تحسين نموذج احتشاء عضلة القلب الخنزير الصدر مغلقة بتوحيد إجراءات أخذ عينات الدم والأنسجة
Summary
هنا نظهر بروتوكولا لتوحيد إجراءات أخذ العينات نموذج الخنزير الراسخة لاحتشاء عضلة القلب الحاد من أجل زيادة قيمتها متعدية الجنسيات في فهم الفسيولوجيا المرضية لإصابة احتشاء عضلة القلب الاسكيمية/الاكسجينيه واختبار المرشحين المخدرات الرواية.
Abstract
احتشاء عضلة القلب الاسكيمية ضخه (أنا/R) يساهم الإصابة إلى النصف تقريبا من منطقة نخرية بعد احتشاء عضلة القلب. حتى الآن هناك لا المخدرات المعتمدة لمنع أو الحد من احتشاء عضلة القلب أنا/الإصابة R. الدراسة وفهم الآليات الفيزيولوجية المرضية لاحتشاء عضلة القلب أنا/الإصابة R أمر ضروري لتطوير علاجات ناجحة. التجارب على الحيوانات الكبيرة خطوة هامة في أساليب متعدية الجنسيات. أنشئ نموذج الخنزير من احتشاء عضلة القلب الحاد والموصوفة بأنفسنا والآخرين. نحن تهدف إلى زيادة تحسين قيمة النموذج بالتركيز بالتفصيل على تقنيات أخذ العينات لاستخدامها في التجارب المستقبلية. وعلاوة على ذلك، نؤكد على خطوات صغيرة ولكن الهامة التي يمكن أن تؤثر في نوعية النتائج النهائية. لمحاكاة الحالة السريرية من احتشاء عضلة القلب أنا/R الإصابة، قسطرة تدخل التاجي عن طريق الجلد (PCI) تم إدراجه في اليسار الأمامي تنازلي الشريان التاجي (الفتى) من خنزير أنيسثيتيزيد. ° ° ° هذا نموذج يقلد احتشاء عضلة القلب الحاد والعلاج PCI في البشر مع إمكانية تحديد المنطقة في دقة المخاطر فضلا عن نخرية-والأنسجة الدماغية قابلة للحياة. هنا استخدمت النموذج للتحقيق في تأثير مثبط تربين الببتيد من فكسييا. يمكن أيضا تعديل النموذج للسماح بوقت أطول لضخه لدراسة آثار لاحقة من احتشاء عضلة القلب.
Introduction
مرض القلب الاقفاري، خاصة الحادة احتشاء عضلة القلب (ميتشيغن)، هو السبب الرئيسي للوفاة في البلدان المتقدمة النمو 1. اليوم، هي المعالجة المعيارية لمي التدخل التاجي عن طريق الجلد (PCI)، معاملة قثطرة البالون. واحدة من العوامل الحاسمة التي تؤثر على نوعية الحياة والتشخيص للمرضى بعد المعالجة PCI مي الحاد هو حجم احتشاء. الحد الحجم يمكن أن يكون لها تأثير كبير على المريض البقاء على قيد الحياة والتشخيص 2. احتشاء عضلة القلب الاسكيمية/ضخه (أنا/R) إصابة تأثيراً كبيرا على حجم احتشاء ذلك هو أحد الأهداف الرئيسية في أبحاث القلب والأوعية الدموية لمنع أو الحد من احتشاء عضلة القلب أنا/R الإصابة 3. آليات الضبط أنا/R الإصابة لا تزال قيد التحقيق 4. تفعيل الشلالات البلازما وخلايا بطانية هي السمات المميزة لانا/R إصابة 5. تفعيل نظام التخثر هو وضوح تشارك 6،7. في الآونة الأخيرة، وقد تبين دور فكسيي، باعتباره ببتيد المنبع أوائل المشاركين في مرحلة الاتصال تنشيط تتالي تخثر الدم، في فكسيي ضرب نموذج الفئران من دماغي أنا/R إصابة 8. التحقق من هذه النتائج في نموذج الخنزير خطوة هامة في الترجمة السريرية. ولذلك، نحن تختبره مثبط فكسييا (80 كاتشين مبطلات) تربين رواية في سياق احتشاء عضلة القلب أنا/الإصابة R في دراسة تجريبية.
النماذج الحيوانية، والتي تحاكي الحالة السريرية للعلاجات MI و PCI الحادة، ضرورية لتحسين فهمنا الفسيولوجيا المرضية لاحتشاء عضلة القلب أنا/الإصابة R واختبار خيارات العلاج الجديدة. الخنازير وتمثل نموذجا حيوانية جيدة السريرية احتشاء عضلة القلب أنا/الإصابة R. وهذا ليس فقط لأن قلوبهم متشابهة جداً إلى قلوب البشر فيما يتعلق بالتشريح وتداول التاجية، ولكنها أيضا تظهر الاستجابات الفيزيولوجية المرضية مشابهة لاحتشاء عضلة القلب الاسكيمية وضخه 9،من10. نماذج أخرى مثل الفئران والجرذان لا تفي بهذه المعايير وتظهر اختلافات كبيرة إذا ما قورنت بقلوب البشر 11،12، بينما الكلاب على سبيل المثال، لديك العديد من الأوعية التاجية الجانبية أكثر مقارنة بالبشر 13.
نموذج الخنزير احتشاء عضلة القلب الحاد قد استخدمت على نطاق واسع في أبحاث القلب والأوعية الدموية للتحقيق بما فيها مرض القلب الاقفاري احتشاء عضلة القلب أنا/R إصابة 14،15،،من1617. هذا الأخير هو شرط تحريضية، بسبب التقليل من التي تتصل التفاعل ستيرنوتومي أو ثوراكوتومي المستخدمة في جراحة الصدر المفتوحة أمر ضروري. الطراز الصدر مغلقة باستخدام إعداد الأوعية ج-ذراع سريرية ويتغلب على هذه المشكلة. وعلاوة على ذلك، واحد من أهم النقاط أن لدينا بروتوكول ينص تمييز دقيق بين الدماغية (منطقة الخطر، AAR) والمناطق غير الدماغية البطين الأيسر (منطقة ليست في خطر، ANR) حيث يمكن لحجم احتشاء (الأنسجة الدماغية نخرية، أحمق) ستحدد بدقة. هدفنا لهذه الورقة أن تحدد بوضوح منهجية استنساخه من الخنزير احتشاء عضلة القلب أنا/نموذج الإصابة R، لا سيما فيما يتعلق بأخذ عينات أنسجة عضلة القلب، التي تسمح بإجراء تحليل أكثر دقة للآليات الجزيئية لانا/الإصابة R، الحصول على صورة أوضح عن آثار العلاج بالعقاقير الجديدة.
Protocol
Representative Results
Discussion
احتشاء عضلة القلب أنا/الإصابة R له تأثير كبير على حجم احتشاء النهائي الذي يترجم مباشرة إلى تشخيص المريض بعد احتشاء عضلة القلب الحاد3. فهم الفسيولوجيا المرضية لاحتشاء عضلة القلب أنا الإصابة R هو الخطوة الأولى للحد من أو منع ذلك. احتشاء عضلة القلب أنا الإصابة R هو شرط حاد الذي يحد?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
المؤلفون أن نشيد البروفيسور كريستيان هينس لتوفير مثبطات فكسييا والتحكم في كل منها. ونعترف أيضا امتنان بيسلاك أولجيغا والدكتور دانييل متلر نيتيلبيك كاي وحدة الجراحة التجريبية، وإدارة “البحوث الطبية الحيوية”، جامعة برن للدعم التقني. سيلين جيلود ماتياس راوش من الإدارة للتشخيص، وإينتيرفينشونال، وطب الأشعة، مستشفى جامعة بيرن، إينسيلسبيتال قدمت الدعم مع معدات الأشعة السينية والتقنيات. تم تمويل هذا المشروع من “مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية”، المشروع رقم 320030_156193. ونود أيضا أن نشكر السيد حسان هاني من الاتصالات والتسويق، مستشفى جامعة بيرن، إينسيلسبيتال لتسجيل لدينا تجربة الفيديو.
Materials
| ABL 90 Flex, blood gas analyser | Radiometer | – | Blood gas analysis (BGA) |
| ACT Plus | Medtronic | – | Activated clotting time |
| Atropin | Sintetica | – | Atropinum Sulfas, 0,5mg/ml |
| Balance (20-500 Kg) | NAGATA Scale, Tiwan | HTB/HTR | Alternative products can be used |
| Balance (21-4200 g) | Mettler toledo, Switzerland | MS4002SDR | Alternative products can be used |
| Blood collection tubes: EDTA, citrate and serum | S-Monovette, Nuembrecht, Germany | 05.1167.001, 05.1071.001 and 05.1557.001 respectively |
Alternative products can be used |
| BV Pulsera mobile C-arm | Philips | – | Alternative products can be used |
| Centrifuge | Labcare, UK | ALC PK120R | Alternative products can be used |
| Defibrillator Lifepak 12 | Medtronic | – | Alternative products can be used |
| Dextran from Leuconostoc mesenteroides | Sigma-Aldrich, Germany | D3759 | Average M.wt 48000-90000 |
| Digital single lens reflex camera | Sony, Thailand | DSLR-A500/A550 | Alternative products can be used |
| Dissecting forceps | Alternative products can be used | ||
| EMPIRA RX PCI dilatation catheter | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 85R15300S | Diameter 3 mm, length 15 mm, Alternative products can be used |
| EMPIRA RX PCI dilatation catheter | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 85R15350S | Diameter 3.5 mm, length 15 mm, Alternative products can be used |
| Evans Blue | Sigma-Aldrich, Germany | E2129 | Toxic |
| Fabius GS premium respirator | Dräger, Lübeck, Germany | – | Anesthesia work station, Alternative products can be used |
| Fentanyl | Inselspital ISPI | – | Fentanyl 2500mcg/50ml |
| Formaldehyde | Pathology Institute, Bern University | SI148701 | Alternative products can be used |
| FXIIa inhibitor | Provided by Prof. Christian Heinis' laboratory in EPFL | Novel bicyclic peptide | |
| Galeo, coronary guidewire | Biotronik, Germany | 125497 | Alternative products can be used |
| Guidance catheter | Boston Scientific, Florida, USA | 34356-06 | 6F (100 cm, EB3.75). Alternative products can be used |
| Heparin Sodium | Drossapharm, Basel, Switzerland | – | Liquemin, 25000 U.I./5 ml |
| High end electrosurgery | BOWA, Germany | ARC 400 | Electrical source for blood suction. Alternative products can be used |
| Hydro-Guardmini breathing filter | Intersurgical, Lithuania | 1745000 | Filters |
| Image J | National Institute of Health, USA | 1.47v | Alternative products can be used |
| Inflation device, Atrion QL2530 | Atrion medical product, Alabama, USA | 96402 | Alternative products can be used |
| IntelliVue MP 70 | Philips, Boeblingen, Germany | – | Monitor (ECG, heart rate, blood presure and body temperature). Alternative products can be used |
| KCl | Sintetica SA | – | Potassium chloride 15% |
| Ketamine | Vetoquinol | – | Narketan, 1ml/100mg |
| LR-ACT | Medtronic | 402-01 | ACT special syringes |
| Midazolam | Roche | – | Dormicum, 5mg/ml |
| Monopolar scalpel | Alternative products can be used | ||
| Needle holder | Alternative products can be used | ||
| High resolution camera, PathStand Macro Imaging Stand for Grossing | Spotimaging, USA | 1080 p HD resolution. Alternative products can be used | |
| PBS | In-house preparation | – | Alternative products can be used |
| Peripheral venous cannula, 18 G | Alternative products can be used | ||
| PowerLab 4/35 data acquisition system | Adinstruments, Spechbach, Germany | – | |
| Rotamax120T | Heidolph, Germany | 544-41200-00 | Shaker. Alternative can be used |
| Rüschelit-Super Safety Clear Tube | Teleflex, Dublin, Irland | 112480 | Air way tubing, Alternative products can be used |
| Safe Pico Aspirator Syringes | Radiometer | 956-622 | BGA special syringes |
| Saline | Sintetica Bioren | – | NaCl 0,9%. Alternative products can be used |
| Sevorane 1.5% | AbbVie AG | – | Sevorane 250ml 100% |
| Sheath | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 504-607 A | AVANTI + / 7 F, Alternative products can be used |
| Space infusion pump | B.Braun Medical AG, Germany | – | For infusion of fentanyl. Alternative products can be used |
| SPR-350 (Millar catheter) | Adinstruments, Texas, USA | 840-8166 | MIKRO-TIP, 5F, 120 cm |
| Sternotomy saw | Alternative products can be used | ||
| Sutures | ETHICON, Johnson&Johnson, USA | Y3110H | Monocryl 3-0 SH-1 Plus. Alternative products can be used |
| Syringes (20, 10 and 5 mL) | CODAN,Baar, Switzerland | 62.7602, 62.6616, 62.5607 respectively |
Used to inject anesthetic materials intramuscularly or directly into the central venous line. Also to inject heparin or FXIIa or the respective control. Alternative products can be used |
| Thorax spreader | Alternative products can be used | ||
| Tissue-tek | SAKURA, Netherlands | 4583 | O.C.T. compound |
| Vascular forceps | Alternative products can be used | ||
| Xenetix 300 contrast media | Guerbet, Zürich, Switzerland | – | Lobitridol, 300 mg iodide/ml |
| Xylazine | Vetoquinol | – | Xylapan, 20mg/1 mL |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium choride | Sigma-Aldrich, Austria | T8877 | |
| 500 μL tubes (eppendorf) | Trefflab, Switzerland | 96.08185.9.03 | Alternative products can be used |
References
- Mozaffarian, D., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update. Circulation. 133, e338-e360 (2016).
- Miller, T. D., et al. Infarct size after acute myocardial infarction measured by quantitative tomographic 99mTc sestamibi imaging predicts subsequent mortality. Circulation. 92, 334-341 (1995).
- Ovize, M., et al. Postconditioning and protection from reperfusion injury: where do we stand? Position Paper from the Working Group of Cellular Biology of the Heart of the European Society of Cardiology. Cardiovasc Res. 87, 406-423 (2010).
- Neri, M., Riezzo, I., Pascale, N., Pomara, C., Turillazzi, E. Ischemia/Reperfusion Injury following Acute Myocardial Infarction: A Critical Issue for Clinicians and Forensic Pathologists. Mediators Inflamm. 2017, 1-14 (2017).
- Yang, Q., He, G. -. W., Underwood, M. J., Yu, C. -. M. Cellular and molecular mechanisms of endothelial ischemia/reperfusion injury: perspectives and implications for postischemic myocardial protection. Am J Transl Res. 8, 765-777 (2016).
- Massberg, S., et al. Platelet-Endothelial Cell Interactions During Ischemia/Reperfusion: The Role of P-Selectin. Blood. 92, 507-515 (1998).
- Wang, J., et al. Antithrombin is protective against myocardial ischemia and reperfusion injury. J Thromb and Haemost. 11, 1020-1028 (2013).
- Hopp, S., et al. Targeting coagulation factor XII as a novel therapeutic option in brain trauma. Ann Neurol. 79, 970-982 (2016).
- Crick, S. J., Sheppard, M. N., Ho, S. Y., Gebstein, L., Anderson, R. H. Anatomy of the pig heart: comparisons with normal human cardiac structure. J Anat. 193 (Pt 1), 105-119 (1998).
- Heusch, G., Skyschally, A., Schulz, R. The in-situ pig heart with regional ischemia/reperfusion – ready for translation. J Mol Cell Cardiol. 50, 951-963 (2011).
- Poirier, P. Exercise, heart rate variability, and longevity: the cocoon mystery?. Circulation. , 2085-2087 (2014).
- Milani-Nejad, N., Janssen, P. M. L. Small and large animal models in cardiac contraction research: advantages and disadvantages. Pharmacol Ther. 141, 235-249 (2014).
- Bloor, C. M., White, F. C. Functional development of the coronary collateral circulation during coronary artery occlusion in the conscious dog. Am J Pathol. 67, 483-500 (1972).
- Banz, Y. Locally targeted cytoprotection with dextran sulfate attenuates experimental porcine myocardial ischaemia/reperfusion injury. Eur Heart J. 26, 2334-2343 (2005).
- Krombach, G. A., Kinzel, S., Mahnken, A. H., Günther, R. W., Buecker, A. Minimally Invasive Close-Chest Method for Creating Reperfused or Occlusive Myocardial Infarction in Swine. Invest Radiol. 40, 14 (2005).
- Suzuki, Y., Lyons, J. K., Yeung, A. C., Ikeno, F. In vivo porcine model of reperfused myocardial infarction: in situ double staining to measure precise infarct area/area at risk. Catheter Cardiovasc Interv. 71, 100-107 (2008).
- McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nat Protoc. 7, 1479-1496 (2012).
- Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. J Vis Exp. , e51269 (2014).
- Kamat, P., et al. Dexrazoxane Shows No Protective Effect in the Acute Phase of Reperfusion during Myocardial Infarction in Pigs. PLoS One. 11, e0168541 (2016).
- Carden, D. L., Granger, D. N. Pathophysiology of ischaemia-reperfusion injury. J Pathol. 190, 255-266 (2000).
- Pérez de Prado, A., et al. Closed-chest experimental porcine model of acute myocardial infarction-reperfusion. J Pharmacol Toxicol Methods. 60, 301-306 (2009).
- Lown, B., Levine, S. A. The carotid sinus. Clinical value of its stimulation. Circulation. 23, 766-789 (1961).
- Regueiro-Purriños, M., et al. Ventricular Arrhythmias and Mortality Associated with Isoflurane and Sevoflurane in a Porcine Model of Myocardial Infarction. J Am Assoc Lab Anim Sci. , (2011).
- Roberts, L. N. Evans blue toxicity. Can Med Assoc J. 71, 489-491 (1954).
- Ellenbroek, G. H. J. M., et al. Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction. J Vis Exp. , e54021 (2016).
