הזרקת Transthoracic Intramyocardial אולטרסאונד מונחה בעכברים
Summary
הזרקת intramyocardial מלעורית מונחה אקו מייצגת שיטה יעילה, אמינה, וניתן למקד עבור המשלוח של סוכני העברת גנים או תאים לתוך הלב העכברי. בעקבות הצעדים המפורטים בפרוטוקול זה, המפעיל יכול להיות מוכשר במהירות בטכניקה תכליתית, פולשנית זו.
Abstract
מודלים עכבריים למחלת לב וכלי דם הם חשובים לחקר מנגנוני pathophysiological ולחקור טיפולי התחדשות פוטנציאליים. ניסויים הכוללים הזרקה בשריר הלב מבוצעים כיום על ידי גישה כירורגית ישירה באמצעות פתיחת בית החזה. בעוד נוח כאשר היא מבוצעת בזמן אחר מניפולציה ניסויית כגון קשירת עורקים כלילית, את הצורך בפרוצדורה פולשנית למסירת intramyocardial מגביל עיצובים ניסיוניים פוטנציאל. עם אי פעם שיפור הרזולוציה אולטרסאונד ושיטות הדמיה לא פולשנית מתקדמות, עכשיו זה אפשרי לביצוע, הזרקת intramyocardial מלעורית מונחה אולטרסאונד באופן שיגרתי. טיפול זה יעיל ומהימן מספק סוכנים לאזור מיקוד של שריר לב. יתרונות של שיטה זו כוללים הימנעות מתחלואה ניתוחית, מתקן למקד אזורים של שריר לב באופן סלקטיבי בהנחיית אולטרסאונד, ואת ההזדמנות כדי לספק injectate לmyocardiuמ 'במרווחי זמן מרובים, שנקבע מראש זמן. בעזרת טכניקה התאמנה, סיבוכים מהזרקת intramyocardial הם נדירים, ועכברים לחזור במהירות לפעילות רגילה בהתאוששות מהרדמה. בעקבות הצעדים המפורטים בפרוטוקול זה, המפעיל עם ניסיון אקו בסיסי יכול להיות מוכשר במהירות בטכניקה תכליתית, פולשנית זו.
Introduction
מחלות לב היא סיבת מוות המובילה לגברים ולנשים בארצות הברית, והיוו 600,000 מקרי מוות בשנה 1. מודלים עכבריים למחלת לב וכלי דם הם חשובים ביותר לחקר מנגנוני pathophysiological ולחקר טיפולים פוטנציאליים. משלוח בשריר הלב של וקטורי ריפוי גנטיים, תאי גזע, RNAs שונה, וחקירת היתרי סוכנים טיפוליים אחרת של הפוטנציאל הטיפולי שלהם למחלות לב 2-7. נכון לעכשיו, יש אפשרויות מוגבלות למסירה בשריר הלב של סוכנים טיפוליים בעכברי מודל 6. הזרקת Intramyocardial תחת הדמיה ישירה היא נפוצה, אבל דורשת sternotomy או פתיחת בית החזה, והוא מוגבל לאזור החשוף של הלב. בעוד נוח כאשר היא מבוצעת בזמן אחר מניפולציה ניסויית כגון קשירת LAD, את הצורך בפרוצדורה פולשנית למסירת intramyocardial מגביל עיצובים ניסיוניים פוטנציאל ומציגהשפעות dditional מההליך (למשל, סיסטיק בשל פתיחת בית החזה). משלוח קרום הלב מלעורית של וקטורים ויראליים דווח, אבל באתר וההפצה של סוכן טיפולי אינו הומוגנית וקשה לשליטה 8. תוצאות הזרקה כלילית מלעורית בהפצה הומוגני יותר של חומר מוזרק, אבל מסירה כלילית יעילה ושחזור מאתגרות במודלים עכבריים.
כאן, אנו מתארים טכניקה סגורה חזה intramyocardial הזרקה המאפשרת מיקוד פולשנית, מפעיל המבוקר של סוכנים טיפוליים בהנחיית אולטרסאונד. הטכניקה קלה ללימוד, חוסכת את הצורך בפתיחה בית החזה או sternotomy והסיבוכים הניסיוניים הדיילת שלהם, ומספקת גמישות רבה יותר בעיתוי ובאתרים של הזרקת intramyocardial. לפיכך, הזרקת intramyocardial בסיוע אקו מייצגת שיטה טכנית פשוטה ויעילה מאוד של מניפולציהשריר לב במודלים ניסיוניים עכבריים.
Protocol
Representative Results
Discussion
ביולוגיים יכול להיות מועבר לשריר הלב על ידי הזרקה ישירה intramyocardial, הזרקת intrapericardial, או ממשל עקיף באמצעות זרם הדם. ניסויי טיפול אחרונים תא מבוסס במודלי אוטם שריר לב שתיארו גישת פתיחת בית החזה פתוחה למסירת injectate 12-14. גורם חשוב בהצלחה של התערבות טיפולית בשריר הלב תלוי…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
TWP was funded by the Irish Cardiac Society Brian McGovern Travelling Fellowship. WTP was funded by R01 HL095712 and an AHA Established Investigator Award.
Materials
| Vevo 2100 ultrasound imaging system | Visualsonics | ||
| Vevo Integrated Rail System III | Visualsonics | ||
| Microscan MS400 transducer | Visualsonics | ||
| Microscan MS550D transducer | Visualsonics | ||
| PrecisionGlide needles | BD | 305128 | 30G x 1 inch |
| 1cc slip tip syringe | Exel International | 26048 | or equivalent |
| Gastight 50ul glass syringes | Hamilton | 1705 | |
| Trypan blue stain (0.4%) | Gibco | 15250 | or equivalent |
| Isoflurane | Baxter | AHN3640 | or equivalent |
| Aquasonic 100 | Parker Laboratories | (01-08) | or equivalent |
| Polystyrene microspheres (red fluorescent) | Life Technologies | F-8842 | or equivalent |
References
- Kochanek, K. D., et al. Deaths: final data for 2009. Natl Vital Stat Rep. 60 (3), 1-117 .
- Strauer, B. E., Steinhoff, G. 10 years of intracoronary and intramyocardial bone marrow stem cell therapy of the heart: from the methodological origin to clinical practice. J Am Coll Cardiol. 58, 1095-1104 (2011).
- Cheng, K., et al. Intramyocardial autologous cell engraftment in patients with ischaemic heart failure: a meta-analysis of randomised controlled trials. Heart Lung Circ. 22 (11), 887-894 (2013).
- Fischer-Rasokat, U., et al. A pilot trial to assess potential effects of selective intracoronary bone marrow-derived progenitor cell infusion in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy: final 1-year results of the transplantation of progenitor cells and functional regeneration enhancement pilot trial in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy. Circ Heart Fail. 2, 417-423 (2009).
- Seth, S., et al. Percutaneous intracoronary cellular cardiomyoplasty for nonischemic cardiomyopathy: clinical and histopathological results: the first-in-man ABCD (autologous bone marrow cells in dilated cardiomyopathy) trial. J Am Coll Cardiol. 48, 2350-2351 (2006).
- Ladage, D., et al. Percutaneous methods of vector delivery in preclinical models. Gene Ther. 19, 637-641 (2012).
- Zangi, L., et al. Modified mRNA directs the fate of heart progenitor cells and induces vascular regeneration after myocardial infarction. Nat Biotechnol. 31, 898-907 (2013).
- Laakmann, S., et al. Minimally invasive closed-chest ultrasound-guided substance delivery into the pericardial space in mice. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 386 (3), 227-238 (2013).
- Respress, J. L., Wehrens, X. H. Transthoracic echocardiography in mice. J Vis Exp. (39), e1738 (2010).
- Wang, G., et al. Characterization of cis-regulating elements and trans-activating factors of the rat cardiac troponin T gene. J Biol Chem. 269, 30595-30603 (1994).
- Shimshek, D. R., et al. Codon-improved Cre recombinase (iCre) expression in the mouse. Genesis. 32, 19-26 (2002).
- Lichtenauer, M., et al. Intravenous and intramyocardial injection of apoptotic white blood cell suspensions prevents ventricular remodelling by increasing elastin expression in cardiac scar tissue after myocardial infarction. Basic Res Cardiol. 106 (4), 645-655 (2011).
- Herrmann, J. L., et al. Postinfarct intramyocardial injection of mesenchymal stem cells pretreated with TGF-alpha improves acute myocardial function. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 299 (1), 371-378 (2010).
- Zhou, Y., et al. Direct injection of autologous mesenchymal stromal cells improves myocardial function. Biochem Biophys Res Commun. 390 (3), 902-907 (2009).
- Campbell, N. G., Suzuki, K. Cell delivery routes for stem cell therapy to the heart: current and future approaches. J Cardiovasc Transl Res. 5 (5), 713-726 (2012).
- Hou, D., et al. Radiolabeled cell distribution after intramyocardial, intracoronary, and interstitial retrograde coronary venous delivery: implications for current clinical trials. Circulation. 112, 150-156 (2005).
- Dib, N., et al. Recommendations for successful training on methods of delivery of biologics for cardiac regeneration: a report of the International Society for Cardiovascular Translational Research). JACC Cardiovasc Interv. 3 (3), 265-275 (2010).
- Dib, N., et al. Cell therapy for cardiovascular disease: a comparison of methods of delivery. J Cardiovasc Transl Res. 4 (2), 177-181 (2011).
