Venstre fremre synkende koronararterieligering for iskemi-reperfusjonsforskning: modellforbedring via tekniske modifikasjoner og kvalitetskontroll

Summary

Her presenterer vi en protokoll som fokuserer på kvalitetskontroll av venstre fremre synkende koronararterieligering ved teknisk modifisering av den tradisjonelle prosedyren hos rotter for akutt myokardiskemi-reperfusjonsforskning.

Abstract

Koronar hjertesykdom er den ledende dødsårsaken globalt. Fullstendig opphør av blodstrømmen i koronararteriene forårsaker ST-segmentelevasjonsinfarkt (STEMI), noe som resulterer i kardiogent sjokk og dødelig arytmi, som er forbundet med høy dødelighet. Primær koronar intervensjon (PCI) for rekanalisering av koronararterien forbedrer resultatene av STEMI betydelig, men fremskritt som er gjort for å forkorte dør-til-ballongtiden, har ikke klart å redusere dødeligheten på sykehuset, noe som tyder på at ytterligere terapeutiske strategier er nødvendige. Venstre fremre synkende koronararterie (LAD) ligering hos rotter er en dyremodell for akutt myokardial IR-forskning som er sammenlignbar med det kliniske scenariet der rask koronar rekanalisering gjennom PCI brukes til STEMI; PCI-indusert ST-elevasjonsinfarkt er imidlertid en teknisk utfordrende og komplisert operasjon forbundet med høy dødelighet og stor variasjon i infarktstørrelse. Vi identifiserte den ideelle posisjonen for LAD ligering, opprettet en gadget for å kontrollere en skarptrommesløyfe, og støttet en modifisert kirurgisk manøver, og dermed redusere vevskader, for å etablere en pålitelig og reproduserbar akutt myokardiskemi-reperfusjon (IR) forskningsprotokoll for rotter. Dette er en ikke-overlevelse kirurgi. Vi foreslår også en metode for å validere kvaliteten på studieresultatene, noe som er et kritisk skritt for å bestemme nøyaktigheten av påfølgende biokjemiske analyser.

Introduction

Iskemisk hjertesykdom er en ledende dødsårsak over hele verden ^1,2. I tillegg til kontroll av modifiserbare risikofaktorer for å forebygge utvikling av koronar hjertesykdom, er terapeutiske strategier avgjørende for akutt koronarsyndrom ^3,4. Kardiogent sjokk og fatal arytmi ved akutt ST-elevasjonsinfarkt (STEMI) er funnet å øke sannsynligheten for sykehusdødelighet 5,6,7,8. Primær perkutan koronar intervensjon (PCI) er den foretrukne behandlingen ved ST-elevasjonsinfarkt 9,10,11; De terapeutiske effektene har imidlertid et tak når dør-til-ballong-tiden er <90 min^12,13. Ytterligere strategier er nødvendige for ytterligere å forbedre de kliniske resultatene av sykdommen 14,15,16,17,18,19.

Et akutt myokardiskemi-reperfusjonseksperiment (IR) som involverer venstre fremre synkende arterie (LAD) ligering hos rotter er en av dyremodellene som kan sammenlignes med det kliniske scenariet, hvor korte dør-til-ballongtider kreves for pasienter med ST-elevasjonsinfarkt for å redde hjertet fra iskemisk skade. Operasjonsindusert ST-elevasjonsinfarkt hos små dyr er imidlertid ofte teknisk utfordrende fordi det er en kompleks operasjon forbundet med høy dødelighet og stor variasjon i infarktstørrelse 20,21,22,23,24. For å overvinne den tekniske utfordringen utviklet denne studien en omfattende og effektiv dyremodell hos rotter (fordi de er større enn mus) for å etablere en pålitelig og reproduserbar akutt myokardial IR-forskningsprotokoll gjennom teknisk modifikasjon. Den foreslåtte protokollen resulterer i færre kirurgiske komplikasjoner, mindre vevskader og mindre sannsynlighet for dødelighet under operasjonen. I tillegg ble det brukt en prosedyre for å måle infarktstørrelse og risikoområde (AAR) og dermed verifisere kvaliteten på studieresultatene. Den foreslåtte protokollen kan brukes til å undersøke de patofysiologiske prosessene for akutt myokardial IR-stress for å utvikle nye terapeutiske strategier mot skaden.

Protocol

Alle dyreforsøk ble utført i samsvar med Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, utgitt av US National Institutes of Health (NIH publikasjon nr. 85-23, revidert 1996). Studieprotokollen ble godkjent av og i samsvar med retningslinjene fra Institutional Animal Care and Use Committee ved Fu-Jen katolske universitet. 1. Forberedelse før kirurgi Tilberedning av saltvann våte bomullsballerTa på en kirurgisk maske og hansker. Klem av en li…

Representative Results

Ved slutten av myokardiskemi og reperfusjon bør kvaliteten på LAD-ligering vurderes før ytterligere biokjemiske eller molekylære analyser. Tilstrekkeligheten av LAD-okklusjon gjennom ligering ble bestemt ved å injisere 1 ml 2% Evans blå fargestoff gjennom det sentrale venekateteret. Deretter ble myokard med koronar perfusjon farget blått sammenliknet med det ikke-perfunderte området, som forble rødt (figur 1A). Den røde regionen er AAR av hjerteinfarkt.<…

Discussion

Den foreslåtte protokollen har flere særegne egenskaper, for eksempel å identifisere den nøyaktige posisjonen for LAD-ligering, lage en gadget for å kontrollere en skarptrommeløyfe i en enkelt sutur, og støtte en modifisert kirurgisk manøver for å redusere vevskader, og dermed gjøre det mulig for forskere å ligere LAD nøyaktig, sikkert og konsekvent, samt kontrollere tilstanden til skarptrommesløyfen umiddelbart for akutt myokardial IR-forskning.

Plasseringen av LAD ligering påvi…

Materials

Evan’s blue	Sigma Aldrich	E2129
Forceps	Shinva
Pentobarbital	Sigma Aldrich	1507002
Scalpel blades	Shinva	s2646
Scalpel handles	Shinva
Silk sutures	SharpointTM	DC-2150N
Surgical needle	AnchorTM
Triphenyltetrazolium chloride (TTC) solution	Solarbio	T8170-1
Ventilator	Harvard Rodent Ventilator