Ici, nous présentons un protocole de cartographie optique de l'activité électrique de l'oreillette droite de la souris et en particulier le nœud sino-auriculaire, à une résolution spatiale et temporelle.
Article de méthode
Ici, nous présentons un protocole de cartographie optique de l'activité électrique de l'oreillette droite de la souris et en particulier le nœud sino-auriculaire, à une résolution spatiale et temporelle.
Les dysfonctionnements des ganglions sino-auriculaires (SAN) et les complications associées constituent des causes importantes de morbidité chez les patients atteints de maladies cardiaques. Le développement de nouvelles thérapies pharmacologiques pour guérir ces patients repose sur une compréhension approfondie de la physiologie normale et de la physiopathologie du SAN. Parmi les études de stimulation cardiaque, le SAN de souris est largement utilisé en raison de sa faisabilité pour des modifications de l’expression de différents gènes codant pour les canaux ioniques SAN ou les protéines de manipulation du calcium. De nouvelles preuves issues d’études électrophysiologiques et histologiques ont également prouvé la représentativité et la similitude de la structure et des fonctions du SAN de souris avec celles des mammifères plus grands, y compris la présence de voies de conduction spécialisées du SAN à l’oreillette et une hiérarchie complexe des stimulateurs cardiaques au sein du SAN. Récemment, la technique de cartographie optique a grandement facilité l’exploration et l’étude de l’origine de l’excitation et de la conduction à l’intérieur et à partir du SAN de souris, ce qui a permis d’élargir la compréhension du SAN et de bénéficier aux traitements cliniques des maladies associées au dysfonctionnement du SAN. Dans ce manuscrit, nous avons décrit en détail comment effectuer la cartographie optique du SAN de souris à partir du cœur intact perfusé par Langendorff et de la préparation auriculaire isolée. Ce protocole est un outil utile pour améliorer la compréhension de la physiologie et de la physiopathologie des SAN chez la souris.
Les nouvelles percées scientifiques qui conduisent à des bonds dans la compréhension de la physiologie humaine sont souvent précédées de progrès technologiques. La cartographie optique fluorescente, par exemple, permet d’étudier de multiples paramètres physiologiques dans les cellules et les tissus. 1,2 Il a considérablement amélioré notre compréhension de la façon dont la structure anatomique est associée aux fonctions et aux dysfonctionnements électrophysiologiques. Dans le cœur, le stimulateur cardiaque naturel et les systèmes de conduction tels que le nœud sino-auriculaire (SAN) et la jonction auriculo-ventriculaire sont constitués de myocytes ganglionnaires qui sont isolés par les myocytes auriculaires environnants. 3-5 Une telle organisation crée des structures tridimensionnelles complexes avec des propriétés électriques spécialisées. Il a été reconnu que le remodelage structurel et fonctionnel de ces structures de stimulateur cardiaque forme des hétérogénéités électrophysiologiques significatives. 6,7 Comprendre le mécanisme sous-jacent à la façon dont de telles hétérogénéités entraînent des dysfonctionnements du SAN et de l’arythmogenèse auriculaire bénéficiera considérablement au traitement clinique de ces maladies. Elle nécessite une technique pour visualiser la propagation des signaux électriques au niveau tissulaire, comme la cartographie optique.
Récemment, l’accumulation de preuves a prouvé l’avancement de la cartographie optique dans les études d’électrophysiologie et de pathologie auriculaires. 2 Cependant, les études nouvelles et rigoureuses dépendent de l’interprétation précise des données expérimentales, dont la validité et la stabilité dépendent de protocoles d’expérience minutieux. Les souris génétiquement modifiées sont largement utilisées pour la recherche en tant que modèles animaux de maladies humaines, notamment le syndrome des sinus malades, les anomalies des stimulateurs cardiaques et les arythmies auriculaires. 6,8-11 Ainsi, la combinaison de la cartographie optique fluorescente avec des modèles de souris transgéniques fournit un outil puissant pour étudier les anomalies électriques cardiaques associées à diverses pathologies. Dans cet article, nous présentons un protocole de cartographie optique à haute résolution du SAN et de l’oreillette de la souris. Plus précisément, nous discutons et comparons différentes approches de chargement de colorant, les effets du temps sur le blanchiment et la stabilité de la fréquence cardiaque pendant l’expérience.
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Toutes les expériences ont été menées en conformité avec les National Institutes of Health Guide pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire (NIH Pub. N ° 80-23). Toutes les méthodes et les protocoles utilisés dans ces études ont été approuvées par l'Université du Wisconsin Animal Care et utilisation Comité du Protocole suivant les directives sur les soins et l'utilisation des animaux de laboratoire publiées par le NIH (publication n ° 85-23, révisée en 1996). Tous les animaux utilisés dans cette étude ont reçu des soins humains en conformité avec le Guide pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire.
1. Heart Enlèvement et Langendorff Perfusion
2. Cartographie optique du SAN du Langendorff perfusé Coeur entier
3. cartographie optique du SAN du Atrial Préparation isolé
4. Cartographie optique Set Up
NOTE:. Une description détaillée du système de cartographie optique est prévue ailleurs 12
5. Traitement des données
REMARQUE: Les données de cartographie optique est collectée et stockée sous forme d'une série de matrices d'intensité de fluorescence à différents moments. Chaque pixel represeNTS une mesure de l'intensité de fluorescence recueillie à partir d'un emplacement spécifique sur la préparation de tissu à un point de temps spécifique. la fluorescence d'arrière-plan est automatiquement retiré par pixel afin de permettre une meilleure visualisation des changements de fluorescence produites par les variations de tension de la membrane et vers le bas pour correspondre à des potentiels d'action (PA) mesurés par les systèmes de micro-électrodes. Les détails des différentes étapes du traitement des données d'imagerie optique, y compris la segmentation d' images, filtrage spatial, filtrage temporel, et la dérive retrait de la ligne de base, sont fournis dans la revue ciblée 15.
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Cartographie optique du SAN Intact du Coeur de Langendorff perfusé
Un exemple typique d'une carte de contour d'activation de la RA reconstruit pour un rythme sinusal spontané est représenté sur la figure 3 pour un coeur de souris Langendorff perfusé. Le point d'activation précoce est situé dans la région intercaval près du SVC où le SAN est anatomiquement défini. 3,16 Deux RA cartes de contours d'activation acquis à 1,0 ...
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Ici, nous avons présenté deux types de préparations souris SAN: 1) intact SAN dans le coeur entier Langendorff perfusé, et 2) SAN dans l'isolement, ouvert préparation auriculaire. Ces deux types de préparations servent différentes fins expérimentales. Dans la préparation du cœur entier Langendorff perfusé, la structure auriculaire intacte est préservée ce qui le rend possible l'étude des troubles du rythme auriculaire complexes , telles que la fibrillation auriculaire, ainsi que les interactions entre le réseau ...
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Aucun conflit d’intérêts n’est déclaré.
Nous sommes soutenus par la start-up de l’Université du Wisconsin-Madison Medical School (A.V.G.).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| chemise d’eau | Radnoti | série 1660 Bain de tissu pour procédures d’isolement de grands organes ou de cellules uniques Bain-marie | |
| / circulateur | Fisher Scientific | 1016S | |
| Amplificateur de pression AD Instruments | MLT0670 | ||
| EMD Millipore Nylon Net Filters | Fisher Scientific | ||
| Transducteur de pression | AD Instruments | MLT0670 | |
| goupilles Minutien en acier inoxydable - 0,1 mm de diamètre | Outils de sciences fines | 26002-10 ; | |
| Pompe à perfusion | World Precision Instruments | PERIPRO-4LS | |
| Pompe à superfusion | World Precision Instruments | PERIPRO-4HS | |
| Ciseaux Vannas Tübingen. | World Precision Instruments | 503379 | |
| Pince Dumont | Precision Instruments | 501201, 500085 | |
| Ciseaux Mayo | Precision Instruments | 501750 | |
| Pince hémostatique Kelly | World Precision Instruments | 501241 | |
| Pince à iris | World Precision Instruments | 15917 | |
| Iris ciseaux | World Precision Instruments | 501263 | |
| ECG Aiguilles de 12 mm (calibre 29) électrodes (monopolaires) ; | AD Instruments | MLA1203 | |
| port d’injection Luer en ligne | Ibidi | 10820 | |
| Ultima-L Caméra CMOS ; | SciMedia | MiCAM-05 ; | |
| lampe halogène | Moritex USA Inc | MHAB-150W | |
| NaCl | Fisher Scientific | S271-1 | |
| CaCl2 (2H2O) | Fisher Scientific | C79-500 | |
| KCl | Fisher Scientific | S217-500 | |
| MgCl2 (6H2O) | Fisher Scientific | M33-500 | |
| NaH2PO4 (H2O) | Fisher Scientific | S369-500 | |
| NaHCO3 | Fisher Scientific | S233-3 | |
| D-Glucose | Fisher Scientific | D16-1 | |
| Blebbistatin | Tocris Bioscience | 1760 | |
| RH237 | ThermoFisher Scientific | S1109 | |
| Diméthylsulfoxyde (DMSO) | Sigma-Aldrich | D2650 |
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