Un modelo mínimamente invasivo de estenosis aórtica en cerdos
Summary
Este protocolo describe un procedimiento quirúrgico mínimamente invasivo para la banda aórtica ascendente en cerdos.
Abstract
Los modelos animales grandes de insuficiencia cardíaca juegan un papel esencial en el desarrollo de nuevas intervenciones terapéuticas debido a su tamaño y similitudes fisiológicas con los humanos. Los esfuerzos se han dedicado a crear un modelo de insuficiencia cardíaca inducida por sobrecarga de presión y banda aórtica ascendente mientras aún es supracoronaria y no es una imitación perfecta de la estenosis aórtica en humanos, que se asemeja mucho a la condición humana.
El propósito de este estudio es demostrar un enfoque mínimamente invasivo para inducir sobrecarga de presión ventricular izquierda mediante la colocación de una banda aórtica, calibrada con precisión con sensores de presión de alta fidelidad introducidos percutáneamente. Este método representa un refinamiento del procedimiento quirúrgico (3R), lo que resulta en gradientes transestenóticos homogéneos y una menor variabilidad intragrupo. Además, permite una recuperación rápida y sin incidentes de los animales, lo que conduce a tasas de mortalidad mínimas. A lo largo del estudio, los animales fueron seguidos hasta 2 meses después de la cirugía, empleando ecocardiografía transtorácica y análisis de asa presión-volumen. Sin embargo, se pueden lograr períodos de seguimiento más largos si se desea. Este modelo animal de gran tamaño resulta valioso para probar nuevos fármacos, en particular los dirigidos a la hipertrofia y a las alteraciones estructurales y funcionales asociadas a la sobrecarga de presión del ventrículo izquierdo.
Introduction
La insuficiencia cardíaca (IC) es una enfermedad potencialmente mortal que afecta a millones de personas en todo el mundo, causandoimportantes impactos sociales y económicos. Una de sus etiologías significativas es la valvulopatía aórtica o estenosis aórtica (EA). La estenosis aórtica es más prevalente en edades avanzadas y se ubica como la segunda lesión valvular más común en los Estados Unidos. La mortalidad relacionada con la EA también ha aumentado en Europa, especialmente en los países que no tienen acceso a procedimientos intervencionistas recientes2. Dada la complejidad de la IC y la escasez de innovaciones terapéuticas, existe una necesidad apremiante de modelos animales fiables que puedan replicar la condición humana y facilitar la prueba de nuevas intervenciones3. Si bien los modelos de roedores superan en número a los modelos de animales grandes, estos últimos ofrecen varias ventajas debido a su tamaño y similitudes fisiológicas, lo que permite probar dosis de medicamentos y dispositivos médicos destinados al uso humano.
El objetivo de este método es establecer un modelo reproducible de banda aórtica ascendente (AAB) aplicable a la mayoría de las especies animales de gran tamaño utilizadas en la investigación biomédica. En este estudio, el procedimiento se demuestra en cerdos utilizando un enfoque mínimamente invasivo, adhiriéndose a los principios de las 3R (reemplazo, reducción y refinamiento4). Este enfoque garantiza la creación de un gradiente de presión preciso, lo que resulta en una alta reproducibilidad (lo que podría reducir el número de animales necesarios). Además, la pequeña incisión quirúrgica (2-3 cm) minimiza la agresión quirúrgica, mejorando el bienestar de los animales en comparación con abordajes más agresivos como la esternotomía y las toracotomías más grandes5 (refinamiento). Además, proporcionar una demostración en video del método, junto con descripciones detalladas en la literatura, podría reducir la necesidad de animales utilizados únicamente con fines de entrenamiento (reemplazo), disminuyendo aún más el uso de animales. Este modelo se puede adaptar para diferentes cepas/razas porcinas con distintas tasas de crecimiento e induce una sobrecarga de presión sostenida, lo que conduce a una hipertrofia significativa después de 1 o 2 meses de seguimiento.
Los métodos actuales emplean la estenosisfija 6, sin tener en cuenta la variabilidad del tamaño de los animales, o calculan el gradiente utilizando lecturas de presión llenas de fluido7, que son menos fiables que los sensores de presión de alta fidelidad y son susceptibles a la amortiguación de la señal8. Otro enfoque utiliza una sola medición de presión distal a la estenosis5. Sin embargo, la calibración de la estenosis a través de señales simultáneas de presión proximal y distal utilizando sensores de presión de alta fidelidad administrados percutáneamente representa una optimización sustancial del protocolo, lo que resulta en una mejor homogeneidad del grupo. Al demostrar visualmente este método, otros investigadores deberían ser capaces de replicarlo sin obstáculos significativos, aumentando la disponibilidad de este modelo y promoviendo la aplicación de los principios de las 3R.
Protocol
Representative Results
Discussion
En los últimos años, varios estudios han utilizado la banda aórtica quirúrgica como modelo para la sobrecarga de presión del ventrículo izquierdo y la insuficiencia cardíaca (descendente9 a la aorta ascendente10), lo que permite a los investigadores obtener varios fenotipos adaptados a sus necesidades específicas. Aunque el uso de estos modelos requiere equipos costosos y conocimientos especializados, la información que proporcionan es invaluable. El cerdo, debido …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado y financiado por el proyecto QREN 2013/30196, la Fundación Bancaria “la Caixa”, el proyecto de la Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), LCF/PR/HP17/52190002. JS y EB recibieron el apoyo del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en el marco del acuerdo de subvención Marie Sklodowska-Curie n.º 813716. PdCM contó con el apoyo del proyecto MEDIATOR (LSHM 21016) de Stichting Life Sciences Health (LSH)-TKI.
Materials
| 3-0 PDS II suture | Ethicon | Z683G | Aorta banding |
| 5-0 prolene | Ethicon | 7472H | Aorta banding |
| ACUSON NX2 Ultrasound System | Siemens | (240)11284381 | Vascular Access and Echocardiography |
| Arterial Extension 200 cm | PMH | 303.0666 | Anesthesia Maintenance |
| Atlan A300 Ventilator | Draeger | 8621300 | Ventilation |
| Bone cutters | Fehling | AMP 367.00 | Aorta banding |
| Cefazolin 1000 mg | Labesfal | 100063 | Antibiotic |
| Chlorhexidine 4% Wash Solution | AGA | 19110008 | Cleaning |
| Doyen Intestinal Forceps | Aesculap | EA121R | Intubation |
| Echogenic Introducer Needle | Teleflex | AN-04318 | Vascular Access |
| Endotracheal tube | Intersurgical | 8040070 | Intubation |
| ePTFE vascular graft (5 mm x 40 cm) | GORE-TEX | S0504 | Aorta banding |
| Extension line 100 cm | PMH | 303.0394 | Anesthesia Induction |
| F.O. Laryngoscope | Luxamed | E1.317.012 | Intubation |
| F.O. Miller Blade 4 204 x 17 mm | Luxamed | 3 | Intubation |
| Fenestrated Sterile Drape | Bastos Viegas | 4882-256 | Aseptic Technique |
| Fentanyl 0.5 mg/10 mL | B.Braun | 5758883 | Anesthesia / Analgesia |
| Guidewire 260 cm J-tip | B.Braun | J3 FC-FS 260-035 | Left Ventricle catheterization |
| Infusomat Space Infusion Pump | B.Braun | 24101800 | Fluids / Drug administration |
| Intercostal retractor | Fehling Surgical | MRP-1 | Thoracotomy |
| Introcan Certo IV Catheter 20G | B.Braun | 4251326 | Fluids / Drug administration |
| Isotonic Saline Solution 0.9% | B.Braun | 5/44929/1/0918 | Fluids / Drug administration |
| Ketamidor 100 mg/mL | Richter pharma | 1121908AB | Anesthesia Induction |
| L10-5v Linear Transducer | Siemens | 11284481 | Vascular Access |
| Midazolam 15 mg/3 mL | Labesfal | PLB762-POR/2 | Anesthesia Induction |
| Mikro-cath | Millar | 63405(1) | Pressure recording |
| MP1 guide catheter 6 Fr | Cordis | 67027000 | Left Ventricle catheterization |
| Needle Holder | Fehling Surgical | ZYY-5 | Aorta banding |
| Non-woven adhesive | Bastos Viegas | 442-002 | Fluids / Drug administration |
| P4-2 Phased Array Transducer | Siemens | 11284467 | Echocardiography |
| Perfusor Compact Syringe Perfusion Pump | B.Braun | 8717030 | Fluids / Drug administration |
| Pressure Signal Conditioner | ADinstruments | PCU-2000 | Pressure recording |
| Propofol Lipuro 2% | B.Braun | 357410 | Anesthesia Maintenance |
| Radifocus Introducer II Standard Kit B – Introducer Sheath | Terumo | RS+B60K10MQ | Vascular Access |
| Radiopaque marker | Scanlan | 1001-83 | Aorta banding |
| Scissors | Fehling Surgical | Thoracotomy | |
| Skinprep (Chlorhexidine 2% / 70% Isopropyl alcohol) | Vygon | SKPC015ES | Disinfection |
| Stopcock manifold (3 ports) | PMH | 310.0489 | Fluids / Drug administration |
| Straight forceps | Fehling Surgical | ZYY-1 | Thoracotomy |
| Stresnil 40 mg/mL | ecuphar | 572184.2 | Anesthesia Induction |
| Syringe Luer Lock 20 cc | Omnifix B.Braun | 4617207V | Anesthesia Induction |
| Syringe Luer Lock 50 cc | Omnifix B.Braun | 4617509F | Anesthesia Maintenance |
| Transdermal fentanyl Patch 50 mcg/h | Mylan | 5022153 | Analgesia |
| Ultravist | Bayer | KT0B019 | Angiography |
| Universal Hemostasis Valve Adapter | Merit Medical | UHVA08 | Left Ventricle catheterization |
| Velcro Limb Immobilizer | PMH | SU-211 | Animal stabilization |
| Venofix A, 21 G | B.Braun | 4056337 | Anesthesia Induction |
| Vista 120S Patient Monitor | Draeger | MS32997 | Monitoring |
| Weck titanium clip | Teleflex | 523760 | Aorta banding |
| Weck titanium clip applier | Teleflex | 523166 | Aorta banding |
| Zhiem Vision | Iberdata | N/A | Fluoroscopy |
References
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