Venstre forreste nedadgående koronararterieligering til iskæmi-reperfusionsforskning: modelforbedring via tekniske ændringer og kvalitetskontrol

Summary

Heri præsenterer vi en protokol med fokus på kvalitetskontrol af den venstre forreste nedadgående koronararterieligering ved teknisk at ændre den traditionelle procedure hos rotter til akut myokardieiskæmi-reperfusionsforskning.

Abstract

Koronar hjertesygdom er den største dødsårsag globalt. Fuldstændig ophør af blodgennemstrømning i koronararterier forårsager ST-segment elevation myokardieinfarkt (STEMI), hvilket resulterer i kardiogent shock og dødelig arytmi, som er forbundet med høj dødelighed. Primær koronar intervention (PCI) til rekanalisering af koronararterien forbedrer signifikant resultaterne af STEMI, men fremskridt med at forkorte dør-til-ballon-tiden har undladt at reducere dødeligheden på hospitalet, hvilket tyder på, at der kræves yderligere terapeutiske strategier. Venstre anterior nedadgående koronararterie (LAD) ligering hos rotter er en dyremodel for akut myokardie-IR-forskning, der kan sammenlignes med det kliniske scenario, hvor hurtig koronar rekanalisering gennem PCI anvendes til STEMI; PCI-induceret STEMI er imidlertid en teknisk udfordrende og kompliceret operation forbundet med høj dødelighed og stor variation i infarktstørrelse. Vi identificerede den ideelle position til LAD-ligering, skabte en gadget til at kontrollere en snare-sløjfe og understøttede en modificeret kirurgisk manøvre og derved reducerede vævsskade for at etablere en pålidelig og reproducerbar akut myokardieiskæmi-reperfusion (IR) forskningsprotokol for rotter. Dette er en ikke-overlevelsesoperation. Vi foreslår også en metode til validering af kvaliteten af undersøgelsesresultater, hvilket er et kritisk skridt til bestemmelse af nøjagtigheden af efterfølgende biokemiske analyser.

Introduction

Iskæmisk hjertesygdom er en førende dødsårsag på verdensplan ^1,2. Ud over kontrol af modificerbare risikofaktorer til forebyggelse af udvikling af koronar hjertesygdom er terapeutiske strategier afgørende nødvendige for akut koronarsyndrom ^3,4. Kardiogent shock og dødelig arytmi ved akut ST-segment elevation myokardieinfarkt (STEMI) har vist sig at øge sandsynligheden for hospitalsdødelighed 5,6,7,8. Primær perkutan koronar intervention (PCI) er den foretrukne behandling for STEMI 9,10,11; De terapeutiske virkninger har dog et loft, når dør-til-ballon-tiden er <90 min^12,13. Yderligere strategier er nødvendige for yderligere at forbedre de kliniske resultater af sygdommen 14,15,16,17,18,19.

Et akut myokardieiskæmi-reperfusionseksperiment (IR), der involverer ligering af venstre forreste nedadgående arterie (LAD) hos rotter, er en af dyremodellerne, der kan sammenlignes med det kliniske scenario, hvor korte dør-til-ballon-tider er nødvendige for patienter med STEMI for at redde hjertet fra iskæmisk skade. Imidlertid er kirurgisk induceret STEMI hos små dyr ofte teknisk udfordrende, fordi det er en kompleks operation forbundet med høj dødelighed og høj variation i infarktstørrelse 20,21,22,23,24. For at overvinde den tekniske udfordring udviklede denne undersøgelse en omfattende og effektiv dyremodel i rotter (fordi de er større end mus) for at etablere en pålidelig og reproducerbar akut myokardie-IR-forskningsprotokol gennem teknisk modifikation. Den foreslåede protokol resulterer i færre kirurgiske komplikationer, mindre vævsskade og mindre sandsynlighed for dødelighed under operationen. Derudover blev der anvendt en procedure til at måle infarktstørrelse og risikoområde (AAR) og dermed verificere kvaliteten af undersøgelsesresultaterne. Den foreslåede protokol kan bruges til at undersøge de patofysiologiske processer af akut myokardie-IR-stress for at udvikle nye terapeutiske strategier mod skaden.

Protocol

Alle dyreforsøg blev udført i overensstemmelse med vejledningen til pleje og brug af forsøgsdyr, udgivet af US National Institutes of Health (NIH-publikation nr. 85-23, revideret 1996). Undersøgelsesprotokollen blev godkendt af og i overensstemmelse med retningslinjerne fra Institutional Animal Care and Use Committee ved Fu-Jen Catholic University. 1. Forberedelse før operationen Tilberedning af saltvandsvåde bomuldskuglerTag en kirurgisk maske og hands…

Representative Results

Ved afslutningen af myokardieiskæmi og reperfusion bør kvaliteten af LAD-ligering vurderes før yderligere biokemiske eller molekylære analyser. Tilstrækkeligheden af LAD-okklusion gennem ligering blev bestemt ved at injicere 1 ml 2% Evans blå farvestof gennem det centrale venekateter. Derefter blev myokardiet med koronar perfusion farvet blåt sammenlignet med den ikke-perfunderede region, som forblev rød (figur 1A). Den røde region er AAR for myokardieinf…

Discussion

Den foreslåede protokol har flere karakteristiske træk, såsom at identificere den nøjagtige position for LAD-ligering, skabe en gadget til at kontrollere en snare-sløjfe i en enkelt sutur og understøtte en modificeret kirurgisk manøvre for at reducere vævsskade, hvilket gør det muligt for forskere at ligere LAD nøjagtigt, sikkert og konsekvent samt kontrollere tilstanden af lilletrommesløjfen øjeblikkeligt til akut myokardie-IR-forskning.

Placeringen af LAD ligation påvirker områ…

Materials

Evan’s blue	Sigma Aldrich	E2129
Forceps	Shinva
Pentobarbital	Sigma Aldrich	1507002
Scalpel blades	Shinva	s2646
Scalpel handles	Shinva
Silk sutures	SharpointTM	DC-2150N
Surgical needle	AnchorTM
Triphenyltetrazolium chloride (TTC) solution	Solarbio	T8170-1
Ventilator	Harvard Rodent Ventilator