يحمل العلاج الجيني لعضلة القلب لمرض القلب الإقفاري وعدا كبيرا للعلاجات المستقبلية. هنا ، نقدم نموذجا حيوانيا كبيرا لتقييم فعالية العلاج الجيني في القلب الإقفاري.
مقالة منهجية
يحمل العلاج الجيني لعضلة القلب لمرض القلب الإقفاري وعدا كبيرا للعلاجات المستقبلية. هنا ، نقدم نموذجا حيوانيا كبيرا لتقييم فعالية العلاج الجيني في القلب الإقفاري.
مرض الشريان التاجي هو أحد الأسباب الهامة للوفيات والمراضة في جميع أنحاء العالم. على الرغم من تطور العلاجات الحالية ، لا تزال نسبة كبيرة من مرضى مرض الشريان التاجي يعانون من أعراض. يوفر تكوين الأوعية العلاجي بوساطة العلاج الجيني طريقة علاجية جديدة لتحسين نضح عضلة القلب وتخفيف الأعراض. تمت دراسة العلاج الجيني بعوامل وعائية مختلفة في عدد قليل من التجارب السريرية. نظرا لحداثة الطريقة ، فإن تقدم العلاج الجيني لعضلة القلب هو مسار مستمر من مقاعد البدلاء إلى السرير. لذلك ، هناك حاجة إلى نماذج حيوانية كبيرة لتقييم السلامة والفعالية. كلما حدد النموذج الحيواني الكبير المرض الأصلي ونقاط النهاية المستخدمة في العيادات ، زادت النتائج التي يمكن التنبؤ بها من التجارب السريرية. هنا ، نقدم نموذجا حيوانيا كبيرا لتقييم فعالية العلاج الجيني في قلب الخنازير الإقفاري. نحن نستخدم طرق التصوير ذات الصلة سريريا مثل التصوير بالموجات فوق الصوتية و 15H2O-PET. لاستهداف عمليات نقل الجينات إلى المنطقة المرغوبة ، يتم استخدام رسم الخرائط الكهروتشريحية. الهدف من هذه الطريقة هو: (1) محاكاة مرض الشريان التاجي المزمن ، (2) للحث على تكوين الأوعية العلاجية في مناطق نقص الأكسجين في القلب ، و (3) لتقييم سلامة وفعالية العلاج الجيني باستخدام نقاط النهاية ذات الصلة.
مرض الشريان التاجي مسؤول عن النسبة العظمى من الوفيات وعبء المرض في جميع أنحاء العالم1. استراتيجيات العلاج الحالية هي التدخلات عن طريق الجلد ، والعلاج الدوائي ، وجراحة المجازة2. ومع ذلك ، على الرغم من تطور هذه العلاجات الحالية ، يعاني العديد من المرضى مما يسمى بالذبحة الصدرية المقاومة للحرارة ، مما يؤكد الحاجة غير الملباة لنهج علاجية جديدة3. يمكن أن يستهدف تكوين الأوعية العلاجية بوساطة العلاج الجيني هذه المجموعة من المرضى.
غالبا ما يتم تقديم العلاج الجيني لعضلة القلب باستخدام نواقل فيروسية مختلفة ، وأكثرها شيوعا الفيروس الغدي 4 الذي يعاني من نقص التكاثر. كجينات علاجية ، يتم استخدام عوامل نمو وعائية مختلفة. أكثر عوامل النمو الوعائية التي تمت دراستها بشكل كبير هي عوامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGFs) التي تتوسط إشاراتها الوعائية من خلال مستقبلات عامل النمو البطاني الوعائي (VEGFRs) ومستقبلاتهاالمشتركة 5. أثبتت العديد من التجارب السريرية فائدة وسلامة العلاج الجيني للقلب وجعلت طريقة العلاج الجديدة هذه خيارا واقعيا لعلاج أمراض القلب الإقفارية 6,7. ومع ذلك ، لا يزال هذا المفهوم بحاجة إلى تعزيز الجينات العلاجية والنواقل الفيروسية التي يتم اختبارها في النماذج الحيوانية الكبيرة قبل دخول العيادات. كثيرا ما يستخدم الخنزير كحيوان مختبر لأن قلبه يشبه إلى حد كبير قلب الإنسان. يسمح حجم نظام القلب والأوعية الدموية للخنزير باستخدام اختراعات قسطرة مماثلة كما هو مستخدم في البشر. يمكن استخدام جميع طرق التصوير المتاحة للبشر في الخنازير8.
هناك العديد من النماذج الحيوانية الكبيرة لنقص التروية المزمن. الأكثر استخداما هو نموذج مضيق الأمرويد9،10،11. الجانب السلبي لهذه الطريقة هو الغزو لأن بضع الصدر ضروري للوصول إلى الأوعية الدموية التاجية. سابقا في مجموعتنا ، تم تطوير نموذج دعامة عنق الزجاجة الغازية المصغرة لنقص تروية عضلة القلب المزمن12. تستخدم هذه الطريقة أيضا في هذه المخطوطة للحث على نقص تروية عضلة القلب.
تطورت قابلية استخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية بشكل كبير على الرغم من عمر طريقة التصوير. على سبيل المثال ، لا تزال سلالة عضلة القلب في الاستخدام البحثي بشكل رئيسي بسبب حداثتها. يعكس إجهاد عضلة القلب التغيرات في وظيفة انقباض القلب بشكل أفضل من قياس الكسر القذفي التقليديفي الوضع M 13. وهكذا ، هنا في النموذج الحيواني الكبير ، يتم استخدام قياس إجهاد عضلة القلب. لتقييم وظيفة القلب ، يتم قياس النتاج القلبي أيضا عن طريق التصوير السينمائي للبطين الأيسر أثناء تصوير الأوعية. يتم قياس النتاج القلبي أثناء الراحة وتحت الإجهاد الناجم عن الدوبوتامين لتقييم وظيفة عضلة القلب تحت الضغط.
بالإضافة إلى قياسات وظيفة القلب ، فإن المعلومات المتعلقة بنضح عضلة القلب ضرورية في دراسات العلاج الجيني التي تهدف إلى تكوين الأوعية العلاجية. في هذا النموذج الحيواني ، يتم تصوير الحيوانات باستخدام 15 تصوير مقطعي بالإصدار البوزيتروني للمياه المشعة المسمى O (15H2O-PET) لأن هذا هو المعيار الذهبي لقياس نضح عضلة القلب. 15تم التحقق من صحة H2O-PET مسبقا لقياس نضح قلب الخنازيرالإقفاري 14.
وبالتالي ، فإن الأساليب والطرائق المذكورة أعلاه تشكل منظورا ممتازا لتقييم فعالية العلاج الجيني في القلب الإقفاري.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتم إجراء التجارب المعروضة هنا باستخدام إناث الخنازير المنزلية البالغة من العمر حوالي 10 أسابيع وتمت الموافقة عليها من قبل مجلس التجارب على الحيوانات في فنلندا. تزن الحيوانات 30-40 كجم في بداية البروتوكول ، مما يسمح بنفس المعدات الإجرائية وطرق التصوير الممكنة للبشر. يحدث نقص التروية المزمن قبل 14 يوما من نقل الجينات ، ويعتمد وقت المتابعة بعد نقل الجينات على الناقل الفيروسي المستخدم. يظهر بروتوكول الدراسة في الشكل 1. يمكن استخدام هذا البروتوكول لإجراء حقن العلاج الجيني الفيروسي الغدي أو AAV. يجب تعديل وقت جمع العينات إلى ذروة تعبير جين التحوير ، والتي تعتمد على الناقل الفيروسي المستخدم. على سبيل المثال ، عند إجراء عمليات نقل الجينات الفيروسية الغدية ، يتم ضبط وقت جمع العينات على 6 أيام بعد نقل الجينات.
1. الدواء
2. تخطيط صدى القلب عبر الصدر
3. عمليات الأوعية الدموية تحت التوجيه الفلوري
4. التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني
ملاحظة: قبل يوم واحد من نقل الجينات ، قم بإجراء الراحة والإجهاد 15فحص PET / CT للمياه المشعة المسمى O (يتطلب بيئة المستشفى وفنيي الأشعة).
5. نقل الجينات
6. القتل الرحيم وجمع العينات
ملاحظة: بعد تصوير الأوعية التاجية وقياسات الكسر القذفي الموصوفة في الخطوتين 3.4.1 و 3.5.2 ، على التوالي ، يتم تطبيق 50 مل من كلوريد البوتاسيوم المشبع عن طريق الوريد للخنزير المخدر.
7. تخزين العينات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يمكن تأكيد نجاح عملية نقص التروية من خلال هذا البروتوكول عن طريق تصوير الأوعية التاجية وتحديد منطقة نقص الحركة عن طريق الموجات فوق الصوتية عبر الصدر (الشكل 1) قبل الشروع في توصيل الجينات. يمكن تقييم حالة انسداد الشريان التاجي عن طريق تصوير الأوعية التاجية ، ويضمن رسم الخرائط الكهروتشريحية المناطق الإقفارية والسبات.
يمكن تحليل فعالية العلاج الجيني عن طريق قياس الإجهاد المحيطي والكسر القذفي ونضح عضلة القلب بمقدار 15H2O-PET (
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يمكن تعديل النقاط الزمنية لهذا البروتوكول وفقا للناقل الفيروسي المستخدم. أيضا ، يمكن اختيار التحليلات المناعية وفقا للجين العلاجي. من الممكن أيضا إضافة المزيد من النقاط الزمنية ونقاط النهاية إلى البروتوكول إذا لزم الأمر.
يتكون هذا البروتوكول من مراحل ضرورية للنجاح ومن المستحيل تصحيحها بعد ذلك. أولا ، إذا فشل المرء في إحداث نقص التروية المناسب ، فيجب استبعاد الحيوان من الإجراءات والتحليلات الإضافية. يعد توحيد الأساليب والتصوير أمرا بالغ الأهمية بحيث تكون النتائج قابلة للمقارنة بين النقاط الزمني...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.
يود المؤلفون أن يشكروا ماريا هيدمان ، وتينا لايتينن ، وتومي لايتينن ، وبيكا بوتياينن ، وأنيكا فيرين ، وسيفيري سورمونن على المساعدة والسماح ب 15تصوير O-PET في مستشفى جامعة كوبيو ؛ وهيكي كارهونن ومينا تورونين وريكا فينالاينن من المركز الوطني لحيوانات المختبر لمساعدتهم في العمل الحيواني.
هذه الدراسة مدعومة بمنح من الأكاديمية الفنلندية و ERC ومنحة CardioReGenix EU Horizon 2020.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1٪ PFA | VWR | VWRC28794.295 | محضر من مسحوق بارافورمالدهيد |
| 15٪ سكروز | VWR | VWRC27480.294 | محضر من السكروز الصلب |
| 4٪ PFA | VWR | VWRC28794.295 | محضر من مسحوق بارافورمالديهايد |
| 5 F قسطرة ضفيرة | Cordis | 534-550S | |
| 6 F قسطرة AR2 | Cordis | 670-112-00 | |
| 6 F مقدمة غمد | كورديس | 504-606X | |
| 8 F مقدمة غمد | كورديس | 504-608X | |
| حمض | منتج مختلف | ||
| Amiodarone | مختلف | ||
| محطة تصوير الأوعية | GE الرعاية الصحية | ||
| مجموعة مختبر الأوعية | الدموية M & ouml ؛ lnlycke | مصمم لتلبية احتياجات مختبر الأوعية الدموية لدينا ، ويحتوي على ستائر وأكواب ومسحات معقمة | |
| Bisoprolol | منتج مختلف | ||
| Cefuroxime | منتج متنوع | ||
| Clopidogrel | منتج متنوع | ||
| Coroflex Blue stent | B.Braun Medical | 5029012 | يعتمد رقم الكتالوج على حجم الدعامة |
| Crile ملقط | |||
| Cyclotron | GE Healthcare | ||
| Dobutamine | منتج مختلف | ||
| نظام رسم الخرائط التشريحي الكهربائي | أنظمة توصيل البيولوجية ، جونسون آند شركة | ||
| Enoxaparin | منتج مختلف | ||
| الفنتانيل | مختلف | ||
| قسطرة حقن داخل القلب | جونسون & جونسون | ||
| اليود التباين وكيل | Iomeron | ||
| سكين | منتج مختلف | ||
| ليدوكائين | منتج متنوع | ||
| النيتروجين | منتج متفاوتة | ||
| MgSO4 | |||
| إبرة منتج متغيرة 18 جرام | كورديس | 12-004943 | |
| التروية | |||
| ماسح ضوئي PET-CT | سيمنز للرعاية الصحية | ||
| أنبوب | |||
| بروبوفول | منتج مختلف | ||
| مشرط رقم 11 | VWR | SWAN0503 | |
| تحت اللسان ثنائي النترات | تاكيدا | ||
| آلة الموجات فوق الصوتية | Philips |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن