Murino descendente anterior (LAD) ligadura de la arteria coronaria: un modelo mejorado y simplificado para el infarto de miocardio

Summary

We provide a reliable method for left anterior descending artery (LAD) ligation in a mouse model. This method is comparatively less invasive than other methods, involving endotracheal intubation, a left-sided thoracotomy approach, and thoracentesis. This method can be used as a model for both acute and chronic myocardial infarction (MI).

Abstract

enfermedad isquémica del corazón (EIC), o síndrome coronario agudo (SCA), es una de las principales causas de muerte en los Estados Unidos. IHD se caracteriza por la reducción del suministro de sangre al corazón, lo que resulta en la pérdida de oxígeno a y de la necrosis subsiguiente del músculo del corazón. El modelo MI ha ganado popularidad para su uso como un modelo de isquemia-reperfusión a corto plazo y un modelo de ligadura permanente a largo plazo. A continuación, se describe un método fiable para la ligadura permanente de la LAD. Con el ratón tecnología de ingeniería genética cada vez más avanzada, y con un aumento de la disponibilidad de instrumentos quirúrgicos murinos de calidad, el ratón se ha convertido en un modelo popular para cirugías MI. Nuestro modelo quirúrgico incorpora el uso de un anestésico fácilmente reversible para la rápida recuperación del ratón; una intubación endotraqueal mínimamente invasiva sin la participación de una traqueotomía; y una toracentesis a través del sitio toracotomía original sin crear una incisión adicional en el pecho, como eshecho en algunos otros métodos, para eliminar eficazmente el exceso de sangre y el aire de la cavidad torácica. Este método es relativamente menos invasivo que otros métodos, lo que reduce drásticamente las complicaciones y mortalidad quirúrgicas y post-quirúrgicos y mejora la reproducibilidad.

Introduction

Enfermedad coronaria, o ACS, es el evento cardiovascular más prevalente y será considerado la principal causa de morbilidad y mortalidad en todo el mundo en 2020 ^1. La causa de ACS es la presencia de una trombosis de miocardio debido a la ruptura de una placa aterosclerótica coronaria que bloquea o reduce el flujo de sangre al tejido del corazón ^2. Por lo tanto, hay signos clínicos consistentes con la presencia de isquemia miocárdica aguda, tales como infarto de miocardio (MI) ^{3, 4.} MI conduce a una pérdida de masa de los cardiomiocitos y una progresión de la remodelación ventricular patológica, que puede conducir a la disfunción ventricular e insuficiencia cardíaca ^{5, 6.}

Una de las maneras más eficaces para el estudio de la CI ha sido para imitar el infarto de miocardio humano en un modelo animal. Esto se consigue mediante la oclusión de la LAD enratones. Usando este modelo, se estudia cómo el corazón se puede proteger contra el daño resultante de la CI.

Durante la última década, los investigadores han pasado de utilizar modelos animales más grandes que los animales más pequeños, incluyendo el cambio de ratas a los ratones. El modelo de ratón más pequeño está empezando a ser preferido por muchas razones, incluyendo su pequeño tamaño, gran tamaño de la camada, de bajo coste de mantener, y período de gestación corto, así como para la disponibilidad expansiva de transgénicos y knockout de genes modelos ^7. Aunque los ratones son de tamaño pequeño, nuevos instrumentos quirúrgicos diseñados específicamente para ellos han ayudado en este desarrollo. Nuestro método utiliza estos nuevos instrumentos quirúrgicos.

Mientras varios métodos implementan una traqueotomía invasiva, utilizamos un método menos invasivo de la intubación endotraqueal. El uso de la iluminación de arriba de la orofaringe, que intubar sin crear ninguna incisión, proporcionando una experiencia más segura y menos traumática para tque los animales. El ratón se coloca entonces en un ventilador y se mantuvo en isoflurano durante todo el procedimiento. Debido a la corta duración de la anestesia producida por la droga, que sólo lleva unos pocos minutos para que el animal se recupere de la anestesia, una vez que se interrumpe. Nuestro modelo quirúrgico también incluye una toracocentesis mínimamente invasiva. La cuidadosa eliminación de la sangre y el exceso de aire de la cavidad torácica usando toracentesis través de la incisión de toracotomía original ha abordado una complicación posoperatoria común de la ligadura de LAD: el neumotórax a tensión. Este método, que elimina la necesidad de las dos incisiones adicionales usados ​​en otros métodos, uno para la traqueotomía y otro para los menos complicaciones post-quirúrgicas toracentesis-ha cedido y ha reducido drásticamente la mortalidad.

Protocol

Este protocolo animal ha sido revisado y aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) en el Hospital de Rhode Island. 1. La anestesia y la intubación Pesar el ratón para calcular la dosis de medicación para el dolor post-operatorio. Coloque el ratón en una cámara de inducción y entregar 4% de isoflurano para 9 – 10 min, seguimiento del animal a lo largo. A su vez en un esterilizador de cuentas caliente de modo que el aparato puede prec…

Representative Results

Los ratones se sacrificaron los veintiocho días después de la cirugía, y los corazones se cosechan y se examinaron. Los ratones se anestesiaron con 50 – 75 mg / kg de ketamina y de 5 – 10 mg / kg de xilazina. Cuando el animal está bajo anestesia adecuada, se abre la cavidad torácica, y utilizando una aguja de calibre 23, cloruro de potasio frío (KCL, 30 mM) se inyecta en la región basal posterior del corazón. El corazón es detenido en la diástole. Para una validación adicional…

Discussion

Con un uso creciente del modelo de MI en los laboratorios, el procedimiento descrito busca aumentar la tasa de eficiencia y la supervivencia de los ratones y reducir al mínimo su dolor post-operatorio y el malestar. Este protocolo se esfuerza por minimizar la mortalidad al hacer numerosas mejoras en varios aspectos del procedimiento de LAD ligación. Hay algunas distinciones. Algunos estudios de intubación murinos que utilizan ketamina y xilacina junto con isoflurano para la inducción, debido a la ve…

Materials

High-Intensity Light Source	Harvard Apparatus	72-0215
SurgiSuite Operating Platform	Kent Scientific Corporation	SurgiSuite	Uses a rechargeable, battery-operated far infrared warming pad. Charge overnight before surgery.
SurgiSuite LED Lighting Kit	Kent Scientific Corporation	SURGI-5003
Hot Bead Sterilizer	Fine Science Tools	18000-45	Preheating takes 15-20 minutes. Instruments take 20 seconds to sterilize.
Small Rodent Anesthesia System	VetEquip Inc.	901810
Isofluorane	Piramal Enterprises	66794-017-10
Buprenorphine	Rhode Island Hospital Pharmacy	NDC 12496-0757-1, 12496-0757-5
Surgical Loupes	Roboz	RS-6687
Small Rodent Ventilator	Harvard Apparatus	73-0043
Lubricating Drops	Thermo Fisher Scientific	19-898-350
Electric Razor	Kent Scientific Corporation	CL 9990-1201
Hair Removal Cream	Nair
Medical Tape	Thermo Fisher Scientific	18-999-380
Betadine	Thermo Fisher Scientific	19-027136
70% Isopropanol Wipes	Thermo Fisher Scientific	22-363-750
Surgical Drapes	Braintree	SP-TS
Surgical Gloves	Thermo Fisher Scientific	18999102D
5-0 Polypropylene Sutures	Ethicon	8630G
8-0 Nylon Sutures	Fine Science Tools	12051-08
Platinum-Cured Tubing	Harvard Apparatus	72-1042	0.3 mm inside diameter x 0.6 mm outside diameter
0.9% Saline	Thermo Fisher Scientific	19-310-207
4-0 Polypropylene Sutures	Ethicon	8631G
1 CC Syringe with 25-Gauge Needle	Thermo Fisher Scientific	14-826-100
Scissors	Kent Scientific Corporation	INSS600225
Forceps	Kent Scientific Corporation	INS700100
Cotton Swabs	Thermo Fisher Scientific	23-400-118
IV Catheter, 20-Gauge	Thermo Fisher Scientific	NC9892181
Retractor	Kent Scientific Corporation	INS 750369
Forceps	Fine Science Tools	11003-12
Dissecting Forceps, Straight	Kent Scientific Corporation	INS 700101
Dissecting Forceps, Curved	Kent Scientific Corporation	INS 700103
Hemostatic Forceps, Straight	Kent Scientific Corporation	INS 750451
Hemostatic Forceps, Curved	Kent Scientific Corporation	INS 750452
Tissue Forceps	Kent Scientific Corporation	INS 700131
Needle Holder	Kent Scientific Corporation	INS 600109
Scissors	Kent Scientific Corporation	INS 600225