Elettrocardiografia non invasiva nel topo perinatale
Summary
Qui presentiamo un protocollo di elettrocardiografia non invasiva (ECG), ottimizzato per i primi topi postnatali, che non richiede l’uso di anestetici.
Abstract
L’elettrocardiografia (ECG) è stata a lungo invocata come metodo efficace e affidabile per valutare la funzione cardiovascolare (e cardiopolmonare) sia nei modelli di malattia umani che animali. La frequenza cardiaca individuale, il ritmo e la regolarità, combinati con i parametri quantitativi raccolti dall’ECG, servono a valutare l’integrità del sistema di conduzione cardiaca e la fisiologia integrata del ciclocardiaco. Questo articolo fornisce una descrizione completa dei metodi e delle tecniche utilizzati per eseguire un ECG non invasivo sui cuccioli di topo perinatale e neonatale già il primo giorno postnatale, senza richiedere l’uso di anestetici. Questo protocollo è stato progettato per rispondere direttamente alla necessità di un metodo standardizzato e ripetibile per ottenere L’ECG nei topi appena nati. Da un punto di vista traslazionale, questo protocollo si rivela del tutto efficace per la caratterizzazione di difetti cardiopolmonari congeniti generati utilizzando linee transgeniche di topo, e in particolare per l’analisi di difetti che causano letalità nei primi giorni postnatali o durante i primi giorni postnatali. Questo protocollo mira anche ad affrontare direttamente una lacuna nella letteratura scientifica per caratterizzare e fornire dati normativi associati alla maturazione del sistema di conduzione cardiaca postnatale precoce. Questo metodo non si limita a uno specifico punto di tempo postnatale, ma consente piuttosto la raccolta di dati ECG nei cuccioli di topo neonatale dalla nascita al giorno postnatale 10 (P10), una finestra che è di importanza critica per modellare le malattie umane in vivo, con particolare attenzione alle malattie cardiache congenite (CHD).
Introduction
La funzione cardiaca può essere misurata in diversi modi, il più comune dei quali include l’uso dell’elettrocardiografia (ECG) per analizzare la conduzione della corrente elettrica attraverso il cuore, nonché il suo ciclo cardiaco complessivo e lafunzione 1. L’elettrocardiografia continua ad essere un utile strumento diagnostico per identificare e caratterizzare anomalie cardiache sia nei modelli umani che in quelloanimale della malattia 1,2. Irregolarità nella lettura di un elettrocardiogramma possono essere riscontrate nello sviluppo cardiaco anomalo (ad esempio, malattie cardiache congenite (CHD)), e possono includere aritmie che si manifestano come cambiamenti nella frequenza cardiaca (ad esempio, bradicardia) e nel ritmo (ad esempio, “blocchi cardiaci”), che indicano difetti nell’integrità e / o nella funzione del miocardio sottostante. Cambiamenti come questi possono predisporre i pazienti a disfunzioni cardiache potenzialmente letali (ad esempio, insufficienza cardiaca congestiva e / o arresto cardiaco) e aumento dellamortalità 3,4. Dati gli alti tassi di mortalità con CHD grave e non trattato, è fondamentale sviluppare un metodo standardizzato e ripetibile per la raccolta dell’ECG durante questo primo periodo postnatale.
Anche se non siamo i primi ad affrontare questo problema, i precedenti metodi di raccolta dell’ECG su un cucciolo di topo hanno tradizionalmente incluso procedure invasive (elettrodi di aghi sottocutanei o fili) e / o l’uso di anestetici5,6,7. I vantaggi dell’esecuzione di analisi ECG non invasiva includono la riduzione al minimo del dolore e l’annullamento dello stress sull’animale. Mentre lo sperimentatore deve ancora essere cauto nel causare lo stress del cucciolo, il dispositivo è progettato per evitare stressanti comuni al fine di produrre dati accurati. Nel contesto della valutazione della funzione cardiaca, l’introduzione dell’anestesia agli animali che possono avere anomalie cardiopolmonari potrebbe potenzialmente mascherare o addirittura esacerbare le condizioni sottostanti. Gli anestetici possono influenzare la conduzione elettrica alterando la depolarizzazione e/o la ripolarizzazione delle cellule. Infine, l’uso dell’anestesia può mettere il cucciolo appena nato a un rischio maggiore di ipotermia, che potrebbe ulteriormente confondere qualsiasi patologia intrinseca. Il seguente protocollo non introduce anestetici, procedure invasive o disagio pronunciato al cucciolo. Una volta completata la configurazione dell’apparecchiatura, la configurazione del dispositivo e la raccolta dei dati che coinvolgono l’animale possono essere completate in modo efficiente, dopo di che i cuccioli possono essere restituiti alla madre. Inoltre, questo sistema consente di eseguire analisi ripetute e/o seriali, ideali per esperimenti che richiedono analisi nel tempo, introduzione di terapie farmacologiche, ecc.
Protocol
Representative Results
Discussion
I punti dati raccolti nel giorno perinatale 1 cuccioli di topo sono leggermente al di sotto dei valori medi previsti per i topi adulti (500-700 battiti al minuto). 8 Si è registrato un aumento della frequenza cardiaca con l’invecchiamento del mouse, che si allinea maggiormente ai valori previsti (tabella 1). Tuttavia, è importante sottolineare che i valori neonatale si trovavano nella fascia inferiore di questo intervallo, sostenendo l’idea che i valori normativi dovrebbero esse…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori riconoscono il generoso sostegno della Saving tiny Hearts Society (KLT), il programma UNE COBRE (numero di sovvenzione NIGMS P20GM103643; LAF), e il SURE Fellowship Program presso l’Università del New England (VLB), nonché il supporto tecnico del paziente di Ashish More (iWorx, Dover, NH). Figure 3, Figure 4 e Figure S1 sono state create con il software Biorender.
Materials
| LabScribe4 | iWorx | LabScribe4 | Software used to record ECG | https://www.iworx.com/users/teaching.php |
| Neonatal Mouse ECG & Respiration System | iWorx | RS-NMECG : Neonatal Mouse ECG | ECG device | https://www.iworx.com/research/cardiac-function/rs-nmecg/ |
| Tensive Conductive Adhesive Gel | Parker Laboratories, Inc | 22-60 | Tac-gel used as conductive gel for ECG | https://www.parkerlabs.com/tensive.asp |
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