מודלים ניתוחיים לבביים בעכברים בני >7 ימים דורשים אינטובציה, אך זה מאתגר עבור גורי עכברים טרום-אשפוזיים (בני 8-14 יום) ויש מעט מידע על משטרי הרדמה לאינטובציה. כאן אנו מציגים משטרי מינון של קטמין/קסילזין/אטרופין בגורי עכברים C57BL/6J בני 10 ימים המאפשרים אינטובציה אנדוטרכאלית, תוך מזעור תמותת בעלי חיים.
מודלים כירורגיים של מורין ממלאים תפקיד חשוב במחקר פרה-קליני. תובנות מכניסטיות על התחדשות שריר הלב לאחר פגיעה לבבית ניתן לקבל ממודלים של ניתוחי לב-חזה בעכברים בני 0-14 יום, שהקרדיומיוציטים שלהם, בניגוד לאלה של מבוגרים, שומרים על יכולת הרבייה. גורי עכברים עד גיל 7 ימים משותקים ביעילות על ידי היפותרמיה ואינם דורשים אינטובציה לניתוח לב-חזה. גורי עכברים טרום-מתבגרים (בני 8-14 יום), לעומת זאת, דורשים אינטובציה, אך זה מאתגר ויש מעט מידע לגבי הרדמה כדי להקל על אינטובציה. כאן אנו מציגים משטרי מינון של קטמין/קסילזין/אטרופין בגורי עכברים C57BL/6J בני 10 ימים המאפשרים אינטובציה אנדוטרכאלית, תוך מזעור תמותת בעלי חיים. טיטרציה אמפירית של משטרי מינון קטמין/קסילזין/אטרופין למשקל הגוף הצביעה על כך שהתגובה להרדמה של גורי עכברים במשקלים שונים הייתה לא ליניארית, לפיה מינונים של 20/4/0.12 מ”ג/ק”ג, 30/4/0.12 מ”ג/ק”ג ו-50/6/0.18 מ”ג/ק”ג הקלו על אינטובציה של גורים במשקל שבין 3.15-4.49 גרם (n = 22), 4.50-5.49 גרם (n = 20), ו-5.50-8.10 גרם (n = 20), בהתאמה. גורים במשקל גוף נמוך יותר נזקקו ליותר ניסיונות אינטובציה מאשר גורים כבדים יותר (עמ’ < 0.001). הישרדות לאחר אינטובציה מתואמת עם משקל הגוף (59%, 70% ו-80% עבור קבוצות משקל נמוך, בינוני וגבוה, בהתאמה, R2 = 0.995). עבור ניתוח אוטם שריר הלב לאחר אינטובציה, מישור כירורגי של הרדמה הושרה עם 4.5% איזופלורן ב 100% חמצן ונשמר עם 2% איזופלוראן ב 100% חמצן. ההישרדות לאחר הניתוח הייתה דומה עבור שלוש קבוצות המשקל עם 92%, 86% ו-88% (p = 0.91). יחד עם שיפורים בשיטות הטיפול בבעלי חיים עבור אינטובציה וניתוח, ומזעור קניבליזציה על ידי הסכר לאחר הניתוח, ההישרדות הכוללת של ההליך כולו (אינטובציה בתוספת ניתוח) מתואמת עם משקל הגוף (55%, 60% ו -70% עבור קבוצות משקל נמוך, בינוני וגבוה, בהתאמה, R2 = 0.978). לאור הקושי בו נתקלים באינטובציה של גורים בני 10 ימים והתמותה הגבוהה הנלווית לכך, אנו ממליצים להגביל ניתוחי לב-חזה בגורים בני 10 ימים לגורים במשקל של 5.5 גרם לפחות.
מודלים של מורין הם כלים שלא יסולא בפז במחקר קרדיו-ריאה פרה-קליני, בפרט בגלל הקלות שבה ניתן ליצור קווי עכברים מהונדסים גנטית, וגם את הקלות שבה ניתן לתמרן את העכברים בניתוח כדי לספק מודלים של מחלות פתולוגיות כדי לאפשר, למשל, את המחקר של התחדשות שריר הלב לאחר פגיעה לבבית1 . בהקשר זה, מעניין שבניגוד לעכברים בוגרים שבהם קרדיומיוציטים נסוגו ממחזור התא, לבבות עכברים יילודים בני 0-2 ימים מתקנים עם הצטלקות מינימלית לאחר כריתה אפית או אינדוקציה של אוטם שריר הלב 2,3,4. לעומת זאת, לבבות ילודים בני 7 ימים מתחדשים באופן חלקי עם שכיחות גבוהה יותר של צלקות 2,3. מאחר שקרדיומיוציטים בקצה החדר השמאלי שומרים על יכולת ההתרבות עד שבועיים לאחר הלידה, מחקרים מכניסטיים של התחדשות לאחר פגיעה לבבית בעכברים בני 0-14 יום עשויים להיות אינפורמטיביים לזיהוי מטרות טיפוליות להתחדשות הלב הבוגר הפצוע5.
פיתוח מודלים של עכברים של פגיעה בלב כרוך מניפולציה כירורגית תחת הרדמה. זה דורש לפתוח את בית החזה כדי לגשת ללב, אשר בדרך כלל מחייב אינטובציה והנשמה מכנית. מאמץ העכבר, משקל הגוף והגיל משפיעים על הרגישות לחומרי הרדמה6. ניתן להרדים עכברים בוגרים עם מגוון רחב של חומרים, משטר נפוץ לאינטובציה הוא קטמין/קסילזין/אטרופין ב-100/13/0.5 מ”ג/ק”ג 6,7. עכברים ילודים (בני 0-7 ימים) חסרים רפלקס כאב מרכזי, וניתן לשתק אותם ביעילות על קרח ולעבור ניתוח ללא אינטובציה 6,8,9. לא ניתן להרדים גורי עכברים טרום-מתבגרים (בני 8-14 יום) עם היפותרמיה 9,10; הם דורשים אינטובציה לניתוח לב-חזה. אין מחקרים קודמים על ניתוחי לב-חזה בעכברים טרום-דורסניים בני פחות מ-14 יום. מניסיוננו, אינטובציה של עכברים טרום-מתבגרים שעברו הרדמה של איזופלורן מתחת לגיל 14 היא קשה. משטר ההרדמה המומלץ בהזרקה המדווח לעכברים מעל 7 ימים הוא 50-150 מ”ג/ק”ג קטמין ו-5-10 מ”ג/ק”ג קסילזין10. עכברים טרום-מתבגרים עדיין מתפתחים מבחינה נוירולוגית ותגובותיהם לתרופות ולמטבוליזם של תרופות שונות מאוד מחיות בוגרות6. זה מהווה סיכון מוגבר לחוסר איזון בנוזלים, אלקטרוליטים וחומצה-בסיס, כמו גם היפוגליקמיה והיפותרמיה בשל לא רק קצב חילוף החומרים הגבוה שלהם, אשר מרוקן במהירות את מאגרי האנרגיה המוגבלים שלהם, אלא גם בשל חוסר הבשלות התרמורגולטורית שלהם 6,11,12. לכן, יש מעט מידע על משטרי הרדמה כי הן להקל על אינטובציה למקסם את ההישרדות של עכברים preadolescent.
כאן תיקנו באופן אמפירי את משטרי המינון של קטמין/קסילזין/אטרופין בגורי עכברים C57BL/6J בני 10 ימים, שמשקלם נע בין 3-8 גרם כדי להשיג מישור הרדמה מספיק כדי לאפשר אינטובציה אנדוטרכאלית לניתוחי לב-חזה הבאים, תוך מזעור תמותת בעלי חיים. כמו כן, שיכללנו את שיטות הטיפול בבעלי חיים כדי להפחית את התמותה מאינטובציה, ניתוחים וקניבליזם אימהי לאחר ניתוח.
נכון לעכשיו, אין שיטות מתועדות היטב להרדמה ואינטובציה של עכברים בני 10 ימים לניתוחי לב-חזה. לשם כך, ביצענו משטרי מינון קטמין/קסילזין/אטרופין למשקל הגוף, לפיהם מינונים של 20/4/0.12 מ”ג/ק”ג, 30/4/0.12 מ”ג/ק”ג ו-50/6/0.18 מ”ג/ק”ג הקלו על אינטובציה של גורים עם משקל גוף נמוך (3.15-4.49 גרם), בינוני (4.50-5.49 גרם) וגבוה (5.50-8.1…
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק תוכנית NHMRC [ID 1074386], מענק רשת טרנס-אטלנטית של מצוינות במחקר לב וכלי דם [RMG], ומענק מקרן RT Hall [RMG & SEI].
Atipamezole (Antisedan) | Provet (NSW) Pty Ltd | ATIP I | |
Atropine 600 mcg/mL | Clifford Hallam Healthcare Pty Ptd | 1957699 PFIZER-0143386 | |
Betadine | Livingstone International | BU0520 | |
Buprenorphine (Temgesic) | Provet (NSW) Pty Ltd | TEMG I | |
Fiber-optic light | Leica | 3011350 | CLS 150X |
GraphPad Prism | GraphPad Software, LLC | Version 9.1.2 | |
Intubation platform | – | – | Any sturdy box (e.g. plastic tip box) with approximate dimensions 12 (L) x 8.5 x (W) x 7.5 cm (H) |
Isoflurane | Provet (NSW) Pty Ltd | ISOF 07 | |
Ketamine 100 mg/mL | Provet (NSW) Pty Ltd | KETAI1 | |
Plastic intravenous cannula 24-gauge Polywin Safety | BD Insyte | CE0086 | 19 mm length of plastic tubing (0.7 mm outer diameter) attached to a 21mm plastic female luer lock adaptor; total volume of annula 130 μL |
Single lumen polyethylene tube | Critchley Electrical Products Pty Ltd Auburn NSW | Outer diameter 0.61 mm, inner diameter 0.28 mm | |
Small forceps | F.S.T. | NO 11051-10 | |
Surgical microscope (camera optional) | Leica | M651 (Leica IC80 HD camera) | 10x and 16x objective |
Suture 7-0 prolene | Ethicon | 8708H | |
Suture 9-0 polypropylene monofilament | Ethicon | 2813 | |
V-1 Tabletop with Active Scavenging isoflurane anesthesia systm | VetEquip | 901820 | |
Vented 2-Liter plexiglass induction chamber | VetQuip Pty Ltd | 942102 | 25 cm (L) x 13 cm (W) x 11 cm (H) |
Warming lamp | Brilant Lighting | 99223 | |
Xylazine | Provet (NSW) Pty Ltd | XYLA Z 2 |