/colagem e aplicação tópica, complementada com BAPN oral. Este modelo cria a AAA grande, clìnica significativa com características da doença humana. Isso tem implicações importantes para a elucidação da patogênese aAA e testes de novas terapias e dispositivos para o tratamento da AAA. As limitações do modelo incluem variação na BAPN ingerida por suínos, qualidade de perfusão de elastase e custo da BAPN.
Introduction
De acordo com o Center for Disease Control (CDC), aneurismas da aorta (AA) são uma das principais causas de morte nos Estados Unidos e representam uma carga significativa da doença1. Um aneurisma da aorta é definido como uma dilatação de uma porção discreta do lumen da embarcação por sobre 50%2. Um subconjunto de AA no abdômen, referido como aneurismas da aorta abdominal (AAA) são uma preocupação crescente. AAA permanece clinicamente silenciosa até a ruptura ou dissecação iminente, com início agudo, dor abdominal intensa geralmente sendo o único sintoma de apresentação3,4. Ruptura da AAA é quase sempre fatal, com uma taxa de mortalidade de 90%5. A cirurgia aberta ou endovascular é a única opção terapêutica para pacientes, e pode ser um procedimento altamente mórbido. Importante, AAA são uma das poucas doenças cardiovasculares sem terapia médica para a cura.
Até o momento, grande parte da pesquisa sobre a patogênese da AAA tem se concentrado em modelos de roedores, usando elastase, que é uma enzima que degrada a elastina encontrada dentro da mídia da aorta, para induzir aneurismas. 6,7 No entanto, a traduzbilidade clínica de pequenos modelos animais para a doença aneurismal humana é restrita, como avaliação de mudanças estruturais na aorta, e a hemodinâmica alterada é limitada devido ao tamanho. Devido à semelhança anatômica e de tamanho, o sistema circulatório suíno correlaciona-se melhor com a biologia humana do que os roedores8. Grandes modelos animais permitem uma maior compreensão dos mecanismos celulares do processo da doença, podem ser usados desenvolver novos tratamentos em doses terapêuticas para grandes mamíferos, e testar dispositivos de reparação mecânica, o que não seria viável em pequenos modelos animais. Além disso, a natureza aguda dos modelos de roedores não replica as características crônicas e patológicas da doença aneurismal humana.
A combinação de elastase e um composto chamado β-aminopropionitrile (BAPN) revolucionou os modelos murine AAA, criando aneurismas maiores e contêm sequelas de doença aneurismal crônica, incluindo trombode mural, dissecção e ruptura9. Bapn é um inibidor da oxidase de lisíldeo, que é essencial para crosslinking colágeno, um componente crucial da parede da aorta10,11,12. A atividade oxidase de lysyl diminui com o envelhecimento e dada a associação de idade e a naturezacrônica do complicado AA, a BAPN tem um grande potencial para imitar experimentalmente os efeitos do envelhecimento9,13,14. O uso de BAPN e sua capacidade de replicar doenças crônicas em um ambiente subagudo oferece uma nova vantagem sobre os modelos animais alternativos de grande aaa. Em comparação com outros modelos suínos estabelecidos da AAA, este modelo cria os maiores aneurismas comcaracterísticas da doença em estágio terminal, e os resultados foram publicados anteriormente8,11,15.
Ao conferir certas vantagens, recursos significativos e investimento são necessários para concluir com sucesso este modelo que pode dissuadir alguns investigadores. Entre esses recursos estão o acesso a salas de cirurgia, cirurgiões qualificados e provedores de anestesia, habitação animal e pessoal veterinário para ajudar com cuidados pós-operatórios. Além disso, o custo da BAPN pode ser proibitivamente caro para alguns laboratórios.
Poucos grandes modelos animais existem para estudar a fisiopatologia complexa da formação AAA e traduzir a doença humana. Grandes modelos animais de AAA são fundamentais para ajudar a avaliar a viabilidade de novas tecnologias e tratamentos para doenças humanas. Portanto, o objetivo deste estudo foi criar um modelo reproduzível de estágio avançado infra-renal AAA em suínos. A justificativa para o uso da BAPN e do modelo suíno elastase é entender melhor a fisiopatologia da AAA imitando a natureza crônica e as sequelas da doença aneurismal humana em um ambiente agudo ou subagudo, bem como testar novas terapias e dispositivos para AAA Tratamento.
Protocol
Representative Results
Discussion
Um modelo novo de AAA infrarenal no suíno foi criado usando uma combinação de angioplastia do balão, perfusão e elastase tópica, e dietética como BAPN. Usando este modelo, a dilatação da aorta de >100% foi alcançada com características brutas e histológicas da doença aneurismal humana crônica. Este modelo fornece uma porta de entrada para entender melhor a fisiopatologia complexa da AAA e traduzir terapias potenciais para a doença humana.
Modelos anteriores de AAA em suínos for…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos anthony herring e Cindy Dodson por seu conhecimento e experiência técnica.
Fontes de financiamento:
O financiamento para este estudo foi fornecido pelo National Heart, Lung, and Blood Institute do Instituto Nacional de Saúde o Prêmio Nº. T32HL007849 e Grant Nos. R01HL081629-07 (G.R.U.) e R01HL124131-01 (G.R.U.).
Materials
| Arrow Ergo Pack System | Arrow | CDC-21242-X1A | Just need 7 Fr dilator |
| Atlas PTA Balloon dilation catheter | Bard | AT-120184 | 16 mm x 4 cm x 120 cm |
| Bovie electrocautery | Bovie Medical | A2350 | |
| Collagenase Type 1 (5 gm) | Worthington | LS004196 | |
| Crile Needle drviers | MFI medical | 61-2201 | |
| DeBakey Atraumatic Forceps | MFI medical | 52-4977 | |
| DeBakey Peripheral Vascular Clamp | Medline | MDS1318119 | |
| Glidewire | Terumo Interventional Systems | GS3506 | outer Wire diameter 0.035 mm, Length 150 cm |
| GraphPad Prism 6 | GraphPad Software Inc. La Jolla, Calif) | statistical software | |
| Metzenbaum Scissors | MFI medical | 61-0004 | |
| Mayo-Hegar Needle Holder | tiger medical | N407322 | |
| Micropuncture Introducer Set | Cook | G47946 | |
| Mixter Forceps, Standard Grade, Right angle | Cole-Parmer | UX-10818-16 | |
| Monocryl suture | Ethicon | Y496G-BX | 4-0 monocryl |
| PDS II suture | Ethicon | D8926 | Number 1 looped |
| Porcine Pancreatic Elastase | Sigma-Aldrich | E0258-50 MG | |
| Satinsky Vascular Clamps | Medline | MDs5632515 | |
| Suction canister | Cardinal Health | 65651212 | |
| Schuco Aspirator | MFI medical | S430A | |
| Vicryl suture | Ethicon | J789D-SD | 2-0 vicryl |
| Yankauer Suction tube | Sklarcorp | 07-1801 |
References
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