Elektrokardiogrammaufnahmen bei anästhesierten Mäusen mit Blei II
20. Juni 2020
Wir präsentieren ein EKG-Protokoll, das technisch einfach, kostengünstig, schnell und erschwinglich bei kleinen Mäusen ist und mit erhöhter Empfindlichkeit durchgeführt werden kann. Wir schlagen diese Methode als Screening-Ansatz für die Untersuchung von pharmakologischen Wirkstoffen, genetischen Modifikationen und Krankheitsmodellen bei Mäusen vor.
Die Bedeutung unseres Protokolls besteht darin, dass die Elektrokardiogrammmessung mit großer Empfindlichkeit in einer kleinen Maus durchgeführt werden kann, die genetisch oder pharmakologisch manipuliert wurde. Das Protokoll ist insofern vorteilhaft, als es einfach, schnell, kostengünstig und empfindlich ist. Darüber hinaus kann es an kleinen Mäusen durchgeführt werden, sogar an Neonaten.
Wir glauben, dass diese Methode zum Verständnis unerforschter Regionen von Arrhythmie im Kardiovaskulärbereich beitragen würde. Demonstrieren datieren das Verfahren wird Tae Woong Ha aus meinem Labor sein. Beginnen Sie mit dem Öffnen der Analysesoftware und deren Einrichtung für die EKG-Datenerfassung.
Wechseln Sie zu Setup- und Kanaleinstellungen, und legen Sie die SampleRate auf 2.000 Samples pro Sekunde fest. Stellen Sie den Bereich auf 20 Millivolt und den Eingangsverstärker auf 200 Hertz Tiefpass ein. Gehen Sie dann zu EKG-Analyse- und EKG-Einstellungen, und wählen Sie dann die Maus in der Voreinstellung der Erkennungs- und Analyseeinstellungen aus.
Wählen Sie im Mittelungsfenster die Verkettung und aufeinander folgenden Herzzyklen zu einem einzelnen durchschnittlichen Signal oder einer Mittelungsansicht und einer Tabellenansicht aus. Wählen Sie im QTc-Bedienfeld die Bazett-Methode aus, die als Herzfrequenz-korrigierter Wert des QT-Intervalls definiert ist. Platzieren Sie die Maus auf der Präzisionsskala und zeichnen Sie ihr Gewicht auf.
Nachdem sichergestellt wurde, dass die Maus richtig beästhetisiert ist, setzen Elektroden mit Akupunkturnadeln in die rechte und linke Vorderbeine und das linke Hinterglied ein. Stellen Sie sicher, dass Die Elektrodentiefe und -position während der Experimente konsistent sind. Schließen Sie die anderen Enden der Elektroden an, indem Sie sie in die drei Schnappverbinder am anderen Ende der Bleidrähte des drei führenden Bioverstärkerkabels klicken und Medikamente etwa drei Minuten nach dem Anästhetikum injizieren.
10 Minuten nach der Verabreichung von Anästhetika beginnen Sie mit der Aufzeichnung des EKG. Sobald die Aufzeichnung abgeschlossen ist, verwenden Sie die EKG-Daten von 12 bis 17 Minuten nach Injektion von Anästhetika für die Analyse. Wenn Sie fertig sind, entfernen Sie vorsichtig die Elektroden.
Um festzustellen, ob diese nichtinvasive EKG-Messung den Einfluss der autonomen Modulation auf das Herzleitsystem widerspiegelt, wurden normale BALB/c-Mäuse mit Agonisten und Antagonisten des autonomen Nervensystems herausgefordert. Im Vergleich zur Fahrzeugkontrolle stieg die Herzfrequenz bei Atropin und Isoprenalin behandelten Mäusen signifikant an und fiel mit Carbachol. Darüber hinaus stieg das QTc-Intervall bei Atropin und Isoprenalin behandelten Mäusen und verringerte sich bei Carbachol behandelten Mäusen.
Repräsentative Diagrammansichten und Mittelungsansichten der EKG-Signale in Atropin, Carbachol und fahrzeugbehandelten Mäusen werden hier gezeigt. Beim Versuch dieses Protokolls ist es am wichtigsten, sicherzustellen, dass die EKG-Elektroden während des gesamten Experiments sicher eingesetzt werden. Führen Sie mehrere Vorversuche durch, bis die EKG-Signale stabil und konsistent sind.
Unsere früheren Veröffentlichungen mit Mäusen bestätigten EKG-Variationen, die in humangenetischen Studien berichtet worden waren, was den Nutzen dieser Methode in kardiovaskulären Forschungsbereichen wie Arrhythmie unterstützt.
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Übersicht
Dieser Artikel stellt ein einfaches und kostengünstiges EKG-Protokoll für kleine Mäuse, einschließlich Neugeborener, vor, das die Empfindlichkeit der Messungen verbessert. Die Methode wird als wertvolles Screening-Tool für pharmakologische Studien und genetische Modifikationen vorgeschlagen.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Elektrophysiologie
- Kardiovaskuläre Forschung
- Pharmakologie
Hintergrund
- Elektrokardiogramm (EKG)-Messungen sind entscheidend für das Verständnis der Herzfunktion.
- Bestehende Methoden weisen bei kleinen Tiermodellen möglicherweise eine unzureichende Empfindlichkeit auf.
- Genetische und pharmakologische Eingriffe können die Herzphysiologie beeinflussen.
- Es besteht Bedarf an zugänglichen und effizienten Protokollen für kleine Mäuse.
Zweck der Studie
- Entwicklung eines EKG-Protokolls, das einfach zu implementieren und kosteneffektiv ist.
- Verbesserung der Empfindlichkeit von EKG-Messungen bei kleinen Mäusen.
- Bereitstellung einer Screening-Methode für verschiedene pharmakologische und genetische Studien.
Verwendete Methoden
- Einrichtung der Analysesoftware für die EKG-Datenerfassung.
- Anwendung des Protokolls an genetisch oder pharmakologisch veränderten Mäusen.
- Messung des EKGs mit Fokus auf Empfindlichkeit.
- Demonstration des Verfahrens durch ein geschultes Labormitglied.
Hauptergebnisse
- Das Protokoll ermöglicht empfindliche EKG-Messungen an kleinen Mäusen.
- Es ist im Vergleich zu bestehenden Methoden einfach, schnell und kostengünstig.
- Möglichkeit, bisher nicht untersuchte Bereiche der Arrhythmie zu erforschen.
- Anwendbar sowohl auf erwachsene als auch auf neugeborene Mäuse.
Schlussfolgerungen
- Dieses EKG-Protokoll stellt einen bedeutenden Fortschritt für die kardiovaskuläre Forschung in kleinen Tiermodellen dar.
- Es ermöglicht die Untersuchung pharmakologischer Wirkstoffe und genetischer Modifikationen.
- Die Methode kann zu einem tieferen Verständnis von Herzrhythmusstörungen beitragen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Dieses EKG-Protokoll ermöglicht eine empfindliche, kostengünstige kardiale Phänotypisierung bei genetisch oder pharmakologisch veränderten Mäusen und unterstützt so die frühe Zielvalidierung in der kardiovaskulären Arzneimittelentwicklung. Durch zuverlässige Messungen der Herzfrequenz und des QTc-Intervalls bei anästhetisierten Modellen verbessert es die Vorhersagegenauigkeit für Studien zur autonomen Modulation und verringert technische Hürden bei der präklinischen Sicherheitsprüfung. Die Methode ist besonders wertvoll, um mechanistische Hypothesen in der Arrhythmieforschung abzusichern und Go/No-Go-Entscheidungen in der Leitstruktur-Optimierung zu erleichtern.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung der Auswirkungen des autonomen Nervensystems auf die Herzdurchleitung mittels Agonisten-/Antagonisten-Herausforderungsstudien.
- Operationaler Wert: Liefert reproduzierbare Messwerte der Herzfrequenz und des QTc-Intervalls zur funktionellen Zielstrukturvalidierung in murinen Modellen.
- Prädiktiver Wert: Unterstützt die mechanistische Risikominderung, indem erwartete EKG-Veränderungen durch Atropin, Carbachol und Isoprenalin erfasst werden, die mit etablierten pharmakologischen Reaktionen übereinstimmen.
Screening und Assay-Entwicklung
- Assay-Bereitschaft: Ermöglicht standardisierte EKG-Aufnahme mit einer Abtastrate von 2.000 Hz und Bazett-korrigiertem QTc für konsistente quantitative Ergebnisse.
- Skalierbarkeit: Ermöglicht hochsensitive Untersuchungen an kleinen und neugeborenen Mäusen und erweitert damit die verfügbaren Modelle für die frühe Beurteilung kardiotoxischer Wirkungen.
- Integration in den Arbeitsablauf: Unterstützt die reproduzierbare Wirkstoffbewertung durch stabile Elektrodenpositionierung und ein definiertes Analysefenster von 12–17 Minuten nach Anästhesie.
Translationale und präklinische Forschung
- Krankheitsrelevanz: Ermöglicht die Erforschung von Arrhythmie-Mechanismen in genetischen Modellen und verbindet Erkenntnisse aus humanen genetischen Studien mit murinen Systemen.
- Translationale Kontinuität: Ermöglicht eine longitudinale kardiale Überwachung von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung unter Verwendung konsistenter EKG-Parameter.
- Risikoadjustierte Weiterentwicklung: Steigert das Vertrauen in pharmakologische Studien, indem autonom vermittelte EKG-Veränderungen erfasst werden, die mit bekannten Wirkstoffeffekten korrelieren.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode fügt sich in den Entdeckungsprozess von der Hypothesenprüfung eines Targets bis hin zur Identifizierung eines Leitwirkstoffs ein und liefert elektrophysiologische Messwerte, die die frühe kardiovaskuläre Pharmakologie und Sicherheitscharakterisierung unterstützen.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Aufklärung von Wirkwegen durch die Messung von Herzfrequenz- und QT-Korrekturänderungen als Reaktion auf autonome Modulatoren.
- Screening: Ermöglicht sofort einsetzbare, reproduzierbare EKG-Messungen in murinen Modellen zur Bewertung von Substanzeffekten.
- Analytik: Erzeugt quantitative Daten zur Herzfrequenz und zum QTc-Intervall mithilfe der Bazett-Korrektur für den Vergleich zwischen verschiedenen Bedingungen.
- Translationale Forschung: Verbindet murine EKG-Reaktionen mit der humanen Arrhythmieforschung anhand validierter pharmakologischer Profile.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare, kostengünstige EKG-Plattform für den mehrfachen Einsatz in genetischen und pharmakologischen Screening-Kampagnen.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit bei der Target-Validierung, indem mechanistische Unklarheiten in Studien zur Herzdurchleitung reduziert werden.
- Operationaler Wert: Bietet Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit durch einen einfachen Elektrodenaufbau und definierte Erfassungsparameter.
- Strategischer Wert: Verbessert Go/No-Go-Entscheidungen, indem eine empfindliche Detektion von verbindungsbasierten EKG-Veränderungen in frühen Studien ermöglicht wird.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung, indem kardiologisch aktive Verbindungen durch Profilierung autonomer Reaktionen identifiziert werden.
Durchführungsaspekte
- Benötigt Fachkenntnisse in der Anästhesie bei Nagern, der Elektrodenplatzierung und der Konfiguration der EKG-Software.
- Setzt eine Bioverstärker-Hardware voraus, die eine Abtastrate von 2.000 Hz und einen Messbereich von 20 mV ermöglicht.
- Erfordert eine Standardisierung zwischen den Teams hinsichtlich der Einbringungstiefe der Elektroden, der Ableitungspositionierung und des Zeitpunkts der Anästhesie.
- Zu berücksichtigende Anpassungsaspekte sind die modellspezifische Größe der Elektroden sowie die dosisbasierte Gewichtsanpassung bei neugeborenen im Vergleich zu adulten Mäusen.
- Praktische Einschränkungen ergeben sich aus anästhesiebedingten physiologischen Veränderungen, die die Basiswerte der EKG-Parameter beeinflussen können.
