Summary

Enregistrements d’électrocardiogramme chez des souris anesthésiées à l’aide de plomb II

Published: June 20, 2020
doi:

Summary

Nous présentons un protocole ECG qui est techniquement facile, peu coûteux, rapide et abordable chez les petites souris, et peut être exécuté avec une sensibilité accrue. Nous suggérons cette méthode comme approche de dépistage pour l’étude des agents pharmacologiques, des modifications génétiques, et des modèles de maladie chez les souris.

Abstract

L’électrocardiogramme est un outil précieux pour évaluer le système de conduction cardiaque. La recherche animale a contribué à générer de nouvelles informations génétiques et pharmacologiques concernant l’électrocardiogramme. Cependant, faire des mesures d’électrocardiogramme chez de petits animaux in vivo, comme les souris, a été difficile. À cette fin, nous avons utilisé une méthode d’enregistrement d’électrocardiogramme chez des souris anesthésiées avec de nombreux avantages : il s’agit d’une procédure techniquement simple, peu coûteuse, a un court temps de mesure et est abordable, même chez les jeunes souris. Malgré les limitations avec l’utilisation de l’anesthésie, les comparaisons entre le contrôle et les groupes expérimentaux peuvent être effectuées avec une sensibilité accrue. Nous avons traité des souris avec des agonistes et des antagonistes du système nerveux autonome pour déterminer la validité de ce protocole et avons comparé nos résultats avec des rapports précédents. Notre protocole d’ECG a détecté des fréquences cardiaques accrues et des intervalles de QTc sur le traitement avec l’atropine, les fréquences cardiaques diminuées et les intervalles de QTc après traitement de carbachol, et des fréquences cardiaques plus élevées et des intervalles de QTc avec l’isoprenaline mais n’ont noté aucun changement dans les paramètres d’ECG sur l’administration du propranolol. Ces résultats sont étayés par des rapports précédents, confirmant la fiabilité de ce protocole ECG. Ainsi, cette méthode peut être utilisée comme une approche de dépistage pour effectuer des mesures ECG qui autrement ne seraient pas tentées en raison de coûts élevés et de difficultés techniques.

Introduction

L’électrocardiogramme (ECG), un test qui mesure l’activité électrique de son rythme cardiaque, est un outil précieux pour évaluer le système de conduction cardiaque. Les paramètres qui sont mesurés par un ECG incluent la fréquence cardiaque, l’intervalle de PR, la durée de QRS, et l’intervalle de QT. En bref, l’intervalle de PR correspond au temps qui est nécessaire pour une impulsion électrique de voyager du nœud atrial de sinus par le noeud atrioventriculaire aux fibres de Purkinje ; La durée de QRS est le temps pour la dépolarisation ventriculaire de se produire par le système de Purkinje et le myocardium ventriculaire ; et l’intervalle QT est la durée de la repolarisation ventriculaire.

Les enregistrements d’ECG chez la souris ont aidé les chercheurs à examiner la fonction cardiaque et à déterminer les mécanismes physiologiques et pathophysiologiques des phénotypes cardiaques, tels que l’arythmie, la fibrillation auriculaire et l’insuffisance cardiaque. La plupart des recherches cardiovasculaires ont impliqué des études sur des modèles de souris génétiquement modifiés. Il est souvent difficile d’obtenir des données significatives sur les enregistrements ECG de petites souris qui ont été génétiquement manipulées.

Il existe plusieurs méthodes pour effectuer des ECG chez les souris1. Des études suggèrent que les enregistrements d’ECG chez les animaux conscients sont préférés aux animaux anesthésiés lorsque c’est possible puisque les effets de l’anesthésie sur la fonction cardiaque ont été bien établis2. Deux protocoles qui enregistrent ECG chez les souris conscientes sont de la note1. Le système de radiotélémétrie ECG est l’étalon-or pour la surveillance continue à long terme de l’ECG chez les souris conscientes1,3. Malgré leur force à être enregistrées dans un état conscient, les mesures ECG couplées à la radiotélémétrie ont plusieurs limites, y compris les dépenses élevées pour la configuration et pour l’implant, son exigence d’un opérateur très expérimenté, une période de stabilisation de plus d’une semaine, son besoin de grandes souris (> 20 g), et l’acquisition d’une seule avance de l’enregistrement ECG1. Un autre système qui utilise des électrodes conductrices de la taille d’une patte intégrées dans une plate-forme permet aux enregistrements ECG chez des souris conscientes sans anesthésie ou implants1,4. Ce système non invasif est une méthode alternative dans les situations où les systèmes de radiotélémétrie ne sont pas disponibles car il a de nombreux avantages: pas besoin de traitement chirurgical, pas besoin d’anesthésie, faible coût par souris (seule la configuration initiale est coûteuse), peu de temps pour la mesure, et l’abordabilité des nouveau-nés1,4. Le principal inconvénient de ce système est qu’il n’est pas adapté à une surveillance continue à long terme1.

Ici, nous introduisons une autre méthode d’enregistrement ECG peu coûteuse, simple et rapide chez les souris anesthésiées et démontrons sa validité et sa sensibilité en effectuant un ECG après le blocus autonome/stimulation du système de conduction cardiaque. Nous suggérons cette méthode ECG pour le dépistage des effets des agents pharmacologiques, des modifications génétiques, et des modèles de maladie chez les souris.

Protocol

Toutes les procédures animales ont été approuvées par le comité local pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire, l’Université Kyung Hee (numéro de licence : KHUASP(SE)-18-108) et conformes au Guide national des Instituts de santé des États-Unis pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire. 1. Animaux expérimentaux Gardez toutes les souris (39 souris, Balb/c, mâles, 7\u20129 semaines) dans un établissement exempt d’agents pathogènes selo…

Representative Results

Expériences pharmacologiques Pour déterminer si notre mesure ECG non invasive reflète l’influence de la modulation autonome sur le système de conduction cardiaque, les souris balb/c normales ont été défiées avec des agonistes et des antagonistes du système nerveux autonome (ANS). L’atropine et le carbachol ont été utilisés pour effectuer le blocus et la stimulation autonomes parasympathiques, respectivement, tandis que le propranolol et l’isoprenaline ont ét…

Discussion

Il y a plusieurs étapes critiques dans le protocole. L’environnement environnant doit être exempt de bruit et de vibrations. Les électrodes ECG doivent être insérées sous la peau de façon stable et cohérente dont l’étape d’insertion nécessite des expériences préliminaires jusqu’à ce que le chercheur soit techniquement expérimenté. En outre, l’anesthésique doit être préparé et stocké de façon appropriée et utilisé à la dose appropriée. Enfin, les ondes PQRS doivent être situées de faç…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ces travaux ont été soutenus par les Programmes de recherche en sciences fondamentales gérés par la National Research Foundation of Korea (NRF) (2015R1C1A2A01052419 et 2018R1D1A1B07042484).

Materials

2,2,2-tribromoethanol Sigma-Aldrich T48402-25G anesthetics, Avertin
Animal Japan SLC, Inc., Shizuoka, Japan Balb/c mice, male, aged 7-9 weeks
Atropine Sigma-Aldrich A0123 parasympathetic antagonist
BioAmp AD Instruments, Bella Vista, Australia ML132 bio amplifier
Carbachol Sigma-Aldrich C4382 parasympathetic agonist
Electrodes with acupuncture needles DongBang Acupuncture Inc., Sungnam, Korea DB106 0.20 x 15 mm
Isoprenaline Sigma-Aldrich I2760 sympathetic agonist
LabChart 8 AD Instruments, Bella Vista, Australia data analysis software
Mouse food LabDiet, St. Louis, MO, USA 5L79 Mouse diet
PowerLab 2/28 AD Instruments, Bella Vista, Australia data acquisition system
Propranolol Sigma-Aldrich P0884 sympathetic antagonist
SPSS Statistics program SPSS SPSS 25.0 statistics program

Referências

  1. Ho, D., et al. Heart rate and electrocardiography monitoring in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 1, 123-139 (2011).
  2. Vatner, S. F., Takagi, G., Asai, K., Shannon, R. P. Cardiovascular physiology in mice: Conscious measurements and effects of anesthesia. Cardiovascular Physiology in the Genetically Engineered Mouse. , 257-275 (2002).
  3. Cesarovic, N., Jirkof, P., Rettich, A., Arras, M. Implantation of radiotelemetry transmitters yielding data on ecg, heart rate, core body temperature and activity in free-moving laboratory mice. Journal of visualized experiments : JoVE. (57), (2011).
  4. Chu, V., et al. Method for non-invasively recording electrocardiograms in conscious mice. BMC Physiology. 1, 6 (2001).
  5. Kim, M. J., Lim, J. E., Oh, B. Validation of non-invasive method for electrocardiogram recording in mouse using lead ii. Biomedical Science Letters. 21, 135-143 (2015).
  6. Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D., Gilpin, E. A., Ross, J. Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (6), 2134-2140 (2002).
  7. Mitchell, G. F., Jeron, A., Koren, G. Measurement of heart rate and q-t interval in the conscious mouse. The American Journal of Physiology. 274 (3), 747-751 (1998).
  8. Farraj, A. K., Hazari, M. S., Cascio, W. E. The utility of the small rodent electrocardiogram in toxicology. Toxicological sciences : an official journal of the Society of Toxicology. 121 (1), 11-30 (2011).
  9. Gehrmann, J., et al. Impaired parasympathetic heart rate control in mice with a reduction of functional g protein betagamma-subunits. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (2), 445-456 (2002).
  10. Chu, V., et al. Electrocardiographic findings in mdx mice: A cardiac phenotype of duchenne muscular dystrophy. Muscle & Nerve. 26 (4), 513-519 (2002).
  11. Merentie, M., et al. Mouse ecg findings in aging, with conduction system affecting drugs and in cardiac pathologies: Development and validation of ecg analysis algorithm in mice. Physiological Reports. 3 (12), (2015).
  12. Calvillo, L., et al. Propranolol prevents life-threatening arrhythmias in lqt3 transgenic mice: Implications for the clinical management of lqt3 patients. Heart Rhythm : the Official Journal of the Heart Rhythm Society. 11 (1), 126-132 (2014).
  13. Zhang, Y., et al. Acute atrial arrhythmogenicity and altered ca(2+) homeostasis in murine ryr2-p2328s hearts. Cardiovascular Research. 89 (4), 794-804 (2011).
  14. Kmecova, J., Klimas, J. Heart rate correction of the qt duration in rats. European Journal of Pharmacology. 641 (2-3), 187-192 (2010).
  15. Kim, H. O., et al. Garem1 regulates the pr interval on electrocardiograms. Journal of Human Genetics. 63 (3), 297-307 (2018).
  16. Nam, J. M., Lim, J. E., Ha, T. W., Oh, B., Kang, J. O. Cardiac-specific inactivation of prdm16 effects cardiac conduction abnormalities and cardiomyopathy-associated phenotypes. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 318 (4), 764-777 (2020).
  17. Knollmann, B. C., et al. Isoproterenol exacerbates a long qt phenotype in kcnq1-deficient neonatal mice: Possible roles for human-like kcnq1 isoform 1 and slow delayed rectifier k+ current. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 310 (1), 311-318 (2004).

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Citar este artigo
Ha, T. W., Oh, B., Kang, J. Electrocardiogram Recordings in Anesthetized Mice using Lead II. J. Vis. Exp. (160), e61583, doi:10.3791/61583 (2020).

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