Geändert Technik für Coronary Artery Ligation in Mäuse
29. März 2013
Das chirurgische Verfahren zum experimentellen Herzinfarkt in Mäusen zu induzieren beginnt mit linken Thorakotomie zwischen der dritten und der vierten Rippe, um die vordere Oberfläche des Herzens und linken Lunge visualisieren. Die linke Koronararterie ligiert ist, wird die Brust geschlossen und der Maus erlaubt ist, spontan zu erholen.
Das allgemeine Ziel dieses Verfahrens besteht darin, bei Mäusen einen Myokardinfarkt zu erzeugen. Dies wird erreicht, indem zunächst ein Hautschnitt entlang der mittleren Achselarterie vorgenommen wird. Anschließend erfolgt durch eine linke Thorakotomie zwischen der dritten und vierten Rippe die Exposition des Herzens.
Anschließend erfolgt eine Ligatur am proximalen Abschnitt der Arteria descendens anterior sinistra. Schließlich wird der Brustkorb verschlossen und die Maus in einen Käfig zur spontanen Erholung zurückgebracht. Letztendlich kann der Myokardinfarkt mittels Elektrokardiographie oder Echokardiographie untersucht werden.
Die visuelle Demonstration dieser Methode ist entscheidend, da das Ligieren der Koronararterie in der Nähe des linken Ventrikels schwer zu erlernen ist. Eine ausreichende myokardiale Ischämie wird sichergestellt, indem die Ligatur direkt unterhalb des Abgangs der linken Koronararterie angelegt wird. Allerdings ist darauf zu achten, den linken Ventrikel nicht zu perforieren, da dies zu einem tödlichen Blutungsereignis führen kann.
Um die Operation zu beginnen, anästhesieren Sie eine Maus, die sechs Wochen oder älter ist, mittels Inhalation mit zwei bis 5 % Fluoranästhetikum. Führen Sie einen Zehenquetschtest durch, um zu bestätigen, dass das Tier ausreichend anästhesiert ist. Sobald die Maus vollständig sediert ist, bringen Sie sie in den Operationsbereich und platzieren Sie sie auf.
Legen Sie es mit dem Rücken auf ein warmes Pad. Um eine konstante Temperatur von 37 Grad Celsius aufrechtzuerhalten, befestigen Sie die Maus an einer Intubationsvorrichtung mit einer Isofluran-Feldkammer, verwenden Sie dafür einen Schlauch mit einem Durchmesser von 0,2 Zentimetern und ein Gemisch aus 2 % Isofluran in Luft. Führen Sie die Kanüle in die Trachea der Maus ein.
Rasieren Sie die präkordiale Brustregion auf der linken Seite und desinfizieren Sie die Fläche anschließend mit Betadine. Danach dreimaliges Abwischen mit 75 % Ethanol. Tragen Sie außerdem einen Augensalbe auf die Augen der Maus mit sterilen Scheren auf.
Führen Sie einen 1,5 cm langen Schnitt entlang der mittleren Achselarterie durch. Dieser Zugangsweg erleichtert die anschließende echokardiographische Beurteilung. Es werden Scheren statt eines Skalpells verwendet, um Verletzungen des darunterliegenden Gewebes bei diesen jungen Mäusen zu vermeiden.
Danach mit stumpfen Pinzetten das präkordiale Muskelgewebe von der Brustwand lösen und zurückklappen. Führen Sie eine linke Thorakotomie zwischen der dritten und vierten Rippe durch, um die Vorderseite des Herzens und der linken Lunge sichtbar zu machen. Ziehen Sie anschließend die Thoraxwand mit einem geeigneten Augenlidretraktor zurück.
Um die Sichtbarkeit und den Zugang mit Zahnzangen und stumpfen Scheren zu verbessern, entfernen Sie das Perikard. Bereiten Sie anschließend einen 7-0-Nahtfaden mit Nadel für die Ligatur der Arterie vor. Ligieren Sie die linke Koronararterie, indem Sie die Nadel unterhalb der Arterie platzieren, wobei ein Streifen Myokard zwischen der Ligatur und der Arterie liegt.
Schließen Sie den Brustkorb, indem Sie zwei Nähte an der dritten und vierten Rippe anbringen. Verringern Sie die Konzentration von Isofluran auf 0,5 % und verwenden Sie Ethylensäure-Nahtmaterial der Stärke 5-0, um die Haut mit drei Stichen zu verschließen. Verabreichen Sie zur postoperativen Analgesie eine intraperitoneale Injektion von 0,05 Milligramm pro Kilogramm Buprenorphin.
Platzieren Sie die Maus abschließend in einen warmen Käfig zur spontanen Erholung und geben Sie 0,6 Milligramm pro Milliliter Buprenorphin ins Trinkwasser. Überwachen Sie die Maus in den ersten 24 Stunden nach der Operation genau, um die Auswirkungen des Myokardinfarkts zu untersuchen. Die beste invasive Methode ist die Beurteilung der Herzfunktion mittels Echokardiographie mehrere Tage nach der Operation.
Mit diesem Protokoll führt die Ligatur der linken Koronararterie zu einer myokardialen Ischämie, die etwa 40 % des linken Ventrikels betrifft. Dies verursacht signifikante EKG-Veränderungen im ST-Abschnitt, wie in diesen repräsentativen, vor und nach der Ligatur gemessenen EKGs gezeigt. Vor dem Myokardinfarkt.
Die mit dem EKG aufgezeichneten QRS-Komplexe sind schmal und kurz. Nach einem Myokardinfarkt kommt es zu einer deutlichen ST-Strecken-Hebung, die in die QRS-Komplexe eingebettet ist und diese viel breiter und höher macht als die vor dem Myokardinfarkt aufgezeichneten. Um die Auswirkungen eines Myokardinfarkts zu untersuchen, bewerten Sie die Herzfunktion mittels Echokardiographie mehrere Tage nach der Myokardinfarkt-Operation.
Hier wird eine Echokardiographie-Aufnahme von sham-operierten Mäusen gezeigt. Im Gegensatz zu den guten Herzkontraktionen, die bei sham-operierten Mäusen zu sehen sind, bei MI-Mäusen.
72 Stunden nach dem mi ist eine deutliche Akinesie der linken freien Ventrikelseptumwand im systolischen Stadium erkennbar. Nach dem Anschauen dieses Films sollten Sie ein gutes Verständnis für dieses Mausmodell der Myokardinfarktion haben und in der Lage sein, es in Ihrem eigenen Labor einzurichten.
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Übersicht
In diesem Artikel wird ein chirurgisches Verfahren zur Induktion eines Myokardinfarkts bei Mäusen beschrieben, das eine linke Thorakotomie und Ligatur der Arteria descendens anterior sinistra umfasst. Nach dem Eingriff wird der Brustkorb verschlossen, und die Maus darf sich spontan erholen.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Kardiovaskuläre Forschung
- Experimentelle Chirurgie
- Tiermodelle
Hintergrund
- Ein Myokardinfarkt ist eine schwerwiegende Erkrankung, die an Tiermodellen untersucht werden kann.
- Die Induktion eines Myokardinfarkts bei Mäusen ermöglicht die Untersuchung der Herzfunktion.
- Zur Beurteilung werden Techniken wie die Elektrokardiographie und die Echokardiographie eingesetzt.
- Dieses Modell hilft, die Mechanismen von Herzerkrankungen und mögliche Therapien zu verstehen.
Zweck der Studie
- Erstellung eines zuverlässigen Mausmodells für das Myokardinfarktgeschehen.
- Ermöglichung der Untersuchung der Herzfunktion nach einem Infarkt.
- Beurteilung der Wirkung verschiedener therapeutischer Maßnahmen auf die Herzregeneration.
Verwendete Methoden
- Hautschnitt entlang der mittleren Achselarterie.
- Linker Thorakotomieanschnitt zwischen der dritten und vierten Rippe.
- Ligatur der Arteria descendens anterior sinistra.
- Postoperative Erholung in einer kontrollierten Umgebung.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Induktion eines Myokardinfarkts im Mausmodell.
- Möglichkeit, die Herzfunktion mittels nicht-invasiver Techniken zu überwachen.
- Entwicklung einer reproduzierbaren chirurgischen Technik.
- Erkenntnisse über die physiologischen Veränderungen nach einem Myokardinfarkt.
Schlussfolgerungen
- Das Verfahren induziert effektiv einen Myokardinfarkt bei Mäusen.
- Dieses Modell ist wertvoll für die Untersuchung von Herzerkrankungen und der Erholung.
- Zukünftige Studien können auf dieser Methodik aufbauen, um therapeutische Optionen zu erforschen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Dieses Mausmodell des Myokardinfarkts stellt ein reproduzierbares präklinisches System zur Beurteilung der kardialen Pathophysiologie und therapeutischer Eingriffe bereit. Es ermöglicht die Validierung von Zielstrukturen und die mechanistische Risikominderung in der kardiovaskulären Arzneimittelforschung, indem es eine ischämisch-reperfundierende Verletzung simuliert, wie sie beim Menschen auftritt. Das Modell unterstützt die Identifizierung von Leitverbindungen und erhöht die Vorhersagesicherheit in frühen Entwicklungsphasen von Forschungs- und Entwicklungsprojekten.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen in Modellen der ischämischen Herzkrankheit.
- Operationaler Wert: Bietet ein standardisiertes System zur funktionellen Zielvalidierung und Aufklärung von Signalwegen.
- Strategischer Wert: Unterstützt die Vorhersagesicherheit und die Portfolio-Priorisierung durch reproduzierbare Infarktinduktion.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Bereitet validierte biologische Systeme für die nachgeschaltete Wirkstoff-Screening und Biomarker-Bewertung vor.
- Operationaler Wert: Gewährleistet die Standardisierung von Assays und quantitative Ausgaben mittels EKG und Echokardiographie.
- Strategischer Wert: Verbessert die Bereitschaft für Screening und die Wiederverwendbarkeit der Plattform zur Bewertung kardioprotektiver Wirkstoffe.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Modelliert krankheitsrelevante Ischämie, um die entdeckungsorientierte Identifizierung von Biomarkern an translationalen Fragestellungen auszurichten.
- Operationaler Wert: Ermöglicht die kontinuierliche Übertragung von Erkenntnissen aus der Entdeckungsphase bis zur präklinischen Validierung der Herzfunktion.
- Strategischer Wert: Unterstützt risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung auf Grundlage von Metriken zur funktionellen Erholung.
Pipeline- und Workflow-Integration
Das Modell integriert sich in kardiovaskuläre Forschungsabläufe von der Target-Validierung bis zur präklinischen Wirksamkeitsprüfung.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung und biologische Entrisikobewertung bei ischämischen Verletzungsmechanismen.
- Screening: Ermöglicht die Bereitstellung von Assays durch reproduzierbare LCA-Ligatur und Infarktgrößenbestimmung.
- Analytik: Liefert quantitative EKG- und Echokardiographie-Auswertungen für die vergleichende Analyse von Krankheitszuständen.
- Translationale Forschung: Schafft Anschluss an die präklinische Kontinuität durch die Beurteilung der funktionellen Erholung nach Myokardinfarkt.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Dient als wiederverwendbare Plattform zur Bewertung kardioprotektiver und regenerativer Therapien.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Vorhersagegenauigkeit bei der Zielvalidierung und Verringerung mechanistischer Unschärfen in Herzversagen-Wegen.
- Operationaler Wert: Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit der chirurgischen Infarktinduktion.
- Strategischer Wert: Bessere Go/No-Go-Entscheidungen, Kapital-Effizienz und verringertes biologisches Risiko in fortgeschrittenen Phasen kardiovaskulärer Programme.
- Portfolio-Wirkung: Risikoadjustierte Priorisierungs- und Voranbringungsentscheidungen basierend auf Infarktgröße und funktionellen Ergebnissen.
Durchführungsüberlegungen
- Notwendige Fachkenntnisse umfassen die Chirurgie, Anästhesie und postoperative Versorgung von Nagetieren.
- Zum erforderlichen Instrumentarium gehören Beatmungsgerät, Intubationswerkzeuge, Nähte und Bildgebungssysteme.
- Die Standardisierung über mehrere Arbeitsgruppen hinweg erfordert die Einhaltung des Protokolls zur konsistenten Induktion eines Infarkts.
- Bei der Übertragung auf verschiedene Modellsysteme sind Variablen wie Alter, Stamm und Komorbiditäten zu berücksichtigen.
- Zu den praktischen Einschränkungen zählen die Variabilität des chirurgischen Vorgehens und das Risiko einer erhöhten Sterblichkeit, was eine umfassende Ausbildung der Operateure notwendig macht.
