Grabaciones de electrocardiograma en ratones anestesiados usando plomo II
20 de junio de 2020
Presentamos un protocolo ECG que es técnicamente fácil, barato, rápido y asequible en ratones pequeños, y se puede realizar con mayor sensibilidad. Sugerimos este método como un enfoque de cribado para el estudio de agentes farmacológicos, modificaciones genéticas y modelos de enfermedades en ratones.
La importancia de nuestro protocolo es que la medición del electrocardiograma se puede realizar con gran sensibilidad en un pequeño ratón que ha sido manipulado genética o farmacológicamente. El protocolo es ventajoso en el que es simple, rápido, barato y sensible. Además, se puede realizar en ratones pequeños, incluso neonatos.
Creemos que este método contribuiría a la comprensión de las regiones inexploradas de arritmia en el área cardiovascular. Demostrar el procedimiento será Tae Woong Ha de mi laboratorio. Comience abriendo el software de análisis y desfinándolo para la adquisición de datos de ECG.
Vaya a Configuración y Configuración de canal y establezca la frecuencia de muestreo en 2.000 muestras por segundo. Ajuste el rango a 20 milivoltios y el amplificador de entrada a 200 Hertz de paso bajo. A continuación, vaya a Análisis de ECG y Configuración de ECG y, a continuación, elija Ratón en el ajuste preestablecido de configuración de detección y análisis.
En el panel Promedio, elija concatenar y ciclos cardíacos consecutivos en una sola señal media o vista de promediación y una vista de tabla. En el panel QTc, seleccione el método Bazett, que se define como el valor corregido de frecuencia cardíaca del intervalo QT. Coloque el ratón en la escala de precisión y registre su peso.
Después de asegurarse de que el ratón está correctamente anestesiado insertar electrodos con agujas de acupuntura en las extremidades delanteras derecha e izquierda y la extremidad posterior izquierda. Asegúrese de que la profundidad y la posición del electrodo sean consistentes a lo largo de los experimentos. Conecte los otros extremos de los electrodos haciendo clic en los tres conectores de presión en el otro extremo de los cables de plomo del cable bioamplificador de tres cables e inyecte medicamentos aproximadamente tres minutos después de los anestésicos.
10 minutos después de administrar los anestésicos, comience a registrar el ECG. Una vez completada la grabación, utilice los datos del ECG de 12 a 17 minutos después de la inyección de anestésicos para su análisis. Cuando haya terminado, retire cuidadosamente los electrodos.
Para determinar si esta medición de ECG no invasiva refleja la influencia de la modulación autonómica en el sistema de conducción cardíaca, los ratones BALB/c normales fueron desafiados con agonistas y antagonistas del sistema nervioso autónomo. En comparación con el control del vehículo, la frecuencia cardíaca aumentó significativamente en ratones tratados con atropina e isoprenalina y cayó con carbachol. Además, el intervalo QTc aumentó en ratones tratados con atropina e isoprenalina y disminuyó en ratones tratados con carbachol.
Aquí se muestran vistas representativas de las gráficas y vistas promediadas de las señales de ECG en atropina, carbachol y ratones tratados con vehículos. Al intentar este protocolo, lo más importante es asegurarse de que los electrodos ECG se insertan de forma segura durante todo el experimento. Realice múltiples experimentos preliminares hasta que las señales de ECG sean estables y consistentes.
Nuestras publicaciones anteriores con ratones confirmaron variaciones de ECG que se habían reportado en estudios genéticos humanos, lo que apoya la utilidad de este método en áreas de investigación cardiovascular como la arritmia.
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Descripción general
Este artículo presenta un protocolo de ECG sencillo y rentable para ratones pequeños, incluidos los recién nacidos, que mejora la sensibilidad en las mediciones. Se propone este método como una herramienta valiosa de cribado para estudios farmacológicos y modificaciones genéticas.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Electrofisiología
- Investigación cardiovascular
- Farmacología
Antecedentes
- Las mediciones del electrocardiograma (ECG) son cruciales para comprender la función cardíaca.
- Los métodos existentes pueden carecer de sensibilidad en modelos de animales pequeños.
- Las manipulaciones genéticas y farmacológicas pueden afectar la fisiología cardíaca.
- Existe la necesidad de protocolos accesibles y eficientes para ratones pequeños.
Objetivo del estudio
- Desarrollar un protocolo de ECG fácil de implementar y rentable.
- Mejorar la sensibilidad de las mediciones de ECG en ratones pequeños.
- Proporcionar un método de cribado para diversos estudios farmacológicos y genéticos.
Métodos Utilizados
- Configuración del software de análisis para la adquisición de datos de ECG.
- Aplicación del protocolo en ratones manipulados genética o farmacológicamente.
- Medición de ECG con énfasis en la sensibilidad.
- Demostración del procedimiento por un miembro capacitado del laboratorio.
Resultados principales
- El protocolo permite mediciones sensibles de ECG en ratones pequeños.
- Es sencillo, rápido y económico en comparación con los métodos existentes.
- Potencial para explorar áreas previamente no examinadas de arritmia.
- Aplicable tanto a ratones adultos como neonatos.
Conclusiones
- Este protocolo de ECG representa un avance significativo para la investigación cardiovascular en modelos de animales pequeños.
- Facilita el estudio de agentes farmacológicos y modificaciones genéticas.
- El método puede contribuir a una comprensión más profunda de las arritmias cardíacas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Este protocolo de ECG permite un fenotipado cardíaco sensible y de bajo costo en ratones manipulados genética o farmacológicamente, apoyando la validación temprana de objetivos en el descubrimiento de fármacos cardiovasculares. Al proporcionar mediciones confiables de la frecuencia cardíaca y del intervalo QTc en modelos anestesiados, aumenta la confianza predictiva en estudios de modulación autonómica y reduce las barreras técnicas en el cribado preclínico de seguridad. El método es particularmente valioso para reducir riesgos en hipótesis mecanicistas en la investigación de arritmias y facilitar decisiones de avance o interrupción en la optimización de compuestos líderes.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite investigar los efectos del sistema nervioso autónomo sobre la conducción cardíaca mediante estudios de desafío con agonistas/antagonistas.
- Valor operativo: Proporciona lecturas reproducibles de frecuencia cardíaca e intervalo QTc para la validación funcional de dianas en modelos murinos.
- Valor predictivo: Apoya la reducción de riesgos mecanicistas al detectar los cambios esperados en el ECG con atropina, carbacol e isoproterenol, acordes con las respuestas farmacológicas establecidas.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Listo para el ensayo: Proporciona la adquisición estandarizada de ECG con una frecuencia de muestreo de 2.000 Hz y QTc corregido según Bazett para obtener salidas cuantitativas consistentes.
- Escalabilidad: Permite el cribado de alta sensibilidad en ratones pequeños y recién nacidos, ampliando los modelos utilizables para la evaluación temprana de cardiotoxicidad.
- Integración del flujo de trabajo: Facilita la evaluación reproducible de compuestos mediante una colocación estable de los electrodos y una ventana de análisis post-anestésico definida de 12 a 17 minutos.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Relevancia para la enfermedad: Facilita la exploración de los mecanismos de arritmia en modelos genéticos, vinculando hallazgos de estudios genéticos humanos con sistemas murinos.
- Continuidad traslacional: Permite el seguimiento cardíaco longitudinal desde el descubrimiento hasta la validación preclínica utilizando parámetros de ECG consistentes.
- Avance ajustado al riesgo: Mejora la confianza en los estudios farmacológicos al detectar cambios en el ECG mediados por el sistema autónomo que se correlacionan con efectos conocidos de los compuestos.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
El método se integra en el continuo de descubrimiento desde la prueba de hipótesis sobre dianas hasta la identificación de compuestos prometedores, proporcionando lecturas electrofisiológicas que aportan información para la farmacología cardiovascular temprana y el perfil de seguridad.
- Biología del Descubrimiento: Facilita la aclaración de vías al medir los cambios en la frecuencia cardíaca y en la corrección del intervalo QT en respuesta a moduladores autonómicos.
- Selección: Permite mediciones electrocardiográficas reproducibles y listas para ensayos en modelos murinos para la evaluación de efectos de compuestos.
- Análisis: Genera datos cuantitativos de frecuencia cardíaca e intervalo QTc utilizando la corrección de Bazett para comparaciones entre diferentes condiciones.
- Investigación Traducional: Conecta las respuestas electrocardiográficas en modelos murinos con la investigación de arritmias humanas mediante perfiles farmacológicos validados.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma electrocardiográfica reutilizable y de bajo costo para su uso repetido en campañas de cribado genético y farmacológico.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva en la validación de objetivos al reducir la ambigüedad mecanicista en los estudios de conducción cardíaca.
- Valor operativo: Proporciona estandarización, reproducibilidad y escalabilidad mediante una configuración sencilla de electrodos y parámetros definidos de adquisición.
- Valor estratégico: Mejora las decisiones de avance o interrupción al permitir la detección sensible de cambios inducidos por compuestos en el ECG en estudios tempranos.
- Impacto en la cartera: Apoya la priorización ajustada al riesgo mediante la identificación de compuestos con actividad cardiológica a través del perfilado de la respuesta autónoma.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en anestesia murina, colocación de electrodos y configuración del software de ECG.
- Depende del hardware del bioamplificador capaz de muestrear a 2.000 Hz y con ajustes de rango de 20 mV.
- Necesita estandarización entre los equipos en cuanto a profundidad de los electrodos, colocación de derivaciones y momento de la anestesia.
- Las consideraciones para la adaptación incluyen el tamaño específico del modelo de electrodo y la dosificación según el peso para ratones neonatos frente a adultos.
- Las limitaciones prácticas incluyen cambios fisiológicos inducidos por la anestesia que pueden afectar los parámetros basales del ECG.
