تشغيل الانقباض الأبهري المستعرض مع خياطة قابلة للامتصاص للحصول على تضخم عضلة القلب العابر
September 9th, 2020
يقدم هذا البروتوكول طريقة محسنة للحصول على تضخم عضلة القلب العابر مع خياطة قابلة للامتصاص ، ومحاكاة انخفاض تضخم البطين الأيسر بعد إزالة الحمل الزائد للضغط. يمكن أن تكون ذات قيمة للدراسات على الشروط المسبقة فرط عضلة القلب.
يقدم هذا البروتوكول طريقة محسنة للحصول على تضخم عضلة القلب العابر ، باستخدام خيوط قابلة للامتصاص ، والتي تحفز انخفاض تضخم البطين الأيسر بعد إزالة الحمل الزائد للضغط. باستخدام هذا البروتوكول ، يمكن للباحثين إتقان النموذج بسهولة مع انخفاض معدل وفيات العملية. سيوضح الإجراء Xiaoxia Huang ، فني من مختبري.
ابدأ بالضغط على طرف إبرة قياس 25 بحامل إبرة وخففها. بعد ذلك ، قم بتمرير خياطة قابلة للامتصاص 5/0 من خلال هذه الإبرة وقم بثني الإبرة الحادة بزاوية 90 درجة باستخدام الحامل. اضغط على طرف إبرة قياس 25 أخرى ، ثم قم بثنيها بزاوية 120 درجة وقم بتنعيم الطرف باستخدام حامل لاستخدامه كمباعدة في خطوة الربط.
قم بإعداد أدوات جراحية معقمة ، بما في ذلك مقص عيون واحد ، ومقص دقيق واحد ، وملاقط كوع جراحية مجهرية ، وحامل إبرة واحد ، وحامل إبرة دقيقة. لبدء الجراحة ، تأكد من التخدير الكامل للفأر باستخدام منعكس سحب الدواسة. حافظ على الفأر في وضع ضعيف عن طريق تثبيت القواطع بخياطة وتثبيت الأطراف بشريط لاصق.
قم بإزالة الشعر من الرقبة وتطهير المنطقة باليود و 75٪ كحول. ابدأ الجراحة بعمل شق يزيد عن 10 ملليمترات في وضع خط الوسط بين الشق فوق القصي والصدر. ثم افصل الجلد عن اللفافة السطحية.
قم بعمل شق في المساحة الوربية الأولى في أقرب وقت ممكن من القص واخترق بصراحة لفتح هذه المساحة باستخدام ملاقط الكوع. افصل بين الحمة والغدة الصعترية برفق حتى يظهر قوس الأبهر المستعرض. مرر خياطة قابلة للامتصاص 5/0 تحت قوس الأبهر بين الشريان العضدي والشاريان السباتي المشترك الأيسر بإبرة مزلاج.
ضع الفاصل المعد مسبقا على الشريان الأورطي المستعرض وقم بعمل عقدة مزدوجة على الفاصل باستخدام الخياطة. برفق ، ولكن بسرعة قم بإزالة الفاصل وقطع نهايات الخياطة. أغلق الفراغ الوربي الأول والجلد باستخدام خيوط نايلون 5/0.
تطهير الجلد مرة أخرى بالكحول بنسبة 75٪. بعد سبعة أيام من الجراحة، ضع الفأر في وضع ضعيف، وحافظ عليه عند 37 درجة مئوية، وقم بربط أطرافه بالقطب. قم بإزالة شعر الصدر وتطبيق عامل اقتران بالموجات فوق الصوتية على صدر الماوس.
ثم قم بالوصول إلى TAC باستخدام مسبار 30 ميغاهيرتز. قم بإمالة المنصة إلى أقصى اليسار. احتفظ بالمسبار في الوضع الرأسي وخفضه على الصدر على طول الخط القصي الأيمن.
اضبط المحورين X و Y تحت الوضع B حتى يظهر القوس الأبهري والانقباض بوضوح. باستخدام وضع دوبلر ، قم بقياس سرعة الذروة والأبعاد وانقباض البطين الأيسر. حدد الفئران التي تزيد سرعتها عن 3000 ملليمتر في الثانية كمجموعة TAC.
باستخدام مسبار 30 ميغا هرتز ، قم بتقييم أبعاد البطين الأيسر والانقباض. أعد ضبط المنصة إلى الوضع الأفقي ، مع الحفاظ على المسبار عند 30 درجة عكس اتجاه عقارب الساعة إلى الخط الجراحي الأيسر. احصل على عرض محور قصير للقلب عن طريق معالجة المحورين X و Y في الوضع B.
بعد ذلك، اضغط على الوضع M لإظهار خط المؤشر والحصول على صور باستخدام Cine Store وFrame Store للقياس لاحقا لأبعاد غرفة الجهد المنخفض والتقصير الجزئي وسمك جدار الجهد المنخفض. أظهر تصوير دوبلر بالموجات النبضية الذي تم إجراؤه بعد 14 يوما من TAC أن سرعة تدفق الدم عند الانقباض كانت أكبر من 3000 ملم في الثانية على الرغم من استخدام خياطة قابلة للامتصاص لتضييق القوس الأبهري. تم الحفاظ على تدرج ضغط تدفق الدم بعد 14 يوما من TAC فوق 40 ملم من الزئبق.
ومن المثير للاهتمام ، أنه لم يكن هناك انقباض في الأسبوع الرابع بعد الجراحة ، مما يشير إلى أن الخيط القابل للامتصاص قد تم امتصاصه بالكامل. يتم عرض معلمات البطين الأيسر في مجموعة خياطة الحرير ومجموعة الخيوط القابلة للامتصاص في الأيام صفر و 14 و 28 بعد TAC ، في التصوير في الوضع M ، هنا. في اليوم 14 بعد TAC ، زاد سمك الجدار الخلفي للبطين الأيسر عند الانبساط النهائي ، بينما انخفض القطر الداخلي للبطين الأيسر عند الانبساط النهائي بشكل طفيف.
لميتأثر الجزء القذفي للبطين الأيسر باستخدام خيوط قابلة للامتصاص. تظهر هنا مقارنة نسبة وزن القلب إلى وزن الجسم لمجموعة خياطة الحرير ومجموعة الخيوط القابلة للامتصاص والمجموعة الوهمية. أظهرت الشرائح النسيجية للقلب أن خلايا عضلة القلب تضخمت بشكل كبير من اليوم 14 إلى اليوم 28 في مجموعة خياطة الحرير ، ولكنها تراجعت في الغالب في اليوم 28 في مجموعة الخيوط القابلة للامتصاص.
عند محاولة هذا البروتوكول ، من المهم للغاية عدم إتلاف غشاء الجنب الأبوي لتجنب استرواح الصدر. تأكد من تخفيف طرف الإبرة قدر الإمكان وتنفيذ الإجراء برفق. هناك العديد من التطبيقات المحتملة لهذه الطريقة ، مثل إنشاء نموذج التكييف المسبق لتضخم عضلة القلب ، واستكشاف آلية انحدار التضخم ، والتحقيق في وقت إعادة تشكيل البطين الأيسر القابل للانعكاس.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
نظرة عامة
يقدم هذا البروتوكول طريقة محسنة للحصول على تضخم عضلة القلب العابر باستخدام الغرز الممتصة، محاكاةً لنقص تضخم البطين الأيسر بعد إزالة الحمل الزائد للضغط. يمكن أن تكون هذه التقنية قيمةً للدراسات حول التكيُّف التضخمي لعضلة القلب.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- فيزيولوجيا القلب والأوعية الدموية
- تضخم عضلة القلب
- تقنيات جراحية في نماذج حيوانية
الخلفية
- تضخم عضلة القلب هو حالة يمكن أن تؤدي إلى قصور القلب.
- فهم آليات انحسار التضخم أمر حاسم لاستراتيجيات العلاج.
- الطرق السابقة لها معدلات موت تشغيلية عالية.
- الغرز الممتصة توفر طريقة أقل توغلًا لنمذجة التضخم.
هدف الدراسة
- تطوير طريقة موثوقة لتحريض تضخم عضلة القلب العابر.
- تقييم تأثيرات الغرز الممتصة على وظيفة البطين الأيسر.
- توفير بروتوكول جراحي مفصل للباحثين.
الطرق المستخدمة
- تحضير الأدوات الجراحية وتخدير الفأر.
- شق الوصول إلى القوس الأبهري لوضع الغرز.
- التصوير بالموجات فوق الصوتية لتقييم أبعاد البطين الأيسر وقابليته للانقباض.
- تحليل نسيجي لأنسجة القلب بعد الجراحة.
النتائج الرئيسية
- نجحت الغرز الممتصة في تحريض تضخم عضلة القلب العابر.
- أظهرت معايير البطين الأيسر تغيرات هامة بعد الجراحة.
- لم يتم ملاحظة أي تقييد بعد أربع أسابيع من الجراحة، مما يشير إلى امتصاص الغرز.
- تم ملاحظة تضخم الخلايا العضلية القلبية في مجموعة الغرز الحريرية، مع انحسار في مجموعة الغرز الممتصة.
الاستنتاجات
- توفر هذه الطريقة بديلاً أكثر أمانًا لتحريض تضخم عضلة القلب.
- تسمح باستكشاف آليات انحسار التضخم.
- تشمل التطبيقات المستقبلية دراسة التكيُّف التضخمي لعضلة القلب.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
This protocol enables reliable induction and regression of transient myocardial hypertrophy in murine models, supporting mechanistic studies of cardiac remodeling and hypertrophy regression. By reducing surgical complexity and mortality, it improves reproducibility and scalability for preclinical target validation in cardiovascular drug discovery. The model facilitates de-risking of therapeutic hypotheses related to myocardial preconditioning and reversible remodeling pathways.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in myocardial hypertrophy regression and preconditioning mechanisms.
- Operational Value: Reduces technical barriers and mortality, improving model accessibility for target validation studies.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides a standardized, quantifiable model for assessing compound effects on hypertrophic signaling and reverse remodeling.
- Operational Value: Supports assay readiness through reproducible induction and timed regression of hypertrophy using absorbable sutures.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Models disease-relevant transient hypertrophy to evaluate therapeutic impact on cardiomyocyte size and function.
- Operational Value: Enables longitudinal assessment of hypertrophy progression and regression, supporting risk-adjusted advancement decisions.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the cardiovascular discovery continuum from target validation through preclinical efficacy testing, particularly for compounds targeting hypertrophic pathways.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by modeling pressure-overload hypertrophy and its regression to clarify target engagement and pathway modulation.
- Screening: Delivers quantitative echocardiographic outputs (LV wall thickness, dimensions, fractional shortening) for compound screening and dose-response assessment.
- Analytics: Generates measurable hemodynamic and histological endpoints (pressure gradient, wall thickness, cardiomyocyte cross-sectional area) to enable comparative analysis across conditions.
- Translational Research: Connects early hypertrophy induction to preclinical validation of regression phenotypes, aligning with therapeutic strategies for heart failure.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable surgical platform for iterative testing of cardioprotective or anti-hypertrophic agents across discovery campaigns.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances predictive confidence by modeling reversible hypertrophy, reducing ambiguity in target mechanism interpretation.
- Operational Value: Improves standardization and survival rates, increasing throughput and reducing variability in preclinical studies.
- Strategic Value: Supports better go/no-go decisions by enabling early assessment of hypertrophy regression potential, mitigating late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted prioritization of compounds demonstrating efficacy in both induction and reversal of hypertrophic phenotypes.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine cardiac surgery and echocardiographic imaging.
- Dependent on micro-surgical instruments, ultrasound systems with 30 MHz probes, and sterile field maintenance.
- Necessitates cross-team standardization of surgical timing, anesthesia depth, and imaging protocols for reproducible results.
- Adaptation considerations include model suitability across mouse strains and comorbidities affecting cardiac response to pressure overload.
- Practical limitations include operator-dependent suture placement consistency and the need for vigilant monitoring to avoid pleural damage and pneumothorax.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:47
Preoperative Preparation of Surgical Instruments
1:33
Surgery
3:01
Echocardiographic Assessment of Successful Ligation and Measurements
4:32
Results: Assessment of Left Ventricular Physiological and Functional Parameters Post-TAC
6:12
Conclusion
