Electrocardiografía no invasiva en el ratón perinatal
12 de junio de 2020
Aquí, presentamos un protocolo de electrocardiografía no invasiva (ECG), optimizado para ratones postnatales tempranos, que no requiere el uso de anestésicos.
Este protocolo único permite la evaluación de la función cardiovascular neonatal del ratón utilizando la tecnología de electrocardiografía inmediatamente después del nacimiento de una manera no invasiva sin el uso de anestésicos. La evaluación de la función cardiovascular murina en el período postnatal temprano ampliará nuestra comprensión del corazón neonatal de una manera que podría correlacionarse directamente con los datos clínicos humanos. Para preparar el dispositivo de medición para el análisis, conecte el dispositivo al puerto USB de un ordenador.
El dispositivo de medición comenzará automáticamente a calentarse hasta 37 grados centígrados. Después de unos 15 minutos, retire un cachorro de ratón de su jaula de inicio y limpie el tórax con 70% de etanol. Coloque el cachorro en la superficie calentada del plástico y deje que el animal se aclimate a la superficie durante aproximadamente dos a cinco minutos en la oscuridad.
Mientras el ratón se aclimata, recoja una pequeña gota de gel conductor eléctrico adhesivo y presione suavemente la gota hacia abajo en la parte superior de cada una de las cuatro superficies de electrodos aplanados, tirando cuidadosamente del gel conductor hacia fuera en un ángulo oblicuo desde el centro de la construcción del electrodo después del contacto. Cuando cada electrodo esté completamente cubierto de gel, coloque el cachorro de ratón neonatal en la plataforma en la posición propensa con la cabeza del cachorro mirando el borde USB saliente de la plataforma con cada electrodo cubriendo una porción del tórax superior del cachorro. Sujete suavemente los antebrazos mientras aplica simultáneamente una presión suave a los electrodos durante aproximadamente un minuto.
Cuando se ajuste el gel conductor, fije el cachorro en los lados derecho e izquierdo con parachoques de silicona de goma. Supervise el ratón durante un momento ajustando la colocación del parachoques según sea necesario. Cuando el cachorro esté seguro, aplique cualquier gel conductor restante en el electrodo de cola de puesta a tierra y utilice una presión suave para colocar el electrodo en la grupa del cachorro para permitir que el gel se ajuste antes de liberar al cachorro.
Coloque cuidadosamente el parachoques de silicona final en la parte superior de la grupa para mantener el electrodo de puesta a tierra en su lugar y coloque suavemente toda la plataforma en la jaula de Faraday, luego compruebe que el cachorro no se está moviendo excesivamente y que el cuerpo y la cabeza del ratón parecen seguros. Un ECG ideal tendrá una señal prominente clara que permite analizar todas las ondas en varios marcos de tiempo diferentes. Una lectura de mala calidad no tiene latidos discernibles, muestra interferencia clara y exhibe ondas o incoherencias en toda la lectura.
El programa proporciona análisis de los aspectos clave de la lectura del ECG, incluyendo la frecuencia cardíaca, los intervalos RR, el intervalo complejo QRS, el intervalo QT y el intervalo PR. Utilizando estos datos para establecer un conjunto de valores normativos, en este análisis representativo, se determinó que los cachorros analizados en el primer día postnatal tenían una frecuencia cardíaca promedio de 357,2 latidos por minuto. Para un cachorro en el primer día postnatal, los intervalos promedio RR, PR, QRS y QT fueron 169.1, 36.3, 16.9 y 45.4 milisegundos respectivamente.
Es importante destacar que la configuración se puede utilizar para analizar patrones de ECG de ratones neonatales que sufren de defectos cardíacos congénitos. El dispositivo es eficaz y fiable, pero también muy sensible a las interferencias eléctricas circundantes. Asegúrese de retirar siempre cualquier equipo innecesario, incluidos los cargadores de computadoras portátiles y los dispositivos inteligentes, antes de la grabación.
Otras mediciones posibles incluyen respiración y plomo III, que se calcula a partir de los cables I a II.Variables adicionales podrían permitir una mayor superposición con otros síntomas fisiológicos y / o arritmias cardíacas específicas.
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Descripción general
Este estudio presenta un protocolo de electrocardiografía (ECG) no invasivo optimizado para ratones posnatales tempranos, que permite la evaluación de la función cardiovascular neonatal sin el uso de anestésicos. Este método podría mejorar nuestra comprensión del corazón neonatal y su correlación con datos clínicos humanos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Fisiología cardiovascular
- Biología del desarrollo
Antecedentes
- Comprender la función cardiovascular neonatal es fundamental para correlacionar modelos animales con la salud humana.
- Los métodos tradicionales a menudo requieren anestésicos, que pueden afectar la función cardíaca.
- Las técnicas no invasivas son esenciales para evaluaciones precisas en estudios neonatales.
- Este protocolo tiene como objetivo proporcionar un método confiable para evaluar la función cardíaca inmediatamente después del nacimiento.
Objetivo del estudio
- Desarrollar un protocolo de ECG no invasivo para ratones neonatos.
- Evaluar la función cardiovascular sin el uso de anestésicos.
- Facilitar la investigación que correlaciona la función cardíaca neonatal con datos clínicos humanos.
Métodos Utilizados
- Utilización de la tecnología de electrocardiografía.
- Preparación del dispositivo de medición conectándolo a una computadora.
- Calentamiento del dispositivo de medición a 37 grados Celsius.
- Aclimatación de la cría de ratón sobre una superficie calentada para obtener mediciones precisas.
Resultados principales
- El protocolo permite la evaluación inmediata de la función cardiovascular neonatal.
- El enfoque no invasivo elimina la necesidad de anestésicos.
- Mejora la comprensión de la fisiología cardíaca neonatal.
- Potencial para una correlación directa con datos clínicos humanos.
Conclusiones
- Este protocolo de ECG no invasivo es una herramienta valiosa para estudiar la función cardiovascular neonatal.
- Abre nuevas vías de investigación en biología del desarrollo y correlaciones clínicas.
- Estudios futuros pueden basarse en este método para explorar más a fondo la salud cardíaca neonatal.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La electrocardiografía no invasiva en ratones perinatales permite la fenotipificación cardiovascular temprana postnatal sin interferencias anestésicas, apoyando la reducción de riesgos mecanicistas en modelos de enfermedad cardíaca congénita. Este enfoque proporciona lecturas electrofisiológicas cuantitativas que mejoran la validación de objetivos y la confianza predictiva en las etapas preclínicas del descubrimiento. El método aborda una brecha crítica en la evaluación cardíaca neonatal, facilitando la continuidad traslacional desde modelos genéticos hasta la patología cardiopulmonar congénita humana.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas en modelos de enfermedad cardíaca congénita mediante la valoración de la integridad del sistema de conducción cardíaca desde el día postnatal 1.
- Valor operativo: Proporciona una adquisición estandarizada y repetible del ECG sin anestésicos, reduciendo la variabilidad en la fenotipificación cardiovascular neonatal.
- Valor predictivo: Brinda confianza predictiva mediante la recopilación de datos normativos entre los días postnatales 1 y 10, lo que ayuda en la estratificación de la gravedad del fenotipo.
Desarrollo de Pruebas y Selección
- Listo para ensayo: Genera variables dependientes cuantitativas, incluyendo frecuencia cardíaca, intervalos RR, PR, QRS y QT, para cribado de compuestos o genotipos.
- Reproducibilidad: Utiliza una plataforma calefaccionada y una jaula de Faraday para minimizar las interferencias eléctricas, asegurando la consistencia de la señal entre réplicas.
- Escalabilidad: Compatible con el manejo de alto rendimiento de crías neonatas debido al montaje rápido y al contención no invasiva.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Relevancia para la enfermedad: Modela directamente las ventanas de letalidad de las cardiopatías congénitas humanas, lo que permite analizar los defectos que causan mortalidad perinatal.
- Alineación de biomarcadores traslacionales: Los intervalos del ECG sirven como lecturas funcionales que se correlacionan con parámetros cardiorrespiratorios clínicos en pacientes neonatos.
- Avance ajustado al riesgo: Facilita las decisiones de avance o interrupción basadas en la gravedad electrofisiológica en modelos genéticos letales.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
El método se integra en los flujos de trabajo de descubrimiento temprano al proporcionar validación funcional de los blancos genéticos antes del cribado de compuestos, con resultados que informan las decisiones de identificación de fármacos líderes y avance preclínico.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la aclaración de vías y la reducción del riesgo biológico mediante la cuantificación de la maduración del sistema de conducción en modelos de enfermedad.
- Tamizaje: Proporciona métricas cuantitativas de ECG listas para ensayos, que permiten la comparación confiable de las respuestas neonatales de tipo silvestre y mutantes.
- Análisis: Ofrece mediciones basadas en intervalos (RR, PR, QRS, QT) que permiten a los equipos evaluar el riesgo arritmogénico y los retrasos en la conducción.
- Investigación Traducional: Conecta los fenotipos de ECG en ratones neonatos con enfermedades cardíacas congénitas humanas a través de firmas electrofisiológicas compartidas.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma electrofisiológica reutilizable aplicable a múltiples modelos de enfermedades perinatales y fondos genéticos.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva al reducir la ambigüedad mecanicista en los fenotipos cardíacos neonatales.
- Valor operativo: Mejora la reproducibilidad mediante protocolos estandarizados de colocación de electrodos, control térmico y blindaje.
- Valor estratégico: Mejora la eficiencia del capital al permitir la detección temprana de fenotipos letales, reduciendo la inversión en objetivos no viables.
- Impacto en la cartera: Orienta la priorización ajustada al riesgo al identificar modelos con disfunción electrofisiológica grave que requieren estrategias alternativas.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en el manejo de ratones neonatos y en la interpretación de señales electrofisiológicas.
- Depende de instrumentación que incluye una plataforma de registro calentada, gel conductor y jaula de Faraday para la reducción del ruido.
- Necesita una estandarización entre los equipos en la aplicación del gel de los electrodos y en la posición del animal para garantizar la calidad de la señal.
- Implica consideraciones de adaptación para tamaños y cepas de crías variables, especialmente en modelos con retardo del crecimiento.
- Está limitado por la susceptibilidad de la señal a interferencias eléctricas ambientales, lo que requiere controles ambientales durante la adquisición.
