Eine modifizierte Technik zur transversalen Aortenverengung bei Mäusen
18. August 2022
Das vorliegende Protokoll beschreibt eine modifizierte und vereinfachte Technik mit einem minimal-invasiven Verfahren der transversalen Aortenverengung (TAC) unter Verwendung eines selbst hergestellten Retraktors. Dieses Verfahren kann ohne Beatmungsgerät oder Mikroskop durchgeführt werden und führt zu einer Drucküberlastung, die schließlich zu Herzhypertrophie oder Herzinsuffizienz führt.
Dieses Protokoll bietet ein schnelles chirurgisches Trauma mit begrenzten, unkomplizierten und kostengünstigen Massen zur Durchführung einer TAC-Operation. Dieses Modell nähert sich dem Aortenbogen mit einem selbstgebauten Retraktor und benötigt keine mikrochirurgische Waage oder mechanische Beatmung, wodurch das chirurgische Trauma erheblich begrenzt wird. Bereiten Sie zunächst eine Fünf-Milliliter-Spritze vor.
Machen Sie dann die Nadel stumpf, indem Sie ihre Spitze mit einem Nadelhalter abklemmen. Bereiten Sie eine 27-Gauge-Nadel vor, die mit einem Nadelhalter abgestumpft ist, und biegen Sie ihre Spitze um 90 Grad. Verwenden Sie einen handelsüblichen Eisendraht und wickeln Sie ihn um die Nadel.
Bilden Sie eine kleine Schlinge oder Schlaufe an der abgestumpften Spitze der Nadel. Sterilisieren Sie alle chirurgischen Instrumente vor der Operation durch Autoklavieren. Bestätigen Sie die Tiefe der Anästhesie mit einer Zehenklemme, um Trockenheit während der Narkose zu vermeiden.
Tragen Sie Augensalbe auf beide Augen auf. Legen Sie die Maus dann in Rückenlage auf ein Heizkissen, das mit einem sterilen Tuch bedeckt ist, wobei der Kopf auf den Bediener zeigt. Befestigen Sie die Extremitäten mit Klebeband und Schneidezähnen mit einer 4-0-Naht.
Führen Sie nun eine Rektalsonde ein, um die Körpertemperatur während der Operation zu überwachen. Schneiden Sie mit einer sterilisierten Augenschere ein Loch in ein neues, steriles Einwegtuch. Legen Sie das sterile Tuch über die Maus und stellen Sie sicher, dass das unbehaarte Operationsfeld durch das Loch sichtbar ist.
Nach einem Schnitt trennen Sie die Haut und die oberflächliche Faszie und legen Sie die Luftröhre und das proximale Sternum frei. Machen Sie dann vorsichtig einen drei bis vier Millimeter langen Längsschnitt in der Mittellinie des Brustbeins von der Oberkante bis zum Brustbeinwinkel und heben Sie das Brustbein vorsichtig mit einer Pinzette an. Mit einer geraden Pinzette stumpf das Zielgefäß und das Gewebe um es herum präparieren.
Halten Sie nun den zuvor selbstgebauten Retraktor mit einer Drahtschlinge in der rechten Hand. Führen Sie die Schlinge des Retraktors vorsichtig unter die Aorta zwischen der linken Arteria carotis communis und dem Ursprung der rechten Arteria denominate. Führen Sie den Retraktor an die linke Hand.
Halten Sie die mikroskopisch kleine Pinzette in der rechten Hand und führen Sie am Ende eine 7-0-Seidennaht durch die Snare-Schlaufe. Ziehen Sie den Retraktor heraus. Platzieren Sie eine 27-Gauge-Nadel parallel zur Aorta und binden Sie die Naht um die Nadel und die Aorta.
Halten Sie dann die 27-Gauge-Nadel mit einer Augenzange und den Knoten, der mit einer anderen Pinzette an die 27-Gauge-Nadel und die Aorta gebunden ist. Ziehen Sie die 27-Gauge-Nadel schnell, aber vorsichtig aus der Ligatur. Vernähen Sie die Haut mit 4-0 synthetischem Monofilament-Naht in einem unterbrochenen Nahtmuster.
Legen Sie die Maus auf ein warmes Pad und warten Sie, bis sie wiederbelebt wird. Im Allgemeinen wird die Maus in etwa 60 Minuten wiederbelebt. Nach vier Wochen Operation.
Die Ejektionsfraktion und die fraktionierte Verkürzung waren bei Mäusen mit transversaler Aortenkonstriktion im Vergleich zu Scheinmäusen signifikant reduziert. Die linksventrikuläre Masse und der linksventrikuläre Innendurchmesser waren jedoch bei den transversalen Aortenkonstriktionsmäusen signifikant erhöht. Der wichtigste Schritt in diesem Partikel ist das Passieren der Naht unter dem Aortenbogen.
Alle Filme müssen sanft sein, um unnötige Traktion in der Arterie zu reduzieren. Nach diesem Verfahren können Forscher eine medizinische Behandlung auf das Tiermodell anwenden, um potenzielle therapeutische Ziele für Patienten mit Herz-Kreislauf-Hypertrophie oder Herzinsuffizienz zu untersuchen.
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Übersicht
Dieses Protokoll beschreibt ein minimalinvasives Verfahren zur transversen Aortenkonstriktion (TAC) unter Verwendung eines selbstgefertigten Retraktors, das darauf abzielt, einen Drucküberlastzustand hervorzurufen und kardiale Hypertrophie oder Herzinsuffizienz zu untersuchen. Das Verfahren ist einfach durchzuführen und erfordert weder eine mechanische Beatmung noch eine fortgeschrittene Mikroskopie.
Wesentliche Studienkomponenten
Forschungsbereich
- Kardiologie
- Tiermodelle der Herzerkrankung
- Chirurgische Techniken
Hintergrund
- Das TAC-Modell ist entscheidend für die Untersuchung der kardialen Hypertrophie und der Herzinsuffizienz.
- Die Minimierung chirurgischer Traumata ist entscheidend, um die Erholung und die experimentellen Ergebnisse zu verbessern.
- Herkömmliche TAC-Methoden erfordern häufig komplexe Geräte, deren Aufwand dieses Protokoll vereinfachen soll.
Verwendete Methoden
- Ein selbstgefertigter Retraktor und stumpfe Nadeln wurden zur Durchführung der TAC verwendet.
- Als biologisches System kommt ein Mausmodell zum Einsatz.
- Zu den wichtigsten Technologien gehören grundlegende chirurgische Instrumente mit geringem Bedarf an Mikrochirurgie.
Hauptergebnisse
- Nach dem TAC-Eingriff wurden bei Modellen der kardialen Hypertrophie nach vier Wochen signifikante Veränderungen der linksventrikulären Masse und Ejektionsfraktion festgestellt.
- Die Ergebnisse bestätigen eine erfolgreiche Induktion von kardialem Stress und Hypertrophie als Reaktion auf den Eingriff.
- Dies belegt die Eignung des Modells für weitere therapeutische Untersuchungen.
Schlussfolgerungen
- Diese Studie stellt erfolgreich eine vereinfachte Methode zur Simulation einer kardialen Überlastung bei Mäusen vor.
- Die Technik ist relevant für Forscher, die Herzerkrankungen und potenzielle Behandlungen untersuchen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die transversale Aortenkonstriktion (TAC) bei Mäusen ist ein grundlegendes präklinisches Modell zur Untersuchung der kardialen Hypertrophie und Herzinsuffizienz unter Drucküberlastung. Diese modifizierte, minimalinvasive TAC-Technik verringert chirurgische Traumata und den operationellen Aufwand und ermöglicht eine reproduzierbarere und skalierbarere Modellierung der Erkrankung für die frühe Arzneimittelentwicklung im kardiovaskulären Bereich. Die Methode unterstützt eine schnelle Erholung und hohe physiologische Relevanz und erhöht damit die Vorhersagegenauigkeit für translationsmedizinische Forschung und die Evaluierung therapeutischer Zielstrukturen.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht eine robuste Modellierung der durch Drucküberlastung induzierten kardialen Hypertrophie für mechanistische Untersuchungen.
- Erleichtert die funktionelle Validierung kardiovaskulärer Zielstrukturen in einem kontrollierten In-vivo-System.
- Unterstützt die hypothesengetriebene Untersuchung kardialer Stresssignalwege, die für menschliche Erkrankungen relevant sind.
Screening und Assay-Entwicklung
- Bietet eine standardisierte, reproduzierbare Plattform zur Bewertung von Wirkstoffkandidaten in vivo.
- Reduziert die prozedurale Variabilität und ermöglicht somit konsistente quantitative Messgrößen wie Ejektionsfraktion und ventrikuläre Masse.
- Vereinfacht die Modellerstellung und erhöht die Durchsatzkapazität für präklinische Screening-Kampagnen.
Translationale und präklinische Forschung
- Ermöglicht die Ausrichtung an krankheitsrelevanten Endpunkten für die translationale Biomarker-Entwicklung in der Herzinsuffizienz-Forschung.
- Ermöglicht Kontinuität von der frühen Entdeckung bis zur präklinischen Wirksamkeitsbewertung neuartiger Therapeutika.
- Unterstützt risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung durch Modellierung klinisch relevanter kardialer Phänotypen.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieses minimalinvasive TAC-Modell lässt sich in die kardiovaskuläre Entdeckungspipeline einbinden, von frühen mechanistischen Studien bis hin zur präklinischen Wirkstoffevaluation.
- Entdeckungsbiochemie: Unterstützt die Hypothesenprüfung und Klärung von Signalwegen in Modellen kardialer Überlastung.
- Screening: Liefert reproduzierbare, quantitative Messungen der Herzfunktion zur Beurteilung von Wirkstoffen.
- Analytik: Ermöglicht statistische Vergleiche kardialer Parameter zwischen experimentellen Gruppen.
- Translationale Forschung: Schafft eine Brücke zur klinischen Relevanz, indem Schlüsselphänotypen der Herzinsuffizienz modelliert werden.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine skalierbare, standardisierte Plattform für den wiederholten Einsatz in kardiovaskulären Forschungs- und Entwicklungsprogrammen.
Operative und unternehmensweite Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Unschärfen bei der Validierung kardialer Zielstrukturen.
- Operativer Wert: Minimiert chirurgische Komplexität, standardisiert Verfahren und beschleunigt Erholungszeiträume.
- Strategischer Wert: Verbessert die Qualität von Go/No-Go-Entscheidungen und die Kapitalnutzungseffizienz, indem biologische Risiken in späteren Phasen reduziert werden.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht die risikoadjustierte Priorisierung kardiovaskulärer Assets basierend auf robusten präklinischen Daten.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in der Chirurgie an Kleintieren und der kardiovaskulären Physiologie.
- Benötigt grundlegende chirurgische Instrumente und einen selbstgebauten Retraktor zur Gefäßmanipulation.
- Erfordert eine standardisierte Vorgehensweise im chirurgischen Eingriff und in der postoperativen Überwachung über mehrere Arbeitsgruppen hinweg.
- Kann an verschiedene Mausstämme angepasst werden, erfordert jedoch möglicherweise eine Optimierung für spezifische genetische Hintergründe.
- Mögliche Einschränkungen umfassen technische Variabilität bei der Gefäßverengung und bei der Messung der Endpunkte.
