Ultrasound-guidad transtorakal Intramyocardial Injection hos möss

Summary

Ekokardiografi guidad perkutan intramyocardial injektion är en effektiv, pålitlig och inriktningsbar modalitet för leverans av genöverföring medel eller celler i murina hjärtat. Efter de åtgärder som beskrivs i detta protokoll, kan operatören snabbt bli behöriga i denna mångsidiga, minimalt invasiv teknik.

Abstract

Musmodeller av hjärt-kärlsjukdom är viktiga för att undersöka patofysiologiska mekanismer och utforska potentiella regenerativa terapier. Försök med hjärt injektion för närvarande utförs genom direkt kirurgisk åtkomst via en torakotomi. Medan praktiskt när det utförs vid tiden för en annan experimentell manipulation såsom kransartärligering, behovet av en invasiv procedur för intramyocardial leverans begränsar potentiella experimentell design. Med allt bättre ultraljud upplösning och avancerade icke-invasiva avbildningsmetoder, är det nu möjligt att rutinmässigt utföra ultraljudsstyrd, perkutan intramyocardial injektion. Denna modalitet effektivt och pålitligt levererar agenter till en riktad region i hjärtmuskeln. Fördelar med denna teknik inkluderar undvikande av kirurgiska sjuklighet, möjligheten att rikta regioner myokardiet selektivt med hjälp av ultraljud, och möjlighet att leverera injektatet till myocardium vid flera, förutbestämda tidsintervall. Med övat teknik, komplikationer från intramyocardial injektion är sällsynta, och möss snabbt återgå till normal aktivitet på återhämtning från narkos. Efter de åtgärder som beskrivs i detta protokoll, kan operatören med grundläggande ekokardiografi erfarenhet snabbt bli behöriga i denna mångsidiga, minimalt invasiv teknik.

Introduction

Hjärtsjukdom är den vanligaste dödsorsaken för både män och kvinnor i USA, som står för 600.000 dödsfall årligen ^en. Musmodeller av hjärt-kärlsjukdom är av avgörande betydelse för att undersöka patofysiologiska mekanismer och för att utforska potentiella terapier. Myocardial leverans av genterapivektorer, stamceller, modifierade RNA-sekvenser, och andra terapeutiska medel medger undersökning av deras terapeutiska potential för hjärtsjukdom ^2-7. För närvarande finns det begränsade möjligheter till hjärtmuskel leverans av terapeutiska medel i musmodeller ^6. Intramyocardial injektion under direkt visualisering används ofta, men kräver en sternotomi eller torakotomi och är begränsad till det exponerade området av hjärtat. Medan praktiskt när utförs vid en annan experimentell manipulation som LAD ligation, behovet av en invasiv förfarande för intramyocardial leverans begränsar potentiella experimentell design och introducerar ettTTERLIGARE effekter av förfarandet (t.ex. fibros beror på torakotomi). Perkutan perikardiell leverans av virala vektorer har rapporterats, men platsen och distribution av terapeutiskt medel är inte homogen och är svår att kontroll ^8. Perkutan koronar injektion ger mer homogen fördelning av injicerade materialet, men effektiv och reproducerbar koronar leverans är utmanande i musmodeller.

Här beskriver vi en stängd kista intramyocardial injektionsteknik som gör att minimalt invasiv, förarstyrda inriktning på läkemedel med hjälp av ultraljud. Tekniken är enkel att lära sig, undanröjer behovet av torakotomi eller sternotomi och deras åtföljande experimentella komplikationer, och ger större flexibilitet om tidpunkten för och platser av intramyocardial injektion. Således representerar ekokardiografi assisterad intramyocardial injektion en tekniskt enkel och mycket effektiv metod för att manipuleramyokardiet i murina experimentella modeller.

Protocol

Samtliga beskrivna åtgärder utfördes under protokoll som godkänts av Institutional Animal Care och användning kommittén i Boston Barnsjukhus. 1 Förberedelser Utför initial hjärt anatomisk och funktionell bedömning med ekokardiografi innan du påbörjar injektionsprotokollet, som den optimala fasta givarläge för intramyocardial injektion inte kan ge de optimala standardvyer för avgränsning anatomi och bedömning av funktion. Injektionsinställnings visas i <…

Representative Results

Murina Intramyocardial Injektion med Blue Dye eller Fluorescerande mikrosfärer Injektion av Evans blått färgämne är användbart i utbildningssyfte. Snart efter injektion, avliva musen och avlägsna hjärtat att visualisera placeringen av den injicerade blått färgämne. Figur 5 visar ett exempel på en lyckad injektion, med blått färgämne infiltrerande myokardiet vid mitt papillära muskelnivån (figur 5A, zon innesluten genom streckad linje). Evans bl…

Discussion

Biologics kan levereras till hjärtmuskeln genom direkt intramyocardial injektion, intraperikardiella injektion eller indirekt administrering via blodomloppet. Nyligen cellbaserade terapi prövningar i hjärtinfarkt modeller har beskrivit en öppen torakotomi förhållningssätt till leverans av injektat ^12-14. En viktig faktor i framgången för en myocardial terapeutisk intervention hänger på valet av leveransvägen. Den högsta lokala dosen av biologiska uppnås genom intramyocardial leverans ^15,16….

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