Evaluación ecocardiográfica integral de la función del ventrículo derecho en un modelo de rata de hipertensión arterial pulmonar
20 de enero de 2023
El presente protocolo describe la caracterización ecocardiográfica de la morfología y función del ventrículo derecho en un modelo de rata de hipertensión arterial pulmonar.
La evaluación ecocardiográfica en profundidad de la estructura y función del ventrículo derecho es una herramienta valiosa para detectar la efectividad de nuevas dianas terapéuticas en modelos animales de hipertensión pulmonar. La principal ventaja de este protocolo es que proporciona una descripción detallada de todas las vistas ecocardiográficas y mediciones necesarias para evaluar las aurículas derechas y la morfología del ventrículo derecho, así como para caracterizar las funciones sistólica y diastólica del ventrículo derecho. Esta técnica describe la caracterización ecocardiográfica de un modelo de rata de hipertensión pulmonar inducida por monocrotalina.
Es importante que el ecocardiógrafo pase suficiente tiempo practicando y llegando a ser competente en las imágenes del ventrículo derecho, incluso si tenía experiencia previa con el ventrículo izquierdo. Comience retirando las ratas de la cámara de inducción después de que pierdan el conocimiento y transfiéralas a la plataforma animal de la estación de imágenes en una posición de decúbito dorsal. Administrar isoflurano usando un cono nasal conectado a un vaporizador.
Aplique gel de electrodo a cada pata y asegure las patas en las placas de plomo del electrocardiograma de la plataforma animal. Retire el pelaje afeitándose el pecho y usando un agente depilatorio. Asegure una sonda de temperatura rectal en su lugar.
Coloque rollos de algodón en el lado derecho e izquierdo del animal y asegúrelos con cinta adhesiva para mantener la posición cuando la plataforma esté inclinada. Para adquirir imágenes, incline la plataforma hacia la derecha de 10 a 15 grados y llévela caudalmente hacia abajo aproximadamente cinco grados. Mueva el transductor para que apunte a la línea paraesternal derecha de la rata y baje el transductor.
Gire el transductor en sentido contrario a las agujas del reloj para asegurarse de que la aorta y la válvula mitral estén visibles. Coloque la línea de volumen de muestra en modo M en la región donde el ventrículo derecho es más ancho y ajuste la puerta para abarcar el ventrículo derecho e izquierdo. Levante el transductor y vuelva a colocarlo de tal manera que esté ligeramente inclinado hacia la línea paraesternal derecha de la rata.
Mueva la plataforma a una posición ligeramente inclinada hacia la derecha. Baje el transductor hasta que esté en contacto con el gel. Mueva la plataforma caudalmente hacia la derecha o hacia la izquierda hasta que la vía de salida del ventrículo derecho esté a la vista y la válvula pulmonar esté enfocada y sea claramente visible.
A continuación, pulse Sign Store para grabar la imagen en modo B de la válvula de la arteria pulmonar. Manteniendo la misma ubicación de imagen en modo B, presione Color para ayudar a identificar el flujo a través de la válvula pulmonar. Ajuste la velocidad para que el punto de velocidad más alto sea visible.
Presione PW u Onda Pulsada para cuantificar el espectro de flujo sanguíneo. Alinee el ángulo PW paralelo a la dirección del flujo a través de la válvula pulmonar. Pulse actualizar para ver las velocidades pulmonares.
Incline la plataforma hacia la esquina izquierda y hacia abajo cranealmente lo más lejos posible. Gire el transductor en sentido contrario a las agujas del reloj de 30 a 45 grados y mueva el transductor para apuntar hacia el hombro derecho o la oreja del animal. Baje el transductor hasta que esté en contacto con el gel.
Asegúrese de una vista típica de cuatro cámaras donde el ventrículo izquierdo y las aurículas izquierdas son visibles, pero la sombra del esternón está sobre la pared libre del ventrículo derecho. Mueva el transductor para ajustar la vista de cuatro cámaras aplicable adquiriendo una vista enfocada del ventrículo derecho. Mueva la plataforma ligeramente caudalmente si es necesario hasta obtener el plano máximo.
Asegúrese de que el ventrículo derecho no esté acortado y que el tracto de salida del ventrículo izquierdo no esté abierto. Coloque el cursor en modo M a través del anillo tricúspide en la pared libre del ventrículo derecho para visualizar TAPSE y presione Actualizar y Firmar tienda para registrar los datos de TAPSE. Presione el modo B y luego presione Color para ayudar a la identificación del flujo a través del televisor. Presione PW para cuantificar el espectro de flujo sanguíneo.
Vuelva al modo B, presione el tejido y coloque la compuerta de volumen de la muestra Doppler tisular en el anillo tricúspide en la pared libre de RV. Pulse Actualizar para ver la imagen Doppler tisular. Mediante vistas PLAX, se realizó una evaluación inicial de la posición del corazón y la morfología ventricular izquierda.
La evaluación del ventrículo derecho utilizando una vista PLAX modificada mostró que las ratas monocrotalinas o tratadas con MCT tenían un ventrículo derecho agrandado y un ventrículo izquierdo desplazado en comparación con las ratas control. Se observó un aumento significativo en RVIDd, RVID y RVFWT en las ratas tratadas con MCT, lo que indica dilatación del ventrículo derecho y engrosamiento de la pared libre del ventrículo derecho. La vista PLAX modificada también se utilizó para visualizar la arteria pulmonar y medir el diámetro de la válvula pulmonar.
La medición de las velocidades de flujo de la arteria pulmonar utilizando imágenes doppler mostró que en ratas control, el flujo pulmonar exhibió una forma de V simétrica con una velocidad máxima en sístole media. Mientras que una rata tratada con MCT, la velocidad máxima fue más lenta y ocurrió antes en la sístole y mostró una muesca en la sístole tardía. Se utilizó la vista apical de cuatro cámaras centrada en el ventrículo derecho para medir el área ventricular y sistólica derecha y el área auricular derecha.
Las ratas tratadas con MCT exhibieron dilatación auricular derecha debido al aumento de la presión arterial pulmonar. Además, la presión ventricular derecha aumentó, lo que resultó en la pérdida de la curvatura normal del ventrículo izquierdo en comparación con los controles. El tabique intraventricular también apareció aplanado.
La vista apical de cuatro cámaras centrada en el ventrículo brillante también se utilizó para medir TAPSE a partir del interrogatorio en modo M del anillo tricúspide. TAPSE se redujo significativamente en ratas tratadas con MCT, lo que sugiere una función comprometida. La parte más desafiante de este protocolo es obtener una vista óptima de cuatro cámaras apicales centrada en el ventrículo derecho.
Sugerimos que el ecocardiógrafo se asegure de que todo el ventrículo derecho esté a la vista durante la sístole y la diástole. Las imágenes se obtienen con una vista apical de cuatro cámaras centrada en el ventrículo derecho que se puede utilizar posteriormente para un análisis de tensión, una herramienta poderosa que se puede utilizar para evaluar la disfunción sistólica del ventrículo derecho en las etapas iniciales.
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Visión general
Este estudio detalla la caracterización ecocardiográfica de la morfología y función del ventrículo derecho en un modelo de rata de hipertensión arterial pulmonar inducida por Monocrotalina. El protocolo resalta la importancia de técnicas de imagen competentes para evaluar el tamaño y el rendimiento del ventrículo derecho, revelando cambios morfológicos significativos en el ventrículo derecho de las ratas tratadas.
Componentes clave del estudio
Área de investigación
- Imagen cardiovascular
- Hipertensión pulmonar
- Técnicas de ecocardiografía
Antecedentes
- La hipertensión arterial pulmonar afecta la función del ventrículo derecho.
- Las evaluaciones ecocardiográficas son críticas para comprender la estructura cardíaca.
- Estudios previos han utilizado monocrotalina para inducir hipertensión pulmonar en modelos animales.
Métodos utilizados
- Técnicas de imagen ecocardiográfica para la evaluación del ventrículo derecho
- Modelo de rata de hipertensión pulmonar
- Medición de las dimensiones de la aurícula derecha y del ventrículo derecho
Principales resultados
- Las ratas tratadas con MCT mostraron una dilatación significativa del ventrículo derecho.
- Los parámetros ecocardiográficos clave como el grosor de la pared del ventrículo derecho indicaron una función alterada.
- Los valores reducidos de TAPSE en ratas tratadas con MCT sugieren una función cardíaca comprometida.
Conclusiones
- El estudio valida la evaluación ecocardiográfica de los cambios del ventrículo derecho en la hipertensión pulmonar.
- Este enfoque mejora nuestra comprensión de las adaptaciones cardíacas en respuesta a presiones elevadas.
Preguntas frecuentes
Executive Industry Relevance
Comprehensive echocardiographic assessment of right ventricular function in rat models of pulmonary arterial hypertension (PAH) enables robust evaluation of therapeutic efficacy and mechanistic de-risking in preclinical drug discovery. Standardized, quantitative imaging of RV structure and function supports predictive confidence at the target validation and lead optimization stages. This capability is critical for portfolio triage and advancing novel PAH therapies targeting right ventricular remodeling.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative interrogation of right ventricular remodeling in response to candidate therapeutics.
- Supports mechanistic de-risking by linking molecular interventions to functional cardiac outcomes.
- Facilitates functional target validation for pathways implicated in PAH progression.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible imaging endpoints for preclinical efficacy screening.
- Delivers quantitative RV metrics (e.g., RVIDd, TAPSE) for cross-study comparability.
- Enables assay readiness for high-confidence compound evaluation in rodent models.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical cardiac imaging outputs with translational biomarker strategies in PAH.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling longitudinal assessment of RV function.
- Reduces translational risk by providing disease-relevant functional endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
This echocardiographic protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for PAH, bridging early target validation with translational efficacy assessment.
- Discovery Biology: Quantitative RV imaging supports hypothesis testing and biological de-risking of novel targets.
- Screening: Standardized echocardiographic endpoints enable reproducible, scalable compound screening.
- Analytics: Provides objective measurements (e.g., RV dilation, TAPSE) for statistical comparison of treatment groups.
- Translational Research: Facilitates alignment of preclinical imaging with clinical cardiac biomarkers.
- Enterprise Reuse: Protocol can be adapted across PAH models and therapeutic modalities for consistent portfolio evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in PAH drug discovery.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of preclinical cardiac assessments.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and improves capital efficiency by enabling early functional readouts.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of PAH candidates targeting RV remodeling.
Implementation Considerations
- Requires specialized echocardiographic expertise for optimal RV imaging in rodents.
- Demands access to high-resolution ultrasound instrumentation and analytical software.
- Necessitates cross-team standardization of imaging protocols and data interpretation.
- Adaptation may be needed for different rodent models or disease severities.
- Technical challenges include achieving consistent RV-focused apical four chamber views.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:08
Echocardiography
1:51
Modified PLAX View of Right Ventricular Outflow Tract
3:27
Right Ventricle Focused Apical Four-Chamber View
4:51
Results: Assessment of Right Ventricle Function in Monocrotaline (MCT) Treated Rats
6:43
Conclusion
