Étude du remodelage inverse ventriculaire gauche par débandage aortique chez les rongeurs
Summary
Ici nous décrivons un protocole étape par étape d’aorte chirurgicale débandant dans le modèle bien établi de souris de l’aortique-constriction. Ce procédé permet non seulement d’étudier les mécanismes à la base de la retouche et de la régression inverses ventriculaires gauches de l’hypertrophie mais également d’essayer les options thérapeutiques originales qui pourraient accélérer le rétablissement myocardique.
Abstract
Pour mieux comprendre le remodelage inverse ventriculaire gauche (BT) (RR), nous décrivons un modèle de rongeur dans lequel, après le remodelage causé par bande aortique de BT, les souris subissent le RR sur le déplacement de la constriction aortique. En ce document, nous décrivons un procédé étape par étape pour exécuter un debanding aortique chirurgical d’une façon minimum invahissant chez les souris. L’échocardiographie a été plus tard employée pour évaluer le degré d’hypertrophie et de dysfonctionnement cardiaques pendant la retouche de LV et le rr et pour déterminer le meilleur moment pour le debanding aortique. À la fin du protocole, l’évaluation hémodynamique terminale de la fonction cardiaque a été conduite, et des échantillons ont été rassemblés pour des études histologiques. Nous avons prouvé que le debanding est associé aux taux de survie chirurgicaux de 70-80%. De plus, deux semaines après le débandage, la réduction significative de l’afterload ventriculaire déclenche la régression de l’hypertrophie ventriculaire (~20%) et la fibrose (~ 26%), la récupération du dysfonctionnement diastolique tel qu’évalué par la normalisation du remplissage ventriculaire gauche et des pressions fin-diastoliques (E / e ‘ et LVEDP). La débandage aortique est un modèle expérimental utile pour étudier le LV RR chez les rongeurs. L’ampleur du rétablissement myocardique est variable entre les sujets, donc, imitant la diversité du RR qui se produit dans le contexte clinique, tel que le remplacement de valve aortique. Nous concluons que le modèle aortique de bande/debanding représente un outil valable pour démêler les perspicacités originales dans les mécanismes du rr, à savoir la régression de l’hypertrophie cardiaque et le rétablissement du dysfonctionnement diastolique.
Introduction
La constriction de l’aorte transversale ou ascendante chez la souris est un modèle expérimental largement utilisé pour l’hypertrophie cardiaque induite par la surcharge de pression, le dysfonctionnement diastolique et systolique et l’insuffisance cardiaque1,2,3,4. L’aortique-constriction conduit initialement à une hypertrophie concentrique compensée du ventricule gauche (LY) pour normaliser le stress mural1. Cependant, dans certaines circonstances, telles qu’une surcharge cardiaque prolongée, cette hypertrophie est insuffisante pour diminuer le stress de la paroi, déclenchant un dysfonctionnement diastolique et systolique (hypertrophie pathologique)5. En parallèle, les changements de la matrice extracellulaire (ECM) conduisent au dépôt de collagène et à la réticulation dans un processus connu sous le nom de fibrose, qui peut être subdivisé en fibrose de remplacement et fibrose réactive. La fibrose est, dans la plupart des cas, irréversible et compromet la récupération myocardique après soulagement de surcharge6,7. Néanmoins, des études récentes d’imagerie par résonance magnétique cardiaque ont révélé que la fibrose réactive est capable de régresser à long terme8. Au total, la fibrose, l’hypertrophie et le dysfonctionnement cardiaque font partie d’un processus connu sous le nom de remodelage myocardique qui progresse rapidement vers l’insuffisance cardiaque (HF).
Comprendre les caractéristiques du remodelage myocardique est devenu un objectif majeur pour limiter ou inverser sa progression, ce dernier connu sous le nom de remodelage inverse (RR). Le terme RR comprend toute altération myocardique chroniquement inversée par une intervention donnée, une telle thérapie pharmacologique (p. ex. médicament antihypertenseur), une chirurgie valvulaire (p. ex. sténose aortique) ou des dispositifs d’assistance ventriculaire (p. ex. HF chronique). Cependant, le RR est souvent dû inachevé à l’hypertrophie dominante ou au dysfonctionnement systolique/diastolique. Ainsi, la clarification des mécanismes fondamentaux de RR et des stratégies thérapeutiques originales manquent toujours, qui est principalement due à l’impossibilité d’accéder et d’étudier le tissu myocardique humain pendant le RR dans la plupart de ces patients.
Pour surmonter cette limitation, les modèles de rongeurs ont joué un rôle important dans l’avancement de notre compréhension des voies de signalisation impliquées dans la progression de HF. Plus précisément, le débandage aortique de souris avec une constriction aortique représente un modèle utile pour étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents au remodelage indésirable du RV9 et RR10,11 car il permet la collecte d’échantillons myocardiques à différents moments dans ces deux phases. De plus, il fournit un excellent cadre expérimental pour tester de nouvelles cibles potentielles qui peuvent promouvoir / accélérer le RR. Par exemple, dans le contexte de la sténose aortique, ce modèle pourrait fournir des informations sur les mécanismes moléculaires impliqués dans la grande diversité de la réponse myocardique sous-jacente à l'(in)complétion du RR6,12,ainsi que sur le moment optimal pour le remplacement des valves, ce qui représente une lacune majeure des connaissances actuelles. En effet, le timing optimal de cette intervention fait l’objet de débats, principalement parce qu’il est défini en fonction de l’ampleur des gradients aortiques. Plusieurs études préconisent que ce point de temps pourrait être trop tard pour la récupération myocardique car la fibrose et le dysfonctionnement diastolique sont souvent déjà présents12.
À notre connaissance, c’est le seul modèle animal qui récapitule le processus du remodelage myocardique et du RR ayant lieu dans des conditions telles que la sténose aortique ou l’hypertension avant et après le remplacement de valve ou le début du médicament antihypertenseur, respectivement.
Cherchant à relever les défis résumés ci-dessus, nous décrivons un modèle animal chirurgical qui peut être mis en œuvre à la fois chez les souris et les rats, en abordant les différences entre ces deux espèces. Nous décrivons les principales étapes et les détails impliqués lors de la réalisation de ces chirurgies. Enfin, nous rapportons les changements les plus importants qui ont lieu dans la RV immédiatement avant et tout au long du RR.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le modèle proposé ici imite le processus de remodelage LV et rr après bande aortique et debanding, respectivement. Par conséquent, il représente un excellent modèle expérimental pour avancer notre connaissance sur les mécanismes moléculaires impliqués dans le remodelage défavorable de LV et pour tester des stratégies thérapeutiques originales capables d’induire le rétablissement myocardique de ces patients. Ce protocole détaille des étapes sur la façon dont créer un modèle animal de rongeur de bande …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs remercient la Fondation portugaise pour la science et la technologie (FCT), l’Union européenne, quadro de referência estratégico nacional (QREN), Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) et Programa Operacional Factores de Competitividade (COMPETE) pour le financement de l’unité de recherche UnIC (UID/IC/00051/2013). Ce projet est soutenu par FEDER à travers COMPETE 2020 – Programa Operacional Competitividade E Internacionalização (POCI), le projet DOCNET (NORTE-01-0145-FEDER-000003), soutenu par le programme opérationnel régional Norte Portugal (NORTE 2020), dans le cadre de l’accord de partenariat Portugal 2020, à travers le Fonds européen de développement régional (FEDER), le projet NETDIAMOND (POCI-01-0145-FEDER-016385), soutenu par les Fonds structurels et d’investissement européens, le programme opérationnel régional 2020 de Lisbonne. Daniela Miranda-Silva et Patrícia Rodrigues sont financées par la Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) par des bourses (SFRH/BD/87556/2012 et SFRH/BD/96026/2013 respectivement).
Materials
| Absorption Spears | F.S.T | 18105-03 | To absorb fluids during the surgery |
| Blades | F.S.T | 10011-00 | To perform the skin incision |
| Buprenorphine | Buprelieve | Analgesia drug | |
| Catutery | F.S.T | 18010-00 | To prevent exsanguination |
| Catutery tips | F.S.T | 18010-01 | To prevent exsanguination |
| cotton swab | Johnson's | To absorb fluids during the surgery | |
| Depilatory cream | Veet | To delipate the animal | |
| Disposable operating room table cover | MEDKINE | DYND4030SB | To cover the surgical area |
| Echo probe | Siemens | Sequoia 15L8W | Ultrasound signal aquisition |
| Echocardiograph | Siemens | Acuson Sequoia C512 | Ultrasound signal aquisition |
| End-tidal CO2 monitor | Kent Scientific | CapnoStat | To control expiration gas saturation |
| Forcep/Tweezers | F.S.T | 11255-20 | To dissect the tissues and aorta |
| Forcep/Tweezers | F.S.T | 11272-30 | To dissect the tissues and aorta |
| Forcep/Tweezers | F.S.T | 11151-10 | To dissect the tissues and aorta |
| Forcep/Tweezers | F.S.T | 11152-10 | To dissect the tissues and aorta |
| Gas system | Penlon Sigma Delta | To anesthesia and mechanical ventilation | |
| Hemostats | F.S.T | 13010-12 | To hold the suture before tight the aorta |
| Hemostats | F.S.T | 13011-12 | To hold the suture before tight the aorta |
| Ligation aids | F.S.T | 18062-12 | To place a suture around the aorta |
| Magnetic retractor | F.S.T | 18200-20 | To help keep the animal in a proper position |
| Needle holder | F.S.T | 12503-15 | To suture the animal |
| Needle 26G | B-BRAUN | 4665457 | To serve as a molde of aortic constriction diameter |
| Oxygen | Air Liquide | To anesthesia and mechanical ventilation | |
| Polipropilene suture | Vycril | W8304/W8597 | To suture the animal and to do the constriction |
| Povidone-iodine solution | Betadine® | Skin antiseptic | |
| PowerLab | Millar instruments | ML880 PowerLab 16/30 | PV loop Signal Aquisition |
| Pulse oximeter | Kent Scientific | MouseStat | To control heart rate and blood saturation |
| PVAN software | Millar Instruments | To analyse the haemodynamic data | |
| PV loop cathether | Millar instruments | SPR-1035. 1.4 F | PV loop Signal Aquisition |
| Retractor | F.S.T | 17000-01 | To provide a better overview of the aorta |
| Scalpet handle | F.S.T | 10003-12 | To perform the skin incision |
| Scissors | F.S.T | 15070-08 | To cut the suture in debanding surgery |
| Scissors | F.S.T | 14084-09 | To cut other material during the surgery e.g. suture, papper |
| Sevoflurane | Baxter | 533-CA2L9117 | |
| Temperature control module | Kent Scientific | RightTemp | To control animal corporal temperature |
| Ventilator | Kent Scientific | PhysioSuite | To ventilate the animal |
| Water-bath | Thermo Scientific™ | TSGP02 | To maintain water temperature adequate to heat the P-V loop catethers |
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