Summary

Méthode simple modifiée pour l’induction d’un infarctus du myocarde chez la souris

Published: December 03, 2021
doi:

Summary

Sous anesthésie adéquate, le cœur de la souris a été extériorisé par l’espace intercostal, et l’infarctus du myocarde a été induit avec succès en ligaturant l’artère descendante antérieure gauche (LAD) à l’aide de matériaux facilement disponibles dans la plupart des laboratoires.

Abstract

L’infarctus du myocarde (IM) représente l’une des principales causes de décès. Les modèles d’IM sont largement utilisés pour étudier les mécanismes pathologiques du remodelage post-IM et l’évaluation de nouvelles thérapies. Différentes méthodes (p. ex., traitement à l’isoprotérénol, cryolésion, ligature de l’artère coronaire, etc.) ont été utilisées pour induire l’infarctus du myocarde. Par rapport au traitement à l’isoprotérénol et à la cryolésion, la ligature de l’artère coronaire peut mieux refléter la réponse ischémique et le remodelage chronique après l’infarctus du myocarde. Cependant, les méthodes traditionnelles de ligature coronaire chez la souris sont techniquement difficiles. La présente étude décrit un processus simple et efficace pour l’induction de l’IM chez la souris avec des matériaux facilement disponibles. La peau de la poitrine de la souris a été ouverte sous anesthésie stable. Le cœur a été immédiatement extériorisé à travers l’espace intercostal après une séparation brutale du grand pectoral et du petit pectoral. La branche descendante antérieure gauche (LAD) a été ligaturée avec une suture 6-0 à 3 mm de son origine. Après la ligature LAD, la coloration au chlorure de 2,3,5-triphényltétrazolium (TTC) a indiqué une induction réussie de l’IM et des changements temporels de la taille de la cicatrice post-IM. Pendant ce temps, les résultats de l’analyse de survie ont montré une mortalité manifeste dans les 7 jours suivant l’infarctus du myocarde, principalement en raison d’une rupture cardiaque. De plus, l’évaluation échocardiographique post-IM a démontré une induction réussie de la dysfonction contractile et du remodelage ventriculaire. Une fois maîtrisé, un modèle d’IM peut être établi chez la souris en 2 à 3 minutes avec des matériaux facilement disponibles.

Introduction

L’infarctus du myocarde (IM) représente l’une des principales causes de décès et d’invalidité dans le monde 1,2,3,4,5. Malgré une reperfusion rapide, il existe actuellement un manque de thérapies efficaces pour traiter le remodelage cardiaque post-IM. En conséquence, des efforts considérables ont été faits pour l’exploration mécanistique et l’exploitation thérapeutique de l’IM 6,7,8. Il convient de noter que l’établissement de modèles d’IM est une condition préalable à l’atteinte de ces objectifs.

Plusieurs méthodes (p. ex., traitement à l’isoprotérénol, cryolésion, ligature de l’artère coronaire, etc.) ont été proposées pour induire des modèles d’IM chez les petits animaux. Le traitement à l’isoprotérénol est une méthode simple d’induction de l’IM, mais il ne peut pas induire d’infarctus de la zone ciblée9. La cryolésion conduit à une nécrose myocardique via la génération de cristaux de glace et une perturbation de la membrane cellulaire plutôt qu’à une ischémie directe10. En revanche, la ligature de l’artère coronaire permet un contrôle précis du site d’occlusion et de l’étendue de la zone de l’infarctus et récapitule fidèlement la réponse de remodelage après l’infarctus11,12. La ligature de l’artère coronaire est généralement effectuée après l’intubation, la ventilation mécanique et la thoracotomie, ce qui est techniquement difficile13,14. Plusieurs protocoles modifiés pour la ligature de l’artère coronaire (p. ex., sans ventilation) ont été rapportés et ont potentialisé l’induction de l’IM, mais il manque des démonstrations visuelles détaillées15,16,17. Ces questions constituent un obstacle financier et technique important pour les groupes qui souhaitent s’engager dans la recherche à l’aide de modèles d’IM. Ce rapport présente une approche pour l’induction de l’IM chez la souris. La méthode actuelle est simple, permet de gagner du temps et utilise des outils et des équipements chirurgicaux que l’on trouve facilement dans la plupart des laboratoires.

Protocol

Les expériences impliquant le travail sur les animaux sont réalisées avec toutes les approbations nécessaires du Comité d’éthique du bien-être des animaux de laboratoire de l’hôpital Renji, Université Jiao Tong de Shanghai, École de médecine (R52021-0506). Des souris C57BL/6J femelles et mâles âgées de 8 à 10 semaines ont été utilisées dans l’étude. 1. Préparation de l’équipement d’anesthésie simplifié (FACULTATIF) REM…

Representative Results

Le protocole expérimental et certaines des étapes critiques sont illustrés à la figure 1. L’équipement d’anesthésie simplifiée induit l’anesthésie. Comme le montre la figure 2A, l’anesthésie induite était stable, comme en témoignent les fréquences respiratoires régulières (variaient de 90 à 107 respirations/min chez les souris testées). À la suite de la ligature de l’artère coronaire, l’analyse de coloration TTC a indiqué une induc…

Discussion

Le présent rapport a démontré un protocole simple pour l’induction de l’IM chez la souris avec des matériaux facilement disponibles, qui a été modifié à partir d’une méthode rapportée par Gao16. Les modèles murins d’IM sont indispensables pour l’exploration mécanistique et le dépistage de médicaments pour le dysfonctionnement et le remodelage post-IM12. Parmi les techniques existantes d’induction de l’IM, la ligature de l’artère coronaire repr…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par des subventions de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (81930007, 81625002, 81800307, 81470389, 81500221, 81770238), du Shanghai Outstanding Academic Leaders Program (18XD1402400), de la Commission des sciences et de la technologie de la municipalité de Shanghai (201409005200), du Shanghai Pujiang Talent Program (2020PJD030) et de la China Postdoctoral Science Foundation (2020M671161, BX20190216).

Materials

2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride SIGMA T8877-25G TTC staining
4-0 silk suture YUANKANG 4-0 Surgical instrument
Autoclave HIRAYAMA HVE-50 Sterilization for the solid
Buprenorphine Qinghai Pharmaceutical FACTORY Co., Ltd. H10940181 reduce post-operative pain
Centrifugation tube Biological Hope 1850-K 15ML
Depilatory cream ZIKER BIOTECHNOLOGY ZK-L2701 Depilation agent for laboratory animals
Forcep RWD F12028 Surgical instrument
Gas filter ZHAOXIN SA-493 Operator protection
Isoflurane RWD 20071302 Used for anesthesia
Light source Beijing PDV LG-150B Operating lamp
Micro-mosquito hemostat FST 13011-12 Surgical instrument
Needle BINXIONG 42180104 Surgical instrument
Needle and the 6-0 silk suture JIAHE SC086 Surgical instrument
Needle holder ShangHaiJZ J32030 Surgical instrument
Needle holder ShangHaiJZ J32010 Surgical instrument
Povidone-iodine swabs SingleLady GB26368-2010 Skin disinfection
Scissors CNSTRONG JYJ1030 Surgical instrument
Sterile eye cream Shenyang Xingqi Pharmaceutical Co., Ltd. H10940177 prevent corneal dryness
Ultra-high resolution ultrasound imaging system for small animals VisualSonics Vevo 2100 Echocardiographic analysis

References

  1. Fu, Y., et al. A simple and efficient method for in vivo cardiac-specific gene manipulation by intramyocardial injection in mice. Journal of Visualized Experiments. (134), e57074 (2018).
  2. Pell, S., Fayerweather, W. E. Trends in the incidence of myocardial infarction and in associated mortality and morbidity in a large employed population. The New England Journal of Medicine. 312 (16), 1005-1011 (1985).
  3. Ramunddal, T., Gizurarson, S., Lorentzon, M., Omerovic, E. Antiarrhythmic effects of growth hormone–in vivo evidence from small-animal models of acute myocardial infarction and invasive electrophysiology. Journal of Electrocardiology. 41 (2), 144-151 (2008).
  4. Tabrizchi, R. β-blocker therapy after acute myocardial infarction. Expert Review of Cardiovascular Therapy. 11 (3), 293-296 (2013).
  5. Virani, S. S., et al. Heart disease and stroke statistics-2020 update: A report from the American Heart Association. Circulation. 141 (9), 139 (2020).
  6. Cahill, T. J., Choudhury, R. P., Riley, P. R. Heart regeneration and repair after myocardial infarction: Translational opportunities for novel therapeutics. Nature Reviews Drug Discovery. 16 (10), 699-717 (2017).
  7. Froese, N., et al. Anti-androgenic therapy with finasteride improves cardiac function, attenuates remodeling and reverts pathologic gene-expression after myocardial infarction in mice. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 122, 114-124 (2018).
  8. Wang, W., et al. Defective branched chain amino acid catabolism contributes to cardiac dysfunction and remodeling following myocardial infarction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 311 (5), 1160-1169 (2016).
  9. Acikel, M., et al. Protective effects of dantrolene against myocardial injury induced by isoproterenol in rats: Biochemical and histological findings. International Journal of Cardiology. 98 (3), 389-394 (2005).
  10. vanden Bos, E. J., Mees, B. M. E., de Waard, M. C., de Crom, R., Duncker, D. J. A novel model of cryoinjury-induced myocardial infarction in the mouse: A comparison with coronary artery ligation. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 289 (3), 1291-1300 (2005).
  11. Guo, Y., et al. Demonstration of an early and a late phase of ischemic preconditioning in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 275 (4), 1375-1387 (1998).
  12. Kumar, M., et al. Animal models of myocardial infarction: Mainstay in clinical translation. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 76, 221-230 (2016).
  13. Das, S., MacDonald, K., Chang, H. Y., Mitzner, W. A simple method of mouse lung intubation. Journal of Visualized Experiments. (73), e50318 (2013).
  14. Johns, T. N., Olson, B. J. Experimental myocardial infarction. I. A method of coronary occlusion in small animals. Annals of Surgery. 140 (5), 675-682 (1954).
  15. Ahn, D., et al. Induction of myocardial infarcts of a predictable size and location by branch pattern probability-assisted coronary ligation in C57BL/6 mice. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 286 (3), 1201-1207 (2004).
  16. Gao, E., Koch, W. J. A novel and efficient model of coronary artery ligation in the mouse. Methods in Molecular Biology. 1037, 299-311 (2013).
  17. Most, P., et al. Cardiac S100A1 protein levels determine contractile performance and propensity toward heart failure after myocardial infarction. Circulation. 114 (12), 1258-1268 (2006).
  18. Christia, P., et al. Systematic characterization of myocardial inflammation, repair, and remodeling in a mouse model of reperfused myocardial infarction. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 61 (8), 555-570 (2013).
  19. Frantz, S., Bauersachs, J., Ertl, G. Post-infarct remodelling: Contribution of wound healing and inflammation. Cardiovascular Research. 81 (3), 474-481 (2008).
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Cite This Article
Jiang, C., Chen, J., Zhao, Y., Gao, D., Wang, H., Pu, J. A Modified Simple Method for Induction of Myocardial Infarction in Mice. J. Vis. Exp. (178), e63042, doi:10.3791/63042 (2021).

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