Vein Interposition Modèle: un modèle approprié pour étudier Bypass Graft Patency
Summary
This video demonstrates a model to study the development of myointimal hyperplasia after venous interposition surgery in rats.
Abstract
Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. Research models for bypass graft failure are essential for a better understanding of pathobiological and pathophysiological processes during graft patency loss. Large animal models, such as pigs or sheep, resemble human anatomical structures but require special facilities and equipment. This video describes a rat vein interposition model to investigate vein graft patency loss. Rats are inexpensive and easy to handle. Compared to mouse models, the convenient size of rats permits better operability and enables a sufficient amount of material to be obtained for further diverse analysis. In brief, the inferior epigastric vein of a donor rat is harvested and used to replace a segment of the femoral artery. Anastomosis is conducted via single stitches and sealed with fibrin glue. Graft patency can be monitored non-invasively using duplex sonography. Myointimal hyperplasia, which is the main cause for graft patency loss, develops progressively over time and can be calculated from histological cross sections.
Introduction
maladies des artères coronaires et leurs complications sont parmi les principales causes de décès dans le monde. Les stratégies thérapeutiques actuelles se concentrent sur le rétablissement de la circulation sanguine, soit en dilatant le vaisseau rétréci ou en créant une dérivation. Le pontage coronarien coronarien (PAC) en utilisant des autogreffes veineuses a été décrite pour la première en 1968 et a été affinée au fil des ans. En dehors de la revascularisation de l'artère descendante antérieure gauche coronaire, conduits de veine saphène sont les plus couramment utilisés 1. Cependant, la perméabilité du greffon reste le talon d'Achille des greffes de veine saphène (SVG). Un an après la chirurgie, la perméabilité du greffon est de 85%, passant à 61% après dix ans 2,3. Dévoiler les mécanismes physiopathologiques et les causes de la perte de SVG patence est donc une tâche importante.
Cette vidéo montre une veine modèle d'interposition de rat pour étudier la veine perte du greffon. Les objectifs généraux de cette méthode sont à explorer le pathobiologique sous-jacenteet les processus -physiological pendant la progression de la maladie et de développer un modèle approprié pour la drogue ou l'essai d'option thérapeutique. En transplantant la veine épigastrique superficielle dans le système artériel, ce modèle imite étroitement le cadre clinique de pontage coronarien greffage. Un traumatisme chirurgical, l'ischémie, et le stress de la paroi sont des déclencheurs importants de changements vasculaires pathologiques et sont imités dans le modèle décrit.
Différents modèles et espèces sont disponibles pour enquêter sur la greffe de veine perte de perméabilité. Des modèles animaux grands, tels que les porcs, les moutons 4 5 6, les chiens et les singes 7, ressemblent à des navires et des structures anatomiques humaines et permettent ainsi des stratégies thérapeutiques complexes, tels que la pose de stent de dérivation ou de nouvelles techniques chirurgicales, à tester 8. Cependant, spécial logement, l'équipement et le personnel sont nécessaires. En outre, les coûts élevés et la nécessité d'un anesthésiste supplémentaire au cours de la chirurgie entravent leur application plus large. Smtous les animaux, y compris les rats, sont faciles à manipuler, ne nécessitent pas de logement spécial, et ont des coûts gérables. Par rapport aux modèles de souris 9,10, des modèles de rats ont l'avantage d' une meilleure capacité de fonctionnement et par conséquent moins de variabilité dans les résultats. Les rats sont physiologiquement et génétiquement plus semblables aux humains que les souris 11,12. En outre, la plupart des souris de type sauvage ne se développent myointima limitée 13, qui font des modèles de souris sujettes à des erreurs de type II. L'histologie des nervures principales de la souris, telles que la veine cave inférieure, ne se compose que de quelques couches de cellules et rend difficile l' évaluation précoce 13. Un autre inconvénient est la faible quantité de tissu disponible pour une analyse subséquente après la récupération de la greffe.
Le modèle décrit dans cette vidéo est reproductible, peu coûteuse et facile à réaliser, et il peut être mis en place rapidement et de manière fiable. Il est particulièrement adapté à l'évaluation d'agents thérapeutiques coûteux expérimentaux, tels que les vecteurs virauxpour la thérapie génique, d'une manière économique.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cette vidéo montre une veine modèle d'interposition de rat pour étudier la veine perte du greffon et de permettre l'exploration des processus pathologiques sous-jacents et les tests de nouveaux médicaments ou des options thérapeutiques.
L'anesthésie est un aspect crucial des procédures chirurgicales. Un système d'anesthésie par inhalation continue est recommandée, car cela est une méthode sûre et facile, surtout au cours des opérations prolongées. Ceci peut êtr…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs remercient Christiane Pahrmann pour son assistance technique. Cette étude a été financée par la Deutsche Stiftung fuer Herzforschung (F / 28/14). DW a été soutenu par le prix du Voyage de l'International Society for Heart and Lung Transplantation. TD a reçu le Else Kröner Excellence Stipend du Else-Kröner-Fresenius-Stiftung (2012_EKES.04). SS a reçu des subventions de recherche de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; DE2133 / 2-1, TD et SCHR992 / 3- 1, SCHR992 / 4-1, SS).
Materials
| Rat LEW/Crl | Charles River | Stock number 004 | |
| Rat LEW-Tg(Gt(ROSA)26Sor- 1 luc)11Jmsk |
Institute of laboratory animals, Kyoto University, Japan | NBPR rat number 0299 | http://www.anim.med.kyoto-u.ac.jp/NBR/ |
| PFA 4% | Electron Microscopy Sciences | #157135S | 20% |
| hair clipper | WAHL | 8786-451A ARCO SE | |
| Forene | AbbVie | PZN 10182054 Art.Nr.: B506 | Isoflurane |
| microsurgical clamp | Fine Science Tools | 18055-04 | Micro-Serrefine – 4mm |
| clamp applicator | Fine Science Tools | 18056-14 | |
| hair removal creme | Rufin cosmetic | 27618 | |
| Povidone-Iodine | Betadine Purdue Pharma | NDC:67618-152 | |
| 10-0 Ethilon suture | Ethicon | 2814G | |
| 5-0 prolene suture | Ethicon | EH7229H | |
| Rimadyl | Pfizer | 400684.00.00 | Carprofen |
| Novaminsulfon | Ratiopharm | PZN 03530402 | Metamizole |
| Heparin | Rotexmedica | PZN: 3862340 | 25.000 I.E./mL |
| Xylocain 1% | AstraZeneca | PZN: 1137907 | Lidocain |
| EVICEL | J&J Med.Ethicon Biosur | PZN 7349697 Art. Nr.:EVK01DE | fibrin glue |
| NaCl 0,9% | B.Braun | PZN 06063042 Art. Nr.: 3570160 | |
| Vevo 770 high-resolution in vivo micro-imaging system | VisualSonics | duplex sonography | |
| Ecogel 100 ultrasound gel | Eco-med | 30GB | |
| D-Luciferin Firefly, potassium salt | Biosynth | L-8220 | |
| PBS pH 7,4 | Gibco | 10010023 | |
| Xenogen Ivis 200 | Perkin Elmer | bioluminescence imaging | |
| Weigerts iron hematoxylin Kit | Merck | 1.15973.0002 | Trichrome staining |
| Resorcine-Fuchsine Weigert | Waldeck | 2.00E-30 | Trichrome staining |
| Acid Fuchsin | Sigma-Aldrich | F8129-25G | Trichrome staining |
| Ponceau S solution | Serva Electrophoresis | 33427 | Trichrome staining |
| Azophloxin | Waldeck | 1B-103 | Trichrome staining |
| Molybdatophosphoric acid hydrate | Merck | 1.00532.0100 | Trichrome staining |
| Orange G | Waldeck | 1B-221 | Trichrome staining |
| Light Green SF | Waldeck | 1B-211 | Trichrome staining |
| Vitro-Clud | Langenbrinck | 04-0001 | |
| Glacial Acetic Acid | Sigma-Aldrich | 537020 | |
| 37% HCl | Sigma-Aldrich | H1758 | |
| Xylene | Th. Geyer | 3410 | |
| Paraffin | Leica biosystems | REF 39602004 | |
| Ethanol absolute | Th. Geyer | 2246 | |
| Ethanol 96% | Th. Geyer | 2295 | |
| Ethanol 70% | Th. Geyer | 2270 | |
| Slide Rack | Ted Pella | 21057 | |
| Staining dish | Ted Pella | 21075 | |
| Bepanthen Eye and Nose ointment | Bayer | 1578675 | Eye ointment |
References
- Sabik, J. F., 3rd, Understanding saphenous vein graft patency. Circulation. 124, 273-275 (2011).
- Goldman, S., et al. Long-term patency of saphenous vein and left internal mammary artery grafts after coronary artery bypass surgery: results from a Department of Veterans Affairs Cooperative Study. J Am Coll Cardiol. 44, 2149-2156 (2004).
- Fitzgibbon, G. M., et al. Coronary bypass graft fate and patient outcome: angiographic follow-up of 5,065 grafts related to survival and reoperation in 1,388 patients during 25 years. J Am Coll Cardiol. 28, 616-626 (1996).
- O’Brien, J. E., et al. Wound healing around and within saphenous vein bypass grafts. J Thorac Cardiovasc Surg. 114, 38-45 (1997).
- El-Kurdi, M. S., et al. Ovine femoral artery bypass grafting using saphenous vein: a new model. J Surg Res. 193, 458-469 (2015).
- Yuda, A., et al. Angiotensin II receptor antagonist, L-158,809, prevents intimal hyperplasia in dog grafted veins. Life Sci. 68, 41-48 (2000).
- McCann, R. L., Hagen, P. O., Fuchs, J. C. Aspirin and dipyridamole decrease intimal hyperplasia in experimental vein grafts. Ann Surg. 191, 238-243 (1980).
- Thomas, A. C. Animal models for studying vein graft failure and therapeutic interventions. Curr Opin Pharmacol. 12, 121-126 (2012).
- Hu, Y., Xu, Q. New mouse model of vein bypass graft atherosclerosis. Heart Lung Circ. 11, 182-188 (2002).
- Salzberg, S. P., et al. Increased neointimal formation after surgical vein grafting in a murine model of type 2 diabetes. Circulation. 114, I302-I307 (2006).
- Abbott, A. Laboratory animals: the Renaissance rat. Nature. 428, 464-466 (2004).
- Lindblad-Toh, K. Genome sequencing: three’s company. Nature. 428, 475-476 (2004).
- Yu, P., Nguyen, B. T., Tao, M., Campagna, C., Ozaki, C. K. Rationale and practical techniques for mouse models of early vein graft adaptations. Journal of vascular surgery. 52, 444-452 (2010).
- Olver, D. T., Lacefield, J. C., Shoemaker, K. J. Evidence of bidirectional flow in the sciatic vasa nervorum. Microvascular research. 94, 103-105 (2014).
- Stubbendorff, M., et al. Inducing myointimal hyperplasia versus atherosclerosis in mice: an introduction of two valid models. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2014).
- Conradi, L., et al. Immunobiology of fibrin-based engineered heart tissue. Stem cells translational medicine. 4, 625-631 (2015).
- Dashwood, M. R., Tsui, J. C. ‘No-touch’ saphenous vein harvesting improves graft performance in patients undergoing coronary artery bypass surgery: A journey from bedside to bench. Vascular Pharmacology. 58, 240-250 (2013).
- Bekler, H. I., Rosenwasser, M. P., Akilina, Y., Bulut, G. The use of an absorbable collagen cover (NeuraWrap) improves patency of interpositional vein grafts. Acta orthopaedica et traumatologica turcica. 44, 157-161 (2010).
- Geurts, A. M., et al. Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases. Science. 325, 433 (2009).
- Moreno, C., et al. Creation and characterization of a renin knockout rat. Hypertension. 57, 614-619 (2011).
