نقل الجينات لقصور القلب الدماغية في نموذج ما قبل السريرية
May 15th, 2011
ووصف طريقة نقل الجينات لعلاج قصور القلب الإقفاري باستخدام نموذج الخنازير من احتشاء عضلة القلب. لدينا وسيلة بسيطة وقابلة للتكرار تمكننا من تقييم فعالية بسهولة نقل الجينات المختلفة مع طريقة بسيطة جدا وقابلة للتكرار.
العلاج الجيني. يعد استخدام النواقل الفيروسية أحد أكثر الطرق الواعدة لعلاج أمراض القلب. يتم عرض الإجراءات التي نقوم بإنشائها لنموذج قصور القلب الإقفاري ، بالإضافة إلى توصيل الجينات عن طريق ناقل فيروسي في هذا الفيديو.
الخطوة الأولى هي إنشاء احتشاء عضلة القلب في نموذج الخنازير. للقيام بذلك ، يتم إدخال سلك تاجي في الشريان التاجي ، متبوعا ببالون انسداد. باستخدام لهجة داخل الأوعية الدموية ، سيتم نفخ البالون لسد الشريان التاجي تماما.
نتيجة لذلك ، يتم إنشاء احتشاء كبير في المنطقة الأمامية ، وستصاب الخنازير بقصور القلب المزمن. الخطوة التالية هي حقن الفيروس. يتم حقن النواقل الفيروسية ببطء في الشريان التاجي.
سيتم حمله عن طريق مجرى الدم وتوزيعه في عضلة القلب. سوف يدخل الفيروس إلى خلايا عضلة القلب ، ثم إلى النواة ، ويرسل إشارات لتكوين البروتينات. ستعمل البروتينات المعبر عنها على تقوية أداء القلب وزيادة الوظيفة العامة.
في هذا الفيديو، نعرض إجراءات العلاج الجيني لفشل القلب الإقفاري باستخدام نموذج الخنازير. أولا ، سنوضح كيفية إنشاء عضلة القلب في الإنتاج في ذروة ، ثم سنواصل توضيح التوصيل بين الشريان التاجي لناقل فيروسي. نستخدم هذا الإجراء لاختبار فعالية وسلامة عمليات نقل الجينات المختلفة.
لذلك دعونا نبدأ. لبدء الإجراء ، يتم تحفيز التخدير في الخنزير باستخدام التيلازول. إنشاء خط وريدي في وريد الأذن ، ثم تنبيب الخنزير.
ضع الخنزير في مستلقي ظهري. استخدم البروبوفول للتخدير العام أثناء التجربة. للحفاظ على ضغط الدم ، نظف منطقة الفخذ بالكحول متبوعا باليود.
قم بتغطية الموقع بورقة معقمة وقم بإعداد كل شيء معقم. ثقب الشريان الفخذي بإبرة قياس 18 باستخدام طريقة Seldinger. عندما ترى التدفق العكسي النابض ، أدخل السلك ، ثم ضع الغمد بعد إدخال الغمد ، وحقن الهيبارين لمنع تكوين الجلطة أثناء التجربة.
بعد ذلك ، قم بإعداد كيس ملحي يحتوي على 75 ملليغرام من الأميودارون ، و 20 ملليغرام من البوتاسيوم ، و 20 ملليغرام من الأتروبين ، واستخدم معدل 150 مل في الساعة. يتم إعطاء حقنة عضلية بمقدار 75 ملليغرام من الأميودارون في هذا الوقت. المضي قدما في القسطرة التوجيهية في عظم الشريان التاجي الأيسر ، وأخذ تصوير الأوعية الدموية للتحقق من تشريح الشريان التاجي.
أدخل السلك بعناية في الشريان التاجي الأمامي الأيسر الهابط. ثم تابع البالون فوق السلك إلى الشريان التاجي. خذ تصويرا وعائية للتأكد من موضع البالون.
يجب أخذ تصوير الأوعية الدموية الآخر من زاوية مختلفة للتحقق من موضع البالون. ثم قم بتضخيم البالون تدريجيا إلى ثلاثة أجهزة صراف آلي. خذ تصويرا وعويا آخر لتأكيد انسداد الشريان.
راقب الخنزير باستخدام كل من الضغط الشرياني وتخطيط كهربية القلب. في بعض الأحيان يدخل الخنزير في الرجفان البطيني. قم بإزالة الرجفان من الخنزير بصدمة التيار المباشر في أسرع وقت ممكن.
إذا فشلت المحاولة ، فاضغط على الصدر حتى يتم توجيه شواحن القلب وإعطاء صدمة أخرى. راقب لمدة 90 دقيقة وقم بتفريغ البالون. بمجرد استقرار ضغط الدم وعدم انتظام ضربات القلب ، قم بإزالة الغمد واسترجع الخنزير.
أعط حقنة عضلية من النتروجليسرين والفوروسيميد بالإضافة إلى سوائل ليلية تحتوي على أميودارون. جهز نفسك بقناع قبعة ونظارات واقية وثوب وقفازات. يتم تحضير الخنزير بنفس طريقة إنشاء احتشاء عضلة القلب.
أدخل سلك تاجي واحد في كل من الشريان التاجي الداخلي الأيسر الهابط والشريان التاجي المحيطي الأيسر. ضع قسطرة في العظمة. اسحب 20 مل من الدم الشرياني باستخدام 10 ملليلتر لحقن الفيروس والباقي للتدفق.
امزج الفيروس مع 10 مل من الدم وقم بتخفيفه إلى 20 مل بالمحلول الملحي. ثم قم بتخفيف الدم المتبقي بالمحلول الملحي إلى 20 مل وقسمه إلى حقنتين. قم بتوصيل المحقنة التي تحتوي على الدم الممزوجة بالفيروس بالقسطرة واستعد للتسريب.
يبدأ الحقن الوريدي بمقدار 20 ميكروغراما في الدقيقة من النتروجليسرين من خلال وريد الأذن ، مع أخذ تصوير الأوعية الدموية للتحقق من موضع القسطرة. ثم ابدأ حقن الفيروس بمعدل واحد مليلتر في الدقيقة عند حقن 15 مل في الشريان التاجي الأيسر. تغيير حقنة التدفق واستخدام نفس معدل الحقن بعد الحقن في الشريان التاجي الأيسر ، سيتم إجراء نفس الإجراء على الشريان التاجي الأيمن باستخدام خمسة ملليلتر متبقية من الدم الذي يحتوي على الفيروس.
بعد شهر واحد من إنشاء احتشاء عضلة القلب ، سيصاب P بفشل القلب مع ضعف حركة الجدار وتمدد القلب. متوسط الكسر القذفي بعد شهر واحد من احتشاء عضلة القلب في هذا النموذج هو 36٪ وهو أقل بكثير من الخنازير من نفس الحجم دون احتشاء عضلة القلب. متوسط حجم الانبساطي النهائي هو 83 مليلتر ، في حين أن متوسط التحكم هو 42 ملليلترا.
كان DP DT أيضا أقل بكثير في خنازير احتشاء عضلة القلب. هذه هي المقاطع العرضية للبطين الأيسر. بعد شهر واحد من احتشاء عضلة القلب ، تم العثور على ندبة كبيرة من قاعدة قمة الجدار الداخلي.
توضح هذه الصورة تعبير العاصفة. بعد شهر واحد من نقل الجينات باستخدام فيروس مرتبط بالأسنان ، تم العثور على تعبير مهم في المنطقة المحقونة بالفيروس. لقد أوضحنا لك للتو كيفية إنشاء تأثير عضلة القلب في الخنزير وكذلك حقن فيروس كورونا.
هذا المزيج من نموذج الفشل الأول وتوصيل الجينات هو طريقة بسيطة وقابلة للتكرار لاختبار أنواع مختلفة من العلاجات الجينية في مرض المسار. شكرا لك على المشاهدة ومعنا مع تجربتك المستقبلية P.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
نظرة عامة
تصف هذه المقالة طريقة لنقل الجينات لعلاج قصور القلب الإقفاري باستخدام نموذج الخنازير لاحتشاء عضلة القلب. تسمح المقاربة بتقييم عمليات نقل الجينات المختلفة بطريقة بسيطة وقابلة للتكرار.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- العلاج الجيني
- الأمراض القلبية
- نماذج احتشاء عضلة القلب
الخلفية
- قصور القلب الإقفاري هو مشكلة صحية كبيرة.
- العلاج الجيني باستخدام الناقلات الفيروسية يظهر وعدًا في العلاج القلبي.
- نماذج الخنازير مفيدة لدراسة احتشاء عضلة القلب.
- فهم آليات توصيل الجينات أمر بالغ الأهمية للتقدم العلاجي.
هدف الدراسة
- تطوير طريقة موثوقة لنقل الجينات في العلاج القلبي.
- تقييم فعالية تقنيات نقل الجينات المختلفة.
- تعزيز فهم العلاج الجيني في قصور القلب الإقفاري.
الطرق المستخدمة
- إنشاء احتشاء عضلة القلب في نموذج الخنازير.
- استخدام سلك تاجي وبالون انسداد لسد الشريان.
- الوصول عبر الأوعية الدموية لتضخيم البالون.
- تسليم الناقلات الفيروسية لعلاج الجينات.
النتائج الرئيسية
- الطريقة بسيطة وقابلة للتكرار.
- يمكن تقييم تقنيات نقل الجينات المختلفة بشكل فعال.
- يوفر نموذج الخنازير رؤى ذات صلة في العلاج الجيني القلبي.
- تدعم النتائج استكشاف المزيد من تطبيقات العلاج الجيني.
الاستنتاجات
- هذه الطريقة لنقل الجينات واعدة لعلاج قصور القلب الإقفاري.
- تحتاج الدراسات الإضافية لتحسين توصيل الجينات.
- قد تؤدي المقاربة إلى استراتيجيات علاجية محسنة للأمراض القلبية.
الأسئلة المتداولة
Executive Industry Relevance
Robust preclinical models for gene transfer in ischemic heart failure are critical for de-risking therapeutic hypotheses and enabling predictive evaluation of gene therapy candidates. The described swine model with reproducible myocardial infarction and intracoronary viral delivery supports rigorous target validation and comparative assessment of gene constructs. This platform advances portfolio decision-making by providing translationally relevant efficacy and safety data prior to clinical investment.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional interrogation of gene therapy targets in a disease-relevant large animal system.
- Supports biological de-risking by modeling severe heart failure with clinically relevant scar formation.
- Facilitates comparative evaluation of multiple gene constructs for mechanistic clarity.
- Provides a foundation for predictive confidence in translational advancement.
Screening & Assay Development
- Establishes a validated, reproducible workflow for gene delivery and expression analysis in cardiac tissue.
- Enables quantitative assessment of cardiac function post-gene transfer using standardized endpoints.
- Supports assay standardization for cross-study and cross-candidate comparisons.
- Prepares a scalable platform for screening gene therapy candidates in a controlled preclinical setting.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical efficacy and safety testing with human disease pathology through large animal modeling.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation by mirroring clinical heart failure features.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on reproducible functional and molecular readouts.
- Provides translational biomarker endpoints such as ejection fraction and scar quantification.
Pipeline & Workflow Integration
This methodology bridges early discovery and preclinical validation by enabling hypothesis-driven gene candidate testing in a translationally relevant model of heart failure.
- Discovery Biology: Supports rigorous hypothesis testing and mechanistic de-risking of gene therapy targets.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative cardiac function measurements for candidate prioritization.
- Analytics: Provides standardized endpoints such as ejection fraction and scar size for comparative analysis.
- Translational Research: Aligns preclinical outcomes with clinical disease features for improved predictive value.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, scalable platform for ongoing gene therapy candidate evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in gene therapy development.
- Operational Value: Standardizes preclinical workflows and enhances reproducibility across studies.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and optimizes resource allocation for gene therapy portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of gene therapy candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in large animal surgery, cardiac physiology, and viral vector handling.
- Demands access to advanced imaging, hemodynamic monitoring, and molecular analysis infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of surgical, delivery, and analytical protocols.
- Adaptation to other cardiac or gene therapy models may require protocol optimization.
- Limitations include resource intensity and the need for specialized animal care facilities.
