Um modelo murino de isquemia-reperfusão, através da ligadura da artéria Descendente Anterior Esquerda

Summary

Nós introduzimos um método cirúrgico para induzir experimental de isquemia / reperfusão (I / R) prejuízo para simular o infarto do miocárdio (MI) em modelos de mouse que permite uma maior clareza no posicionamento da ligadura na artéria descendente anterior esquerda (LAD) para aumentar a reprodutibilidade de experimentos MI em camundongos.

Abstract

Infarto agudo do miocárdio ou crônica (MI) são eventos cardiovasculares, resultando em altas taxas de morbidade e mortalidade. Estabelecer os mecanismos patológicos no trabalho durante MI e desenvolvimento de abordagens terapêuticas eficazes requer metodologia para simular reproducibly a incidência clínica e refletir as alterações fisiopatológicas associadas ao MI. Aqui, nós descrevemos um método cirúrgico para induzir MI em modelos de rato que pode ser utilizado para a curto prazo de isquemia-reperfusão (I / R), bem como lesões de ligação permanente. A principal vantagem deste método é o de facilitar a localização da artéria descendente anterior esquerda (LAD) para permitir a ligação exacta desta artéria para induzir isquemia no ventrículo esquerdo do coração do rato. Posicionamento preciso da ligadura sobre o LAD aumenta a reprodutibilidade do tamanho do infarto e, portanto, produz resultados mais confiáveis. Maior precisão na colocação da ligadura vai melhorar as abordagens cirúrgicas padrão para simular MI em camundongos, thus reduzir o número de animais experimentais necessárias para estudos estatisticamente relevantes e melhorar a nossa compreensão dos mecanismos que produzem a disfunção cardíaca após IAM. Este modelo do rato de MI também é útil para o teste pré-clínico de tratamentos que visam dano miocárdico seguinte MI.

Introduction

Os modelos animais de infarto do miocárdio (IM) são importantes na investigação da fisiopatologia complexo de doença isquêmica do coração ^1. Isquemia-reperfusão (I / R) lesão é um dos principais contribuintes do dano miocárdico gerado durante MI. A lesão de isquemia inicial produzida por oclusão da circulação coronária pode ser minimizada em pacientes MI pelo uso de angioplastia para restabelecer a perfusão de uma forma atempada. Embora esta intervenção reduziu muito o número de mortes devido a infarto agudo do miocárdio, a restauração do fluxo sanguíneo para a área a presença de isquemia em I / R lesão que leva à morte dos cardiomiócitos. Esta perda de massa do miocárdio contribui para a diminuição do débito cardíaco e da progressão para insuficiência cardíaca. Assim, o estudo dos mecanismos que resultam na morte de cardiomiócitos a partir de I / R lesão é uma importante linha de investigação na pesquisa cardiovascular. Ligadura coronária cirúrgica é uma técnica experimental útil para induzir modelos de MI em vários tipos de animais, including o rato, cão e porco. Publicações em laboratórios diferentes introduziram vários métodos no estabelecimento do modelo de coração de ratos I / R lesão ^2,3. A fim de ter uma visão sobre esses mecanismos, devemos ter acesso a modelos animais de confiança que podem reproduzir vários aspectos do MI patologia. O desenvolvimento de tais modelos é também essencial para testar abordagens terapêuticas para o tratamento de infarto do miocárdio e lesão associada I / R.

A maioria das técnicas cirúrgicas disponíveis atualmente para simular MI em animais experimentais envolvem dissecção cirúrgica na cavidade torácica para expor a artéria anterior esquerda (LAD) descendente, que depois é obstruído por uma ligadura por período definido no tempo para produzir o evento isquêmico. Em seguida que a ligadura pode ser removida para permitir a reper fusão da área isquémica e geração de I / R lesão. Uma grande limitação destas abordagens em que a posição da literatura sobre a LAD não é sempre reproduzido com precisão, o quepodem dar origem a variações na gravidade da MI induzida por esta abordagem. A maioria das técnicas disponíveis apenas descrito geralmente a localização aproximada da ADA na parede anterior do coração. Como a ramificação ea direcção da ADA pode variar em animais individuais no local, nem sempre é fixo e pode ser facilmente confundida ^4,5, conduzindo a potenciais complicações durante a cirurgia ^6. As consequências da colocação imprópria da ligadura pode ser executado a partir de variabilidade no tamanho do enfarte induzido no interior do ventrículo esquerdo para comprometer completamente a especificidade do modelo. Aqui apresentamos um método modificado para miocárdio I / R e ligadura permanente em ratos que permite uma maior precisão da colocação da ligadura sobre o LAD. Através da aplicação de métodos específicos para a incisão inicial e esvaziamento interno, bem como a utilização de manipulações para levantar as aurículas para permitir uma melhor apreciação da LAD e o local em que ele emerge da aorta. Estabelecendo aposição sobre a LAD e a sua origem proporciona a oportunidade para ligar o LAD de uma forma reprodutível. Este modelo de enfarte I / R e a ligação permanente, não só diminui a variação no tamanho do enfarte após a cirurgia, mas também pode diminuir a incidência de sangramento excessivo durante a operação.

Protocol

Este protocolo animal foi aprovado e está em conformidade com as diretrizes e regulamentos estabelecidos pela Animal Care e Use Comitê Institucional (IACUC) no The Ohio State University. Todas as políticas desenvolvidas pelo IACUC locais estão em conformidade com o Guia de Experimentação Animal desenvolvido pela Office of Laboratory Animal Welfare no National Institutes of Health. 1. Anestesia e entubação endotraqueal Autoclave todos os instrumentos e material cirúrgico a…

Representative Results

Após 24 horas de reperfusão, a análise do tamanho do infarto e da área em risco (AAR), por phthalo corante azul e cloreto de trifenil tetrazólio (TTC), ligadura da LAD pode ser confirmada pela observação de branqueamento de tecido do miocárdio distal à sutura bem como disfunção da parede anterior. A reperfusão pode ser verificado pelo retorno da cor vermelha para o tecido do miocárdio e a demonstração de alguma recuperação do anterior movimento da parede. As áreas de infart…

Discussion

Rato modelos de isquemia-reperfusão do miocárdio são um método eficaz para a pesquisa cardiovascular para simular doença cardíaca aguda ou crônica clínica ^13,14. Esforço significativo tem sido aplicada para desenvolver e refinar abordagens cirúrgicas que produzem eventos isquêmicos e danos de reperfusão nos corações de vários tipos de animais diferentes. Embora existam vantagens particulares para o uso de sistemas diferentes animais, o rato tem características que levaram a extensa interesse e…

Materials

PhysioSuite with RightTemp Homeothermic Warming	Kent Scientific Corp	PS-RT
Light source	Zeiss	KL 1500 LCD
Mouse Heart Slicer Matrix	Zivic Miller	HSMS001-1
Micro Tray – Base, Lid, & Mat (6.0 x 10 x 0.75)	Fine Science Tools	6100A
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride	Sigma Aldrich	T8877
Buprenorphine (Buprenex Injectable)	Reckitt Benkiser Healthcare	NDC 12496-0757-1
bupivacaine	Hospira	NDC 0409-1163-01
Isoflurane	Abbott	NDC 5260-04-05
Betadine Soultion	Purdue Pharma	25655-41-8
Mouse Cardiac Troponin T(cTnT) ELISA	Kamiya Biomedical Company	KT-58997
Fine Scissors	Fine Science Tools	14040-10
Dumont #5 Forceps	Fine Science Tools	11251-30
Dumont #3 Forceps	Fine Science Tools	11231-30
Castroviejo Micro Needle Holders	Fine Science Tools	12060-01
Slim Elongated Needle Holder	Fine Science Tools	12005-15
Round Handled Needle Holders	Fine Science Tools	12075-12
Omano Trinocular Stereoscope	Microscope.com	OM99-V6
SB2 Boom Stand with Universal Arm	Microscope.com	V6
Tracheal Tube, 0.5mm, 1/16in Y	Kent Scientific Corp	RSP05T16
Anesthesia Systems for Rodents and Small Animals	VetEquip, Inc	901807
4-0 silk taper suture	Sharpoint™ Products	DC-2515N
6-0 silk taper suture	Sharpoint™ Products	DC-2150N