الموجهة بالأمواج فوق الصوتية عبر الصدر حقن داخل عضلة القلب في الفئران
Summary
يمثل حقن داخل عضلة القلب عن طريق الجلد الموجهة ضربات القلب طريقة فعالة وموثوقة، واستهدافها لتقديم وكلاء نقل الجينات أو الخلايا في قلب الفئران. باتباع الخطوات الواردة في هذا البروتوكول، يمكن للمشغل سرعان ما تصبح المختصة في هذا، تقنية مينيملي تنوعا.
Abstract
نماذج الفئران من مرض القلب والأوعية الدموية مهمة للتحقيق في الآليات المرضية في جسم المريض واستكشاف علاجات التجدد المحتملة. تتم التجارب التي تنطوي على حقن عضلة القلب حاليا الوصول الجراحي المباشر من خلال بضع الصدر. في حين مريحة عندما يؤديها في وقت التلاعب التجريبية أخرى مثل ربط الشريان التاجي، والحاجة إلى إجراء الغازية للتسليم داخل عضلة القلب يحد التصاميم التجريبية المحتملة. من أي وقت مضى مع تحسين دقة الموجات فوق الصوتية وطرائق التصوير المتقدمة موسع، فمن الممكن الآن لأداء روتيني الموجهة بالأمواج فوق الصوتية، حقن داخل عضلة القلب عن طريق الجلد. هذه الطريقة فعالة وموثوق بها وكلاء يسلم إلى المنطقة المستهدفة من عضلة القلب. وتشمل مزايا هذه التقنية تجنب الأمراض الجراحية، ومرفق لاستهداف مناطق عضلة القلب بشكل انتقائي تحت توجيه الموجات فوق الصوتية، وفرصة لتقديم injectate إلى myocardiuم في عدة فترات زمنية محددة سلفا. مع تقنية يمارس، مضاعفات من حقن داخل عضلة القلب نادرة، والفئران العودة بسرعة إلى النشاط العادي على التعافي من التخدير. باتباع الخطوات الواردة في هذا البروتوكول، المشغل مع تجربة تخطيط صدى القلب الأساسية يمكن أن تصبح بسرعة المختصة في هذا، تقنية مينيملي تنوعا.
Introduction
أمراض القلب هي السبب الرئيسي للوفاة بين الرجال والنساء في الولايات المتحدة، وهو ما يمثل 600،000 حالة وفاة سنويا 1. نماذج الفئران من أمراض القلب والشرايين هي ذات أهمية حاسمة للتحقيق في الآليات الفيزيولوجية المرضية لاستكشاف العلاجات المحتملة. تسليم عضلة القلب من ناقلات الجينات العلاج والخلايا والرنا تعديل، وغيرها من العوامل العلاجية التحقيق تصاريح من إمكاناتها العلاجية لأمراض القلب 2-7 الجذعية. حاليا، هناك خيارات محدودة للتسليم عضلة القلب من العوامل العلاجية في نماذج الماوس 6. يستخدم الحقن داخل عضلة القلب تحت رؤية مباشرة عادة، ولكن يحتاج إلى القص أو بضع الصدر ويقتصر على المنطقة المكشوفة من القلب. في حين مريحة عندما يؤديها في وقت التلاعب التجريبية أخرى مثل LAD ربط، والحاجة إلى إجراء الغازية للتسليم داخل عضلة القلب يحد التصاميم التجريبية المحتملة ويقدم لآثار dditional من الإجراء (على سبيل المثال، والتليف بسبب بضع الصدر). تم الإبلاغ عن تسليم التامور عن طريق الجلد من ناقلات فيروسية، ولكن الموقع وتوزيع كيل العلاجية ليست متجانسة ويصعب السيطرة 8. نتائج حقن الشريان التاجي عن طريق الجلد في توزيع أكثر تجانسا من المواد المحقونة، ولكن فعالة وقابلة للتكرار تسليم التاجي يتحدى في نماذج الفئران.
هنا، نحن تصف الصدر داخل عضلة القلب تقنية الحقن المغلقة التي تسمح مينيملي، مشغل تسيطر استهداف العوامل العلاجية تحت توجيه الموجات فوق الصوتية. تقنية سهلة التعلم، يغني عن الحاجة إلى بضع الصدر أو القص ويصاحب مضاعفاتها التجريبية، وتوفر قدرا أكبر من المرونة على توقيت ومواقع الحقن داخل عضلة القلب. وبالتالي، حقن داخل عضلة القلب بمساعدة ضربات القلب يمثل طريقة بسيطة وفعالة للغاية من الناحية الفنية من التلاعبعضلة القلب في الفئران نماذج تجريبية.
Protocol
Representative Results
Discussion
يمكن تسليمها البيولوجية لعضلة القلب عن طريق الحقن المباشر داخل عضلة القلب، حقن داخل التأمور، أو إدارة غير مباشرة عبر مجرى الدم. ووصف مؤخرا خلية مقرها محاكمات العلاج في نماذج احتشاء عضلة القلب نهجا بضع الصدر مفتوحة للتسليم injectate 12-14. عامل مهم في نجاح أي تدخل علاج…
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).
