تقييم شامل لتخطيط صدى القلب لوظيفة البطين الأيمن في نموذج الفئران لارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي
Summary
يصف هذا البروتوكول توصيف تخطيط صدى القلب لمورفولوجيا البطين الأيمن ووظيفته في نموذج الفئران لارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي.
Abstract
ارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي (PAH) هو مرض تدريجي يسببه تضيق الأوعية وإعادة تشكيل الشرايين الصغيرة في الرئتين. تؤدي إعادة البناء هذه إلى زيادة مقاومة الأوعية الدموية الرئوية ، وتدهور وظيفة البطين الأيمن ، والوفاة المبكرة. العلاجات المعتمدة حاليا ل PAH تستهدف إلى حد كبير مسارات موسع الأوعية الرئوية. ومع ذلك ، تركز الطرائق العلاجية الناشئة الحديثة على مسارات جديدة أخرى تشارك في التسبب في المرض ، بما في ذلك إعادة تشكيل البطين الأيمن (RV). تقنيات التصوير التي تسمح بالتقييم الطولي للعلاجات الجديدة مفيدة جدا لتحديد فعالية الأدوية الجديدة في الدراسات قبل السريرية. يظل تخطيط صدى القلب عبر الصدر غير الباضع هو النهج القياسي لتقييم وظائف القلب ويستخدم على نطاق واسع في نماذج القوارض. ومع ذلك ، يمكن أن يكون تقييم تخطيط صدى القلب لعربة سكن متنقلة أمرا صعبا بسبب موقعها التشريحي وهيكلها. بالإضافة إلى ذلك ، لا توجد إرشادات موحدة لتخطيط صدى القلب في نماذج القوارض قبل السريرية ، مما يجعل من الصعب إجراء تقييم موحد لوظيفة RV عبر الدراسات في المختبرات المختلفة. في الدراسات قبل السريرية ، يستخدم نموذج إصابة أحادي الكروتالين (MCT) في الفئران على نطاق واسع لتقييم فعالية الدواء لعلاج PAH. يصف هذا البروتوكول تقييم تخطيط صدى القلب لعربة سكن متنقلة في فئران PAH الساذجة والمستحثة ب MCT.
Introduction
PAH هو مرض تدريجي يعرف بأنه متوسط ضغط شرياني رئوي في بقية أكبر من 20 مم زئبق1. تشمل التغيرات المرضية في PAH إعادة تشكيل الشريان الرئوي (PA) ، وتضيق الأوعية ، والالتهاب ، وتنشيط الخلايا الليفية وتكاثرها. تؤدي هذه التغيرات المرضية إلى زيادة مقاومة الأوعية الدموية الرئوية ، وبالتالي إعادة تشكيل البطين الأيمن ، والتضخم ، والفشل2. PAH هو مرض معقد يتضمن الحديث المتبادل بين عدة مسارات للإشارات. تستهدف الأدوية المعتمدة حاليا لعلاج PAH في الغالب مسارات موسعة للأوعية ، بما في ذلك مسار أحادي فوسفات جوانوزين الحلقي لأكسيد النيتريك ، ومسار البروستاسيكلين ، ومسار الإندوثلين. تم استخدام العلاجات التي تستهدف هذه المسارات كعلاجات أحادية وفي العلاجاتالمركبة 3,4. على الرغم من التقدم في علاج PAH في العقد الماضي ، تظهر النتائج من سجل REVEAL ومقره الولايات المتحدة معدل بقاء ضعيف لمدة 5 سنوات للمرضى الذين تم تشخيصهمحديثا 5. في الآونة الأخيرة ، ركزت الطرائق العلاجية الناشئة على العوامل المعدلة للمرض التي يمكن أن تؤثر على الفيزيولوجيا المرضية متعددة العوامل لإعادة تشكيل الأوعية الدموية التي تحدث في PAH على أمل تعطيل المرض6.
النماذج الحيوانية من PAH هي أدوات لا تقدر بثمن في تقييم فعالية العلاجات الدوائية الجديدة. نموذج الفئران PAH الناجم عن MCT هو نموذج حيواني يستخدم على نطاق واسع يتميز بإعادة تشكيل الأوعية الشريانية الرئوية ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة مقاومة الأوعية الدموية الرئوية وتضخم البطين الأيمن والخلل الوظيفي 7,8. لتقييم فعالية العلاجات الجديدة ، يركز الباحثون عادة على التقييم النهائي لضغط RV دون النظر في التقييم الطولي لضغط PA ، ومورفولوجيا RV ، ووظيفة RV. يعد استخدام تقنيات التصوير غير الباضعة وغير الطرفية أمرا بالغ الأهمية لإجراء فحص شامل لتطور المرض في النماذج الحيوانية. يظل تخطيط صدى القلب عبر الصدر هو النهج القياسي لتقييم مورفولوجيا القلب ووظيفته في النماذج الحيوانية نظرا لتكلفته المنخفضة وسهولة استخدامه مقارنة بطرق التصوير الأخرى ، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي. ومع ذلك ، يمكن أن يكون تقييم تخطيط صدى القلب لعربة سكن متنقلة أمرا صعبا بسبب وضع عربة سكن متنقلة تحت ظل القص ، ومسارها المتطور جيدا ، وشكلها التشريحي ، وكلها تجعل من الصعب تحديد حدود الشغاف9،10،11.
تهدف هذه المقالة إلى وصف بروتوكول شامل لتقييم أبعاد RV والمناطق والأحجام ، والوظيفة الانقباضية والانبساطية في PAH الساذجة والناجمة عن MCT في فئران Sprague Dawley (SD). بالإضافة إلى ذلك ، يوضح هذا البروتوكول طريقة لتقييم أبعاد تخطيط صدى القلب في الأذين الأيمن الطبيعي والمتوسع.
Protocol
Representative Results
Discussion
يعد تقييم تخطيط صدى القلب للعربة الترفيهية أداة اكتشاف قيمة لفحص فعالية العلاجات الجديدة في النماذج الحيوانية ل PAH. يعد التوصيف المتعمق لهيكل ووظيفة عربة سكن متنقلة ضروريا كأهداف جديدة في معالجة إعادة تشكيل عربة سكن متنقلة بعنوان PAH 4,14. تصف هذه الدراسة بروت…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من قبل NHLBI K01 HL155241 و AHA CDA849387 الممنوحة للمؤلف P.C.R.
Materials
| 0.9% sodium cloride injection USP | Baxter | 2B1324 | |
| Braided cotton rolls | 4MD Medical Solutions | RIHD201205 | |
| Depilating agent | Wallgreens | Nair Hair Remover | |
| Electrode gel | Parker Laboratories | 15-60 | |
| High frequency ultrasound image system and imaging station | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | |
| Isoflurane | MedVet | RXISO-250 | |
| Male sprague Dawley rats | Charles River Laboratories | CD 001 | CD IGS Rats (Crl:CD(SD)) |
| Monocrotaline (MCT) | Sigma-Aldrich | C2401 | |
| Rectal temperature probe | Physitemp | RET-3 | |
| Sealed induction chambers | Scivena Scientific | RES644 | 3 L size |
| Solid-state array ultrasound transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo MicroScan transducer MS250S | |
| Stainless steel digital calipers | VWR Digital Calipers | 62379-531 | |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories | 11-08 | |
| Vevo Lab software | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Verison 5.5.1 |
Referências
- Galie, N., McLaughlin, V. V., Rubin, L. J., Simonneau, G. An overview of the 6th World Symposium on Pulmonary Hypertension. European Respiratory Journal. 53 (1), 1802148 (2019).
- Tyagi, S., Batra, V. Novel therapeutic approaches of pulmonary arterial hypertension. International Journal of Angiology. 28 (2), 112-117 (2019).
- Hoeper, M. M., et al. Targeted therapy of pulmonary arterial hypertension: Updated recommendations from the Cologne Consensus Conference 2018. International Journal of Cardiology. 272, 37-45 (2018).
- Sommer, N., et al. Current and future treatments of pulmonary arterial hypertension. British Journal of Pharmacology. 178 (1), 6-30 (2021).
- Farber, H. W., et al. Five-year outcomes of patients enrolled in the REVEAL registry. Chest. 148 (4), 1043-1054 (2015).
- Zolty, R. Novel experimental therapies for treatment of pulmonary arterial hypertension. Journal of Experimental Pharmacology. 13, 817-857 (2021).
- Jasmin, J. F., Lucas, M., Cernacek, P., Dupuis, J. Effectiveness of a nonselective ET(A/B) and a selective ET(A) antagonist in rats with monocrotaline-induced pulmonary hypertension. Circulation. 103 (2), 314-318 (2001).
- Stenmark, K. R., Meyrick, B., Galie, N., Mooi, W. J., McMurtry, I. F. Animal models of pulmonary arterial hypertension: the hope for etiological discovery and pharmacological cure. American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 297 (6), 1013-1032 (2009).
- Muresian, H. The clinical anatomy of the right ventricle. Clinical Anatomy. 29 (3), 380-398 (2016).
- Rudski, L. G., et al. Guidelines for the echocardiographic assessment of the right heart in adults: a report from the American Society of Echocardiography endorsed by the European Association of Echocardiography, a registered branch of the European Society of Cardiology, and the Canadian Society of Echocardiography. Journal of the American Society of Echocardiography. 23 (7), 685-713 (2010).
- Jones, N., Burns, A. T., Prior, D. L. Echocardiographic assessment of the right ventricle-state of the art. Heart Lung and Circulation. 28 (9), 1339-1350 (2019).
- Spyropoulos, F., et al. Echocardiographic markers of pulmonary hemodynamics and right ventricular hypertrophy in rat models of pulmonary hypertension. Pulmonary Circulation. 10 (2), 2045894020910976 (2020).
- Armstrong, W. F., Ryan, T., Feigenbaum, H. . Feigenbaum’s echocardiography. 7th edn. , (2010).
- Kimura, K., et al. Evaluation of right ventricle by speckle tracking and conventional echocardiography in rats with right ventricular heart failure. International Heart Journal. 56 (3), 349-353 (2015).
- Cheng, H. W., et al. Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography. Journal of Visualized Experiments. 84, e51041 (2014).
- Mazurek, J. A., Vaidya, A., Mathai, S. C., Roberts, J. D., Forfia, P. R. Follow-up tricuspid annular plane systolic excursion predicts survival in pulmonary arterial hypertension. Pulmonary Circulation. 7 (2), 361-371 (2017).
- Grapsa, J., et al. Echocardiographic and hemodynamic predictors of survival in precapillary pulmonary hypertension: seven-year follow-up. Circulation: Cardiovascular Imaging. 8 (6), 002107 (2015).
- Bernardo, I., Wong, J., Wlodek, M. E., Vlahos, R., Soeding, P. Evaluation of right heart function in a rat model using modified echocardiographic views. PLoS One. 12 (10), 0187345 (2017).
