A highly reproducible model for myocardial infarction in mice with minimal invasive manipulations is described. The model can be easily performed, resulting in a high reproducibility and survival rate. Thus, the described model will reduce the number of required animals as requested by the 3R principle (Replacement, Refinement and Reduction).
L'infarctus du myocarde reste la principale cause de décès dans les pays occidentaux, en dépit des progrès considérables dans le domaine du développement de stent dans les dernières décennies. Pour des précisions sur les mécanismes sous-jacents et le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques, la disponibilité de modèles animaux valides sont obligatoires. Depuis que nous avons besoin de nouvelles idées dans pathomécanismes de maladies cardiovasculaires sous les conditions in vivo pour lutter contre l'infarctus du myocarde, la validité du modèle animal est un aspect crucial. Toutefois, la protection des animaux sont très pertinents dans ce contexte. Par conséquent, nous établissons un modèle minimalement invasive et simple d'infarctus du myocarde chez les souris, qui assure une haute reproductibilité et le taux de survie des animaux. Ainsi, ces modèles répond aux exigences du principe des 3R (remplacement, raffinement et réduction) pour les expérimentations animales et d'assurer l'information scientifique nécessaire à la poursuite développement de stratégies thérapeutiques pour cardiovasculaire maladies.
L'infarctus du myocarde est une des principales causes de décès dans les pays industrialisés. Malgré des progrès indéniables des approches diagnostiques et thérapeutiques, les maladies cardiovasculaires demeurent la principale cause de mortalité. Compte tenu de l'espérance de vie améliorée et les risques liés à la vie, il est prévu une augmentation continue de l'incidence des maladies cardiovasculaires à l'avenir. Par conséquent, il existe un fort besoin pour établir et valider de nouvelles approches pour le traitement de maladies cardiovasculaires. Les informations des études humaines souffrent de ses limites, ces études sont généralement insuffisantes pour expliquer et comprendre les mécanismes à l'échelle moléculaire, étant incapable de fournir des solutions à ces problèmes de santé majeurs.
En outre, la recherche fondamentale a été limitée en raison de la complexité et de la difficulté à reproduire les mécanismes de la maladie cardiovasculaire dans le laboratoire. Par conséquent, pour accroître nos connaissances sur la physiopathologie des maladies cardioles maladies vasculaires, il est essentiel de valider des modèles animaux 1,2. Toutefois, afin d'identifier tous les cascades d'événements moléculaires impliqués dans la guérison après un infarctus du myocarde, l'analyse à différents points dans le temps est nécessaire, provoquant un grand nombre d'expérimentations animales.
D'infarctus du myocarde expériences sont souvent réalisées à l'aide de modèles animaux. Induire un infarctus du myocarde chez les petits animaux 3-11 est le modèle le plus approprié et efficace utilisé pour enquêter sur les événements cellulaires et moléculaires que les grands modèles animaux. En outre, aucune autre espèce présente la disponibilité de souches transgéniques ou knock-out que les souris 12. Ces modèles de souris sont très utiles dans d'autres maladies, y compris des pathologies cardio-vasculaires (telles que l'athérosclérose, la resténose en stent) 13,14. En outre, la période de grossesse à faible et le nombre élevé de descendances qualifient modèles de souris comme système le plus attrayant pour étudier les mécanismes moléculaires de l'INFA infarctusrction 12.
Néanmoins, la taille du cœur chez les souris attend haute précision de manipulation lors de la microchirurgie. Enseigner ce personnel de chirurgie qualifiés et compétents est un temps et processus de travail intensif. Par conséquent, nous présentons ici une procédure de microchirurgie détaillée, y compris des conseils et astuces pour guider les collaborateurs, même avec des qualifications moyennes, comme les étudiants ou techniciens pour effectuer le modèle d'infarctus du myocarde complexe chez la souris.
Dans un premier temps, l'intubation est effectuée au moyen d'une canule courte sans utiliser la trachéotomie. L'incision thoracique est situé dans la zone intercostal, en évitant un dommage de nervures et / ou des tissus environnants. Cette sous-étape est très pertinente pour assurer une récupération rapide et la guérison 15. La ligature est faite différencié pour les modèles d'ischémie chronique et l'ischémie / reperfusion, pour un taux de survie élevé tout en conservant une taille significative du myocarde. Notre expérience montre that en utilisant une suture de soie assure une reproductibilité élevée par rapport aux blessures cryo-16.
En conclusion, le procédé décrit ici est applicable à la fois dans des modèles d'ischémie chronique et l'ischémie / reperfusion chez les petits animaux. Les trucs et astuces présentés dans cette procédure sont destinées à permettre au personnel avec la qualification même de faible ou moyenne de l'appliquer dans des petits modèles animaux.
Durant la procédure, il ya quelques points essentiels à noter: l'intubation, l'ouverture de la cavité thoracique et la ligature LAD. La première étape critique est l'intubation de l'animal avant experiements. De nombreux groupes utilisent un support vertical pour la fixation de la souris et une source de lumière pour insérer la canule directement dans la trachée. Cette méthode a l'incertitude concernant l'insertion correcte de la canule dans la trachée et est le plus sujettes à l'échec par les novices. Faire une petite incision, la position de la canule peut être contrôlé pendant toute la manoeuvre, diminuant ainsi le taux de défaut. En outre, la trachéotomie est dépassé, diminuant ainsi les complications et de réduire le temps de fonctionnement.
La prochaine étape critique est l'ouverture de la cavité thoracique. La sternotomie médiane représente une manoeuvre à haut risque de retarder la récupération des animaux. L'incision latérale gauche implique la coupe de 2-3 nervures 15 </sup>, conduit à la récupération déficiente et une mortalité accrue. Nous avons utilisé dans le modèle petite incision entre les côtes discrète offrant une contrainte minimale. Les animaux récupèrent très rapidement après la chirurgie et ne présentent pas de défauts ou la guérison perturbé. L'espace inter-costal inférieur est prise comme point de référence. Considérant cela, l'accès approprié et différenciée à l'endroit pour ligature chronique et l'ischémie / reperfusion modèle, ne soulève pas de problèmes sérieux.
La ligature lui-même représente l'étape la plus critique. L'artère coronaire gauche est difficile à visualiser, et souvent besoin d'être lié sans vue. Par conséquent, certains points de référence anatomiques sont signalés pour aider le chirurgien pour effectuer la ligature correcte. Pour le modèle d'infarctus chronique, la ligature est placé au milieu de la face ventrale du coeur, entre l'oreillette et le sommet, au-dessus de la terminaison de la veine principale antérieure (figure 2B). L'efficacité peut être controrempli par la visualisation de l'apparition de la couleur grise dans les zones touchées. Si la zone infarcie apparaît antérieur et ne comprend pas la paroi postérieure, un nouveau fil de suture peut être placé à la gauche de la première suture. La principale racine de LAD est toujours visible dans l'oreillette 18, et donc ne présente pas de graves problèmes dans la détection de cette partie. Cependant, l'oreillette présente le risque majeur de saignement et doit être manipulé avec soin.
La procédure est limitée par l'existence d'un équipement approprié. Un ventilateur et système d'anesthésie appropriée pour les petits animaux sont coûteux et nécessitent des connexions à gaz et système de ventilation de la pièce. En outre, une surveillance étroite des animaux est nécessaire dans la première semaine après la procédure pour détecter la clinique possible. Pour examiner la fonction cardiaque pendant l'expérience, l'échographie haute résolution, perfusion-Langendorf système complexe, ou de petites mesures de cathéter intraventriculaire sont nécessaires, invÉSOLUTION coûts élevés et une expertise supplémentaire.
Compte tenu de l'infarctus du myocarde, il n'y a pas d'autres méthodes disponibles pour reproduire la complexité des événements in vitro. Selon le point d'intérêt, ex vivo perfusion d'un coeur isolé dans le système de Langendorff fournit des informations sur la contractilité, la fonction cardiaque et la viabilité myocardique en réponse à différents stimuli ou des médicaments. Cependant, il exclut toutes les interférences des composants sanguins et le système immunitaire, et il est pas indiqué pendant de longues études de remodelage et la guérison après un infarctus du myocarde.
Après avoir effectué la procédure d'infarctus du myocarde, tous les autres l'analyse fonctionnelle peut être effectuée, comme mesures de la pression intraventriculaire, l'échographie (systèmes d'échographie petit animal) ou le cœur isolé de Langendorff perfusion. De plus, toute analyse biologique moléculaire et peut être effectuée pour identifier des cellules, des protéines, des micro-ARN, ARNm, genes ou d'autres biomarqueurs, qui peuvent être utilisés en tant que cibles thérapeutiques pour développer de nouvelles stratégies de traitement pour l'infarctus du myocarde.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by Interdisciplinary Centre for Clinical Research IZKF Aachen (junior research group to E.A.L.) within the faculty of Medicine at RWTH Aachen University. We are grateful Dr. Rusu and Ashley Christina Vourakis for critical review of the manuscript and Mrs. Roya Soltan for the professional help with immunohistochemistry staining.
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Stereomicroscope | Olympus | SZ/X9 | |
Mouse ventilator | Harvard Apparatus | 730043 | Model Minient 845 |
Dual Anesthesia System (Tabletop Version) | Harvard Apparatus | Selfcontained isofluranebased anesthesia unit for use on lab tables, with a compact 8" x 11" footprint. | |
Intubation cannula | Harvard Apparatus | 732737 | |
Forceps | FST, Germany | 9119700 | standard tip curved 0.17 mm x 0.1 mm |
Scissors | FST, Germany | 9146011 | straight |
Vannas scissor | Aesculap, Germany | OC 498 R | |
Retractors | FST, Germany | 1820010 | 2.5mm wide |
Retractors | FST, Germany | 1820011 | 5mm wide |
Wire handles | FST, Germany | 1820005 | 10cm |
Wire handles | FST, Germany | 1820006 | 14cm |
Ketamine 10% | CEVA, Germany | ||
Xylazine 2% | Medistar, Germany | ||
Bepanthene eye and nose cream | Bayer, Germany | ||
Silicon tube | IFK Isofluor, Germany | custommade product | diameter 500µm |
section thickness 100 µm | |||
polytetrafluorethylene catheter | |||
PROLENE Suture 6/0 | ETHICON | 8707H | polypropylene monofilament suture, unresorbable, needle CC1, 13mm, 3/8 Circle |
7/0 Silk | Seraflex | IC 1005171Z | |
Ultrasound | Vevo, Canada | 770 Vevo |