Um modelo de punção de folheto de válvula mitral transapical guiada por imagem de sobrecarga de volume controlada da regurgitação mitral no rato

Summary

Um modelo de roedor de sobrecarga de volume do coração esquerdo da regurgitação mitral é relatado. A regurgitação mitral da gravidade controlada é induzida pelo avanço de uma agulha de dimensões definidas no folheto anterior da válvula mitral, em um coração pulsante, com orientação de ultrassom.

Abstract

A regurgitação mitral (Mr) é uma lesão de válvula cardíaca amplamente prevalente, que causa remodelagem cardíaca e leva à insuficiência cardíaca congestiva. Embora os riscos de RM não corrigido e seu prognóstico ruim sejam conhecidos, as alterações longitudinais na função cardíaca, estrutura e remodelação são incompletamente compreendidas. Essa lacuna de conhecimento limitou nossa compreensão do tempo ideal para a correção da RM, e o benefício que a correção precoce versus tardia da RM pode ter no ventrículo esquerdo. Para investigar os mecanismos moleculares que estão por trás da remodelação ventricular esquerda no cenário da RM, modelos animais são necessários. Tradicionalmente, o modelo de fístula aorto-caval tem sido usado para induzir a sobrecarga de volume, que difere de lesões clinicamente relevantes, como mr. Mr. representa um estressor hemodinâmico de baixo volume de pressão, que requer modelos animais que imitam essa condição. Aqui, descrevemos um modelo de roedor de RM grave em que o folheto anterior da válvula mitral de rato é perfurado com uma agulha 23G, em um coração batendo, com orientação de imagem ecocardiográfica. A gravidade da RM é avaliada e confirmada com ecocardiografia, e a reprodutibilidade do modelo é relatada.

Introduction

A regurgitação mitral (RM) é uma lesão comum da válvula cardíaca, diagnosticada em 1,7% da população geral dos EUA e em 9% da população idosa maior que 65 anos¹. Nesta lesão da válvula cardíaca, o fechamento inadequado dos folhetos da válvula mitral em sístole, causa regurgitação de sangue do ventrículo esquerdo no átrio esquerdo. A RM pode ocorrer devido a várias etiologias; no entanto, as lesões primárias da válvula mitral (RM primária) são diagnosticadas e tratadas com maior freqüência em comparação com a RM secundária². A RM primária isolada é frequentemente resultado da degeneração miomatosa da válvula mitral, resultando em alongamento dos folhetos ou chordae tendineae, ou ruptura de alguns chordae, que contribuem para a perda de coaptação sistólica da válvula.

A RMr resultante dessas lesões da válvula eleva o volume sanguíneo preenchendo o ventrículo esquerdo em cada batimento cardíaco, aumentando o estresse da parede diastólica final e fornecendo um estressor hemodinâmico que incita a adaptação cardíaca e a remodelagem. A remodelagem cardíaca nesta lesão é frequentemente caracterizada por um alargamento significativo da câmara^3,4, hipertrofia de parede leve, com função contratativa preservada por períodos prolongados de tempo. Uma vez que a fração de ejeção é frequentemente preservada, a correção da RM usando meios cirúrgicos ou transcateter é muitas vezes retardada, até o início de sintomas como dispnéia, insuficiência cardíaca e arritmias. No entanto, a RM não corrigida está associada a altos riscos de eventos adversos cardíacos, embora atualmente o conhecimento sobre as mudanças ultraestruturais subjacentes a esses eventos seja desconhecido.

Os modelos animais de RM fornecem um modelo valioso para investigar tais alterações ultraestruturais no coração, e estudar a progressão longitudinal da doença. Anteriormente, os pesquisadores induziram a RM em animais de grande porte, incluindo suínos, cães e ovelhas, criando um shunt ventriculo-atrial externo⁵, ruptura intracardíaca do acorde⁶, ou perforação de^folheto7. Embora as técnicas cirúrgicas sejam mais fáceis em animais de grande porte, esses estudos têm sido limitados ao acompanhamento subcrônico em um pequeno tamanho amostral, devido aos altos custos de realização desses estudos em animais de grande porte. Além disso, a análise molecular dos tecidos desses modelos é muitas vezes desafiadora devido a anticorpos específicos de espécies limitadas e bibliotecas de genomas anotados para alinhamento.

Pequenos modelos animais de RM podem fornecer uma alternativa adequada para estudar esta lesão valvar e seu impacto na remodelagem cardíaca. Historicamente, o modelo de rato de fístula aorto-caval (ACF) de sobrecarga de volume cardíaco tem sido usado. Descrita pela primeira vez em 1973 por Stumpe et al.⁸, uma fístula arterio-venosa é cirurgicamente criada para contornar o sangue arterial de alta pressão da aorta descendente para a veia cava inferior de baixa pressão. A alta taxa de fluxo na fístula induz uma drástica sobrecarga de volume em ambos os lados do coração, causando hipertrofia ventricular direita e esquerda significativa e disfunção ocorrida dentro de dias após a criação do ACF⁹. Apesar de seu sucesso, a ACF não imita a hemodinâmica da RM, uma sobrecarga de volume de baixa pressão, que eleva a pré-carga, mas também reduz a pós-carga. Devido a tais limitações do modelo ACF, buscou-se desenvolver e caracterizar um modelo de RM que imitasse melhor a sobrecarga de volume de baixa pressão.

Aqui descrevemos o protocolo para um modelo de punção de folheto de válvula mitral para criar RM grave em ratos^10,11. Uma agulha hipodérmica foi introduzida no coração de rato batendo, e avançou para o folheto da válvula mitral anterior sob orientação ecocardiográfica em tempo real. A técnica é altamente reproduzível e um modelo relativamente bom que imita a RM como visto em pacientes. A gravidade da RM é controlada pelo tamanho da agulha usada para perfurar o folheto mitral e a gravidade da RM pode ser avaliada utilizando-se a ecocardiografia transesofágica (TEE).

Protocol

Os procedimentos foram aprovados pelo Programa de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Emory sob o protocolo número EM63Rr, data de aprovação 06/06/2017. 1. Preparação pré-cirúrgica O vapor esteriliza os instrumentos cirúrgicos antes do procedimento. No dia do procedimento, transfira ratos da casa para a cirurgia, e pese-os. Desenhe medicamentos pré-operatórios e pós-operatórios de acordo com o peso: duas doses de Carprofen (2,5 mg/kg cada), uma d…

Representative Results

Viabilidade e reprodutibilidadeO modelo de RM proposto é altamente reproduzível, com um orifício bem definido no folheto mitral alcançado em 100% dos ratos utilizados neste estudo. A Figura 6A retrata a direção da agulha como ela é inserida na válvula mitral. A Figura 6B retrata um furo no folheto da válvula mitral de um rato representativo explantado 2 semanas após…

Discussion

É relatado um modelo de roedor reprodutível de RM grave com boa sobrevida (93,75% de sobrevivência após a cirurgia) e sem complicações pós-operatórias significativas. Imagens em tempo real com ecocardiografia transesofágica e introdução de uma agulha no coração pulsante para perfurar o folheto mitral são viáveis e podem ser ensinadas. A RM grave foi produzida com o tamanho da agulha de 23 G neste estudo, que pode ser variado conforme desejado usando uma agulha menor ou maior. A RM induzida neste modelo cri…

Materials

23G needle	Mckesson	16-N231
25G needle, 5/8 inch	McKesson	1031797
4-0 vicryl	Ethicon	J496H
6-0 prolene	Ethicon	8307H
70% ethanol	McKesson	350600
ACE Light Source	Schott	A20500
ACUSON AcuNav Ultrasound probe	Biosense Webster	10135936	8Fr Intracardiac echo probe
ACUSON PRIME Ultrasound System	Siemens	SC2000
Betadine	McKesson	1073829
Blunted microdissecting scissors	Roboz	RS5990
Buprenorphine	Patterson Veterinary	99628
Carprofen	Patterson Veterinary	7847425
Chest tube (16G angiocath)	Terumo	SR-OX1651CA
Disposable Surgical drapes	Med-Vet	SMS40
Electric Razor	Oster	78400-XXX
Gentamycin	Patterson Veterinary	78057791
Heat lamp with table clamp	Braintree Scientific	HL-1 120V
Hemostatic forceps, curved	Roboz	RS7341
Hemostatic forceps, straight	Roboz	RS7110
Induction chamber	Braintree Scientific	EZ-1785
Injection Plug, Cap, Luer Lock	Exel	26539
Isoflurane	Patterson Veterinary	6679401725
Mechanical ventilator	Harvard Apparatus	Inspira ASV
Microdissecting forceps	Roboz	RS5135
Microdissecting spring scissors	Roboz	RS5603
Needle holder	Roboz	RS6417
No. 15 surgical blade	McKesson	1642
Non-woven sponges	McKesson	446036
Otoscope	Welch Allyn	23862
Oxygen	Airgas Healthcare	UN1072
Pulse Oximeter	Nonin Medical	2500A VET
Retractor, Blunt 4×4	Roboz	RS6524
Rodent Surgical Monitor	Indus Instruments	113970	The integrated platform allows for monitoring of vital signs and surgical warming
Scale	Salter Brecknell	LPS 150
Scalpel Handle	Roboz	RS9843
Silk suture 3-0	McKesson	220263
Small Animal Anesthesia System	Ohio Medical	AKDL03882
Sterile saline (0.9%)	Baxter	281322
Sugical Mask	McKesson	188696
Surgical cap	McKesson	852952
Surgical gloves	McKesson	854486
Syringe 10mL	McKesson	1031801
Syringe 1mL	McKesson	1031817
Ultra-high frequency probe	Fujifilm Visualsonics	MS250
Ultrasound gel	McKesson	150690
VEVO Ultrasound System	Fujifilm Visualsonics	VEVO 2100