Ambulatorio de grabación ECG en ratones
27 de mayo de 2010
ECG telemétrico se ha convertido en una herramienta esencial en la evaluación de modelos animales para las arritmias cardíacas y muerte súbita cardíaca. A continuación, presentamos una guía paso a paso para telemetría ECG para su aplicación a largo plazo de la monitorización ambulatoria de ECG en ratones.
Realice la cirugía del baliza afeitando al ratón, colocándolo bajo anestesia y esterilizando el abdomen y el tórax en el sitio operatorio planeado; haga una incisión media vertical en el abdomen con un bisturí, exponiendo el peritoneo. Realice otra incisión media vertical en el peritoneo para la inserción del telemetro. Inserte el TER en el abdomen derecho debajo del peritoneo, dejando solo los electrodos expuestos.
De modo que el peritoneo se cierra y se implanta subcutáneamente el cable TER, de forma que el cable negativo o blanco se implanta en la parte superior derecha del tórax y el cable positivo o rojo se implanta sobre el abdomen superior izquierdo. Finalmente, cierre la piel con puntos de sutura. Hola, soy Mark McCauley del laboratorio de Xandr Wearan en el Departamento de Medicina del Baylor College of Medicine.
Hoy les mostraré una técnica para implantar TERs de ECG en ratones. Utilizamos esta técnica para estudiar cambios en la frecuencia cardíaca y el ritmo cardíaco en ratones. Así que comencemos.
Antes de insertar un TER de ECG en el ratón, es importante asegurarse de que el TER esté estéril y en buen estado de funcionamiento. Este es un ejemplo de un telemetro para animales pequeños de Data Sciences International con un cable positivo rojo y un cable negativo blanco. Cada cable tiene una funda aislante, dos milímetros de alambre expuesto y una punta con capuchón de plástico, que evita la erosión del cable a través de la piel.
Los nuevos dispositivos de telemetría suelen proporcionarse en condiciones estériles por parte del fabricante, pero los TER pueden reutilizarse siempre que se limpien con aire utilizando una solución al 1 % de zyme durante más de cuatro horas. Además, utilice el desinfectante WA OFI O durante toda la noche para esterilizar el telemetrizador de ECG. Asegúrese de lavar bien el desinfectante con agua estéril antes de la implantación en ratones.
Verifique los cables del telemetro para asegurar la integridad tanto de los alambres conductores como de la funda aislante. Encienda el transmisor de telemetría utilizando un imán y pruebe la señal con una frecuencia de radio AM de cinco 30. La señal debe ser fuerte y clara, y su intensidad y tono deben variar según la manipulación de los cables.
Registre el número de modelo, el número de serie del TER y el valor de calibración del ECG. Si corresponde, los fabricantes a menudo recomiendan que el TER permanezca encendido durante 24 horas antes de la implantación. Consulte el manual de instrucciones de su TER específico.
Para preparar el electrodo de TER, corte el cable negativo o blanco a aproximadamente 3,5 centímetros y el cable positivo o rojo a 2,5 centímetros. Estas son las longitudes óptimas para la implantación del cable negativo en el tórax derecho y del cable positivo en el abdomen izquierdo. A continuación, retire la cubierta aislante para exponer siete milímetros de cable.
Pinte los extremos del conductor metálico con pegamento instantáneo y luego fije las tapas protectoras sobre las puntas metálicas. Estas tapas evitarán la erosión cutánea debida a la colocación del conductor. Aproximadamente de dos a tres milímetros del alambre metálico deben quedar expuestos para la detección eléctrica del ritmo cardíaco nativo.
El uso de técnicas estériles es fundamental en la cirugía. Para la implantación del telemetro, necesitará guantes estériles, un campo estéril y seis suturas de prolina O. Todos los instrumentos quirúrgicos deben esterilizarse en un esterilizador de perlas de vidrio calentado a 250 grados Celsius.
Estos incluyen dos pares de fórceps, un par de tijeras de punta roma, un escalpelo y un portaagujas. Asegúrese de esterilizar y lavar el TER como se describió anteriormente antes de usarlo. Úselo para preparar al ratón para la cirugía.
Primero anestesie al animal en una caja de inducción. Después de confirmar mediante un pellizco en el dedo del pie que el ratón está adecuadamente sedado, afeite completamente el abdomen y el tórax del ratón con una maquinilla eléctrica. Vuelva a anestesiar al ratón con isoflurano y luego transfiera al ratón a un tubo de anestesia de flujo constante.
Colóquelo en posición supina con la cabeza orientada en sentido opuesto y la cola hacia usted. Sujete las patas del ratón a la mesa quirúrgica calentada con cinta adhesiva. Utilice una almohadilla calefactora para mantener la temperatura del animal anestesiado dentro de un rango estrecho de 37 más o menos un grado Celsius.
Puede utilizarse una sonda rectal para monitorear la temperatura, limpie el abdomen con un hisopo de alcohol para eliminar el vello afeitado y limpiar el campo operatorio. Aplique Betadine con hisopos tres veces para desinfectar el abdomen y el tórax. Coloque el campo estéril sobre el abdomen del ratón para la implantación intraperitoneal del toter.
Comience utilizando un escalpelo para realizar una incisión media vertical de aproximadamente 2,5 centímetros de longitud en la piel, sobrepuesta al abdomen, usando tijeras romas. Separe cuidadosamente la piel de los tejidos conectivos subyacentes. Luego, realice una incisión media vertical en el abdomen, sobrepuesta al peritoneo, de aproximadamente 1,5 centímetros de longitud.
Además, cree un pequeño orificio en el peritoneo, justo craneal a la incisión peritoneal, que servirá como salida para los electrodos subcutáneos. Durante la cirugía, mantenga el sitio quirúrgico húmedo, aplicando ocasionalmente solución salina estéril sobre el área operatoria. Introduzca el TER en la cavidad peritoneal derecha.
Introduzca la pinza en el orificio, por encima del TER, y tire de ambos hilos hacia arriba a través del orificio para que sobresalgan del peritoneo. Utilice suturas continuas de prolina 6-0 para cerrar la incisión vertical media peritoneal de 1,5 centímetros. Para colocar las derivaciones de ECG en la configuración derivación dos.
El electrodo negativo con la funda blanca transparente se colocará en la zona torácica derecha. Primero, realice una incisión de 0,5 centímetros en el pecho superior derecho del ratón. A continuación, utilice las tijeras romas para crear un túnel que regrese hasta la incisión abdominal.
Extraiga el electrodo negativo a través del túnel y utilice una sutura de prolene de seis oh para anclar el electrodo al músculo pectoral. Asegúrese de que la sutura esté encima de la parte expuesta del electrodo y cree un buen contacto entre el alambre metálico expuesto y el músculo subyacente. Utilice una segunda sutura proximal a la anterior para inmovilizar el electrodo al músculo.
Cierre la incisión cutánea utilizando dos o tres suturas de prolina. El electrodo positivo se coloca en el abdomen izquierdo, por debajo del diafragma izquierdo y por debajo del corazón. No es necesaria una incisión adicional aquí porque el sitio de implantación del electrodo está cerca de la incisión media vertical.
Utilice una sutura de prolina 6-0 para anclar el electrodo al músculo abdominal subyacente, asegurándose de que tenga buen contacto con el tejido. Finalmente, cierre el músculo abdominal y la piel secuencialmente con suturas de prolina 6-0 en capas. Proporcione al ratón los cuidados postoperatorios adecuados según se describe en el texto de nuestro protocolo.
Ahora mostraremos algunos resultados representativos de una onda ECG normal. El ECG normal de un ratón de tipo salvaje muestra claramente una onda P, que representa la despolarización auricular, seguida de una onda QRS, que representa la despolarización ventricular. Obsérvese que las ondas P y QRS se distinguen claramente del pequeño ruido de fondo y que cada onda P precede a cada onda QRS en una proporción uno a uno.
Téngase en cuenta también que la distancia entre cada onda R, denominada intervalo R a R, y entre cada onda P, denominada duración del ciclo sinusal, es regular, lo que indica que el ratón presenta un ritmo sinusal normal. Así, acabamos de mostrarle cómo implantar un TER de ECG en un ratón para la grabación ambulatoria de ECG. Al realizar este procedimiento, es importante limpiar adecuadamente el TER antes de la inserción, colocar las láminas en las posiciones adecuadas, cerrar completamente el abdomen y, finalmente, administrar analgesia adecuada al ratón tras el procedimiento.
Así que eso es todo. Gracias por ver este video y buena suerte con sus experimentos.
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Descripción general
Este artículo presenta una guía paso a paso para la grabación telemétrica del ECG en monitoreo ambulatorio a largo plazo en ratones. El ECG telemétrico es fundamental para evaluar modelos animales de arritmias cardíacas y muerte cardíaca súbita.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Electrofisiología cardíaca
- Modelos animales
- Monitoreo telemétrico
Antecedentes
- Las arritmias cardíacas representan riesgos significativos en modelos animales.
- La muerte cardíaca súbita es un área crítica de investigación.
- El ECG telemétrico proporciona capacidades de monitoreo continuo.
- Comprender la función cardíaca en ratones es esencial para la investigación traslacional.
Objetivo del estudio
- Proporcionar una metodología detallada para el electrocardiograma telemétrico en ratones.
- Mejorar la comprensión de los eventos cardíacos en modelos animales.
- Facilitar la investigación sobre arritmias cardíacas y muerte cardíaca súbita.
Métodos Utilizados
- Afeitado y anestesia del ratón.
- Implantación quirúrgica de un telemetro en el abdomen.
- Colocación de electrodos de ECG en ubicaciones anatómicas específicas.
- Cierre del sitio quirúrgico con suturas.
Resultados principales
- Implantación exitosa de dispositivos telemétricos de ECG.
- Monitoreo efectivo a largo plazo de la actividad cardíaca.
- Demuestra la viabilidad del procedimiento en ratones.
- Aplicaciones potenciales en el estudio de la salud y las enfermedades cardíacas.
Conclusiones
- El ECG telemétrico es una herramienta valiosa para la investigación cardíaca.
- La metodología puede aplicarse a diversos estudios en ratones.
- Investigaciones futuras pueden mejorar el entendimiento de las arritmias cardíacas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La telemetría ambulatoria de ECG en ratones permite un monitoreo continuo y a largo plazo de la electrofisiología cardíaca, lo cual es esencial para reducir los riesgos asociados a los mecanismos de arritmia y a los fenotipos de muerte cardíaca súbita en modelos preclínicos. Este enfoque apoya la validación de objetivos al proporcionar datos cuantitativos y reproducibles sobre la frecuencia cardíaca y el ritmo que conectan el descubrimiento con programas cardiológicos traslacionales. La grabación escalable en múltiples animales mejora el rendimiento para la identificación de compuestos activos y el cribado predictivo de seguridad en las líneas de descubrimiento de fármacos cardiovasculares.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas mediante la captura de arritmias espontáneas y anomalías de conducción en ratones libres de movimiento durante semanas o meses.
- Valor operativo: Proporciona datos longitudinales sobre la variabilidad de la frecuencia cardíaca y el intervalo QT para validar funcionalmente dianas de canales iónicos o estructurales implicadas en la seguridad cardíaca.
Desarrollo de Pruebas y Cribado
- Valor científico: Genera formas de onda ECG estandarizadas y resistentes al ruido (onda P, complejo QRS) para la medición automatizada de intervalos y ensayos de detección de arritmias.
- Valor operativo: Facilita la reproducibilidad del ensayo mediante la preparación estéril de la telemetría, protocolos de fijación de electrodos y la validación preoperatoria de la integridad de la señal utilizando pruebas de frecuencia de radio AM.
Investigación Translacional y Preclínica
- Valor científico: Facilita la modelización de sistemas relevantes para enfermedades al permitir la detección de episodios arrítmicos raros y variaciones en la longitud del ciclo sinusal que reflejan la electrofisiología cardíaca humana.
- Valor operativo: Garantiza la continuidad traslacional desde el descubrimiento hasta la validación preclínica mediante la colocación consistente de derivaciones (configuración de Einthoven II) y protocolos de monitorización posoperatoria.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
Este método se integra en el continuo del descubrimiento cardiovascular, desde la verificación de hipótesis sobre dianas hasta la optimización de compuestos líderes y la evaluación preclínica de seguridad, proporcionando un fenotipado ambulatorio que orienta las decisiones de avance o interrupción del desarrollo.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la reducción de riesgos mecanicistas mediante el aislamiento de variables de la electrofisiología cardíaca en ratones conscientes y ambulatorios, reduciendo factores de confusión derivados de la anestesia o la inmovilización.
- Selección: Permite la grabación simultánea y escalable de múltiples animales para ensayos de alto contenido sobre los efectos de compuestos en la variabilidad de la frecuencia cardíaca y la carga de arritmias.
- Analítica: Proporciona variables dependientes cuantitativas, incluyendo el intervalo R-a-R, la duración del ciclo sinusal, la morfología de la onda P y la duración del complejo QRS, para comparaciones estadísticas entre genotipos o grupos de tratamiento.
- Investigación Translacional: Se alinea con la continuidad preclínica al modelar parámetros de conducción cardíaca relevantes para humanos y permitir estudios longitudinales de farmacología de seguridad.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma de telemetría reutilizable para el monitoreo crónico del corazón en múltiples áreas de indicación (por ejemplo, insuficiencia cardíaca, canalopatías) dentro de instalaciones centrales compartidas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva en la validación del objetivo al reducir la ambigüedad mecanicista mediante la detección directa y prolongada de electrogramas en estados fisiológicamente relevantes.
- Valor operativo: Mejora la estandarización y la reproducibilidad mediante requisitos de técnica aséptica, especificaciones de longitud de los electrodos (3,5 cm negativo, 2,5 cm positivo) y protocolos de fijación con sutura.
- Valor estratégico: Mejora la eficiencia del capital al permitir la captura de eventos raros (por ejemplo, taquicardia ventricular) que de otro modo requerirían frecuencias de muestreo impracticables mediante ECG de superficie.
- Impacto en la cartera: Apoya decisiones de avance ajustadas al riesgo al proporcionar métricas objetivas de incidencia de arritmias y variabilidad de la frecuencia cardíaca para la evaluación de riesgos cardiovasculares.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en cirugía estéril en roedores, incluyendo incisión peritoneal, tunelización subcutánea de electrodos y técnicas de sutura anclada al músculo.
- Depende de la infraestructura de hardware de telemetría (transmisores, receptores, herramientas de validación de frecuencia de radio AM) y de capacidades de procesamiento estéril (esterilizador de perlas de vidrio, limpieza enzimática, protocolos de desinfección).
- Necesita estandarización entre equipos quirúrgico, de cuidado animal y de análisis de datos para garantizar una colocación consistente de los electrodos (electrodo blanco en la parte superior derecha del tórax, electrodo rojo en el abdomen superior izquierdo) y umbrales de calidad de señal.
- Implica consideraciones de adaptación para diferentes cepas de ratones o modelos de enfermedad en los que la colocación de los electrodos pueda requerir ajustes según la anatomía torácica o el índice de masa corporal.
- Incluye limitaciones prácticas, como el riesgo de erosión del electrodo, mitigado mediante puntas con cubierta plástica, y los requisitos de analgesia posoperatoria para cumplir con las normas de bienestar animal.
