In Vivo évaluation quantitative de la structure du myocarde, Fonction, perfusion et la viabilité utilisant la tomographie cardiaque Micro-calculées

L'objectif général de cette procédure est de démontrer l'utilisation de la micro-tomodensitométrie à haute vitesse pour l'imagerie avec synchronisation intrinsèque cardio-respiratoire afin d'évaluer les fonctions myocardiques globales et régionales dans un modèle murin d'ischémie cardiaque. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés en physiopathologie cardiaque, telles que les effets de la pathologie ou des traitements malfa sur la fonction myocardique globale et régionale. Le principal avantage de cette technique réside dans le fait qu'elle permet une évaluation rapide, longitudinale et non invasive des paramètres cardiaques les plus importants, facilement réalisable par des non-spécialistes.

Les implications de cette technique s'étendent à la thérapie des maladies cardiovasculaires. Elle peut être utilisée comme outil préclinique pour obtenir des connaissances approfondies sur le développement des maladies cardiaques. La démonstration de la procédure sera assurée par Nicole van Vliet, technicienne, ainsi que par Elza van Deel, post-doctorante, et Yanto Ridwan, un autre technicien de notre laboratoire.

Commencez par faire une petite incision dans la peau d'une souris âgée de 12 semaines entre la deuxième et la troisième côte. Ensuite, à l'aide de petits crochets, écartez les muscles thoraciques pour exposer les muscles intercostaux. Puis, utilisez des ciseaux courbes à lame de deux millimètres avec ressort pour couper soigneusement le troisième muscle intercostal sans endommager les poumons.

Ensuite, à l’aide de pinces, rompre le péricarde et utiliser un morceau de gaze humide pour écarter les poumons. Repositionner les crochets à l’intérieur du thorax afin qu’une grande partie de la paroi libre du ventricule gauche et une partie de l’oreillette gauche soient visibles. Puis, en utilisant l’oreillette comme repère pour localiser l’artère coronaire gauche, insérer une suture chirurgicale en soie de calibre sept zéro sous l’artère coronaire gauche et nouer la suture à deux millimètres en dessous du bord de l’oreillette gauche afin de standardiser la taille de l’infarctus.

Après avoir confirmé visuellement la réussite de l'induction de l'infarctus par la décoloration de la paroi libre du ventricule gauche, réinsufflez soigneusement le poumon et refermez hermétiquement la cage thoracique à l’aide d’un fil de suture chirurgicale en soie de calibre six zéro. Nettoyez la plaie avec du sérum physiologique et utilisez davantage de fils de suture en soie pour fermer la peau, puis appliquez un spray pour plaies afin de stimuler la cicatrisation et prévenir toute infection. Ensuite, placez la souris dans une cage sur un tapis chauffant jusqu’à ce qu’elle soit complètement réanimée.

Trois à quatre heures après la chirurgie, allumez le scanner microCT, ouvrez le logiciel de contrôle du microCT et faites chauffer le tube à rayons X. Ensuite, traitez le bouchon en caoutchouc du flacon contenant l'agent de contraste iodé avec de l'alcool à 70 % et utilisez une seringue à faible espace mort pour prélever de cinq à dix microlitres de l'agent par gramme de poids corporel de l'animal. Après avoir éliminé les bulles d'air, passez un coton imbibé d'alcool à 70 % sur la queue de la souris anesthésiée et dilatez les veines de la queue par chauffage.

Injectez l'agent de contraste dans une veine latérale de la queue. Lorsque le bouton du mode en direct apparaît dans le logiciel de contrôle, le tube à rayons X est prêt. Insérez le couvercle à petit diamètre et le plateau pour petit animal.

Cliquez sur le bouton de nouvelle base de données dans la fenêtre de la base de données et saisissez un nom pour la nouvelle base de données. Lorsque la boîte de dialogue apparaît, cliquez sur le bouton Parcourir et accédez au lecteur où la base de données sera enregistrée. Ensuite, cliquez sur OK et observez la nouvelle base de données dans la fenêtre de la base de données.

Pour définir les conditions de numérisation, sélectionnez les paramètres appropriés. Placez maintenant la souris injectée et anesthésiée sur le plateau pour animal dans le scanner et faites glisser la porte de l'appareil vers la droite pour activer la sécurité de verrouillage. Cliquez sur le bouton du mode direct pour visualiser le sujet en temps réel et observer la fenêtre de capture X et l'animal.

Appuyez sur les boutons de contrôle de l'axe Z de la platine pour déplacer le lit d'animal jusqu'à ce que la poitrine de la souris se trouve dans le champ de vision. Utilisez ensuite les flèches gauche et droite du contrôle du lit d'animal pour positionner l'animal à l'intérieur du cadre bleu. Sélectionnez 90 dans la liste déroulante du contrôle de rotation située dans la fenêtre du logiciel de commande, puis cliquez sur le bouton « définir » pour faire pivoter le bâti, en veillant à ce que l'animal reste à l'intérieur du cadre bleu de la fenêtre de capture X.

Dans la fenêtre de capture X, cliquez avec le bouton gauche de la souris pour redimensionner la région d'intérêt cardio-respiratoire. Faites glisser les bords de manière à ce que les tracés cardio-respiratoires soient clairement visibles dans la vue de synchronisation. Appuyez sur la position initiale et redimensionnez la région d'intérêt pour la fonction cardio-respiratoire.

Veillez à ce que la région d'intérêt couvre le diaphragme et la portion apicale du cœur dans toutes les positions du gantry. Ensuite, faites pivoter le gantry de 90 degrés pour vous assurer que les tracés cardiorespiratoires restent clairement visibles. Lorsque l'animal est en place, cliquez sur le bouton de scan CT pour initialiser l'acquisition.

Le message de confirmation du scanner CT s'affichera. Cliquez sur oui. L'indicateur rouge d'activation des rayons X s'allumera, mettra l'appareil sous tension et le balayage commencera.

À la fin du balayage, observer les vues transversales, coronales et sagittales des reconstructions dans un logiciel de visualisation 2D. Enfin, retirer l'animal du scanner et le surveiller jusqu'à ce qu'il soit complètement réveillé. Ci-dessous, des sections transversales courtes en fin de diastole et en fin de systole, représentatives du compartiment sanguin, d'un cœur de souris présentant un infarctus du myocarde sont montrées.

Dans ces images, des coupes transversales en fin de diastole et en fin de systole selon l'axe court d'un cœur de souris sans infarctus du myocarde présentent une excellente délimitation de la cavité du ventricule gauche avec peu de bruit de fond. Remarquez comment les zones de raréfaction du contraste, correspondant à l'infarctus du myocarde, étaient bien délimitées sur les images en axe court du cœur de souris soumis à la ligature de l'artère coronaire descendante antérieure. Mais pas dans l'animal soumis à une intervention factice.

Selon le modèle de l'American Heart Association à 17 segments, le ventricule gauche peut être subdivisé en portions basales, médianes et apicales en coupe axiale courte. Sur ces représentations polaires circonférentielles typiques, une perfusion dissemblable est clairement visible dans les segments médiano-antérieur, médino-inférolatéral, médino-antérolatéral, apico-antérieur et apico-latéral chez la souris infarctus par rapport à l'animal soumis à une intervention factice. Une fois maîtrisée, l'induction d'un infarctus du myocarde peut être réalisée en 45 minutes, tandis que l'imagerie microCT subséquente nécessite quatre heures.

Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de garder à l'esprit que la performance fonctionnelle cardiaque dépend du type et du degré d'anesthésie. Ainsi, pour des mesures précises, la fréquence cardiaque doit être maintenue aussi proche que possible de la physiologie pendant l'acquisition des images. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la pharmacologie pour explorer des stratégies d'intervention chez la souris et analyser l'impact de traitements à différents niveaux sur l'évolution de la maladie.

Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la chirurgie d'infarctus du myocarde et savoir comment utiliser le système microCT à haute vitesse en conjonction avec l'agent de contraste à base d'iode pour le pool sanguin. N'oubliez pas que le travail avec l'isoflurane peut présenter des risques et que des précautions telles qu'une bonne ventilation doivent toujours être prises lors de la réalisation de cette procédure.