Name: Échocardiographie 2D et 3D chez l’Axolotl (Ambystoma Mexicanum) (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-29T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 53 s
Description: Apprenez l'échocardiographie 2D et 3D chez l'axolotl Ambystoma mexicanum pour évaluer la fonction cardiaque de manière non invasive. Cette méthode permet des études longitudinales sur la régénération cardiaque.

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Nous tenons à remercier Kasper Hansen, Institut des sciences biologiques, Université d’Aarhus pour fournir l’accès à et assistance avec le micromanipulateur électronique acquisition échocardiographique 3D.

<ol><li>Forouzanfar, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+the+Global+Burden+of+Ischemic+Heart+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Glob.+Heart%22%5BJournal%5D)">Assessing the Global Burden of Ischemic Heart Disease.</a> Glob. Heart. 7, 331-342 (2012).</li>
<li>Go, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+Disease+and+Stroke+Statistics--2014+Update%3A+A+Report+From+the+American+Heart+Association%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Heart Disease and Stroke Statistics--2014 Update: A Report From the American Heart Association.</a> Circulation. 129, e28-e292 (2014).</li>
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<li>Gonzalez-Rosa, J. M., Martin, V., Peralta, M., Torres, M., Mercader, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extensive+scar+formation+and+regression+during+heart+regeneration+after+cryoinjury+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Extensive scar formation and regression during heart regeneration after cryoinjury in zebrafish.</a> Development. 138, 1663-1674 (2011).</li>
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<li>Oberpriller, J. O., Oberpriller, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+of+the+adult+newt+ventricle+to+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Zool%22%5BJournal%5D)">Response of the adult newt ventricle to injury.</a> J. Exp. Zool. 187, 249-260 (1974).</li>
<li>Witman, N., Murtuza, B., Davis, B., Arner, A., Morrison, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recapitulation+of+developmental+cardiogenesis+governs+the+morphological+and+functional+regeneration+of+adult+newt+hearts+following+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">Recapitulation of developmental cardiogenesis governs the morphological and functional regeneration of adult newt hearts following injury.</a> Dev. Biol. 354, 67-76 (2011).</li>
<li>Gressens, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+introduction+to+the+Mexican+axolotl+%28Ambystoma+mexicanum%29%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Animal%22%5BJournal%5D)">An introduction to the Mexican axolotl (Ambystoma mexicanum).</a> Lab Animal. 33, 41-47 (2004).</li>
<li>Cano-Martínez, A., Vargas-González, A., Guarner-Lans, V., Prado-Zayago, E., León-Oleda, M., Nieto-Lima, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+structural+regeneration+in+the+axolotl+heart+%28Ambystoma+mexicanum%29+after+partial+ventricular+amputation%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Cardiol.+Mex%22%5BJournal%5D)">Functional and structural regeneration in the axolotl heart (Ambystoma mexicanum) after partial ventricular amputation.</a> Arch. Cardiol. Mex. 80, 79-86 (2010).</li>
<li>McCusker, C., Gardiner, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+axolotl+model+for+regeneration+and+aging+research%3A+a+mini-review%5BTitle%5D)+AND+%22Gerontology%22%5BJournal%5D)">The axolotl model for regeneration and aging research: a mini-review.</a> Gerontology. 57, 565-571 (2011).</li>
<li>Khattak, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+axolotl+%28Ambystoma+mexicanum%29+husbandry%2C+breeding%2C+metamorphosis%2C+transgenesis+and+tamoxifen-mediated+recombination%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Optimized axolotl (Ambystoma mexicanum) husbandry, breeding, metamorphosis, transgenesis and tamoxifen-mediated recombination.</a> Nat. Protoc. 9, 529-540 (2014).</li>
<li>Nakamura, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expression+analysis+of+Baf60c+during+heart+regeneration+in+axolotls+and+neonatal+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Develop.+Growth+Differ%22%5BJournal%5D)">Expression analysis of Baf60c during heart regeneration in axolotls and neonatal mice.</a> Develop. Growth Differ. 58, 367-382 (2016).</li>
<li>Tan, G. X. Y., Jamil, M., Tee, N. G. Z., Zhong, L., Yap, C. H. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26014359">3D Reconstruction of Chick Embryo Vascular Geometry Using Non-Invasive High-Frequency Ultrasound for Computational Fluid Dynamics.</a> Ann. Biomed. Eng. 43, 2780-2793 (2015).</li>
<li>Ho, S., Tan, G. X. Y., Foo, T. J., Phan-Thien, N., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organ+Dynamics+and+Fluid+Dynamics+of+the+HH25+Chick+Embryonic+Cardiac+Ventricle+as+Revealed+by+a+Novel+4D+High-Frequency+Ultrasound+Imaging+Technique+and+Computational+Flow+Simulations%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Organ Dynamics and Fluid Dynamics of the HH25 Chick Embryonic Cardiac Ventricle as Revealed by a Novel 4D High-Frequency Ultrasound Imaging Technique and Computational Flow Simulations.</a> Ann. Biomed. Eng. , Epub ahead of print (2017).</li>
<li>Wasmeier, G. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+of+transthoracic+echocardiography+in+small+animals+using+clinical+equipment%5BTitle%5D)+AND+%22Coron.+Artery.+Dis%22%5BJournal%5D)">Reproducibility of transthoracic echocardiography in small animals using clinical equipment.</a> Coron. Artery. Dis. 18, 283-291 (2007).</li>
<li>Thygesen, M. M., Rasmussen, M. M., Madsen, J. G., Pedersen, M., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/reg2.80/abstract">Propofol (2,6-diisopropylphenol) is an applicable immersion anesthetic in the axolotl with potential uses in hemodynamic and neurophysiological experiments.</a> Regeneration. 4 (3), (2017).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Échocardiographie chez l’axolotl et autres espèces de non-mammifère donne des données fondamentalement différentes échocardiographie chez les mammifères en raison du caractère nucléé de globules rouges chez tous les vertébrés à l’exception des mammifères adultes. Il en résulte un signal sang prononcé et moins de sang-de-tissu contraste en images échocardiographiques axolotl par rapport à la souris par exemple, ou échocardiographie humaine. Cela peut rendre segmentation d’image sur les échographies non transformé...

Cardiopathie ischémique est des principales causes de décès dans le monde1,2. Bien que beaucoup survécu à un infarctus du myocarde en raison de l’intervention médicale rapide et adaptée, incident ischémique chez les humains conduire souvent à des cicatrices fibreuses associée à une hypertrophie, panne électrique et une moindre capacité fonctionnelle du coeur . Ce manque de potentiel de régénération du tissu cardiaque est partagé chez les mammifères, et même si les revendications controversées de mammifères régénération cardiaque ont été signalées, ceux-ci ont été limités à certaines souches murines3,4 et hypoxie traité souris5. Donc, le domaine de la biologie et la médecine régénérative cardiaque est généralement limité aux modèles animaux non-mammifère pour étudier les phénomènes de régénération cardiaque intrinsèque. Le poisson zèbre (Danio rerio) a été créé durant la dernière décennie que le modèle plus bien caractérisé pour coeur intrinsèque régénération6,7,8,9,10 . En raison de la maintenance de laboratoire simple, un temps de génération court et un large éventail d’outils moléculaires disponibles, le poisson-zèbre est bien adapté comme un modèle pour les mécanismes génétiques et moléculaires qui sous-tendent le développement cardiaque et la régénération. Toutefois, les dimensions infimes du poisson-zèbre-coeur rendent que moins adaptée pour évaluation fonctionnelle et des interventions chirurgicales complexes et la phylogénie de non-tétrapode du poisson-zèbre limite l’extrapolation raisonnable des résultats dans cette espèce, ainsi justifiant le recours à d’autres modèles plus grands tétrapodes. Un des premiers modèles de régénération de coeur vertébrés est un amphibien noyau caudé, le Triton (Notophthalmus viridescens)11, une espèce qui reste un modèle précieux12.
Ces dernières années un autre noyau caudé amphibiens, l’axolotl mexicain (a. mexicanum) apparaisse comme un grand (jusqu'à 100 g du corps de masse) et hautement adaptable animal modèle de laboratoire pour un large éventail de disciplines régénératrices s’étendant sur la régénération des membres, la moelle épinière et la régénération cardiaque13,14,15,16,17. L’axolotl est hautement susceptible de mesures fonctionnelles sur le cœur à l’aide d’échocardiographie de haute fréquence et de l’absence de structures calcifiées sur la face ventrale du coeur permet d’imagerie avec un niveau beaucoup plus faible d’artefacts d’image (acoustiques ultrasonore l’occultation et la réverbération en particulier) que celle observée chez d’autres animaux de modèle avec calcifiés sternum et côtes.
Le protocole suivant décrit plusieurs différentes méthodes et préparations (Figure 1, Figure 2) en vue d’acquérir des mesures échocardiographiques reproductibles sur le cœur de l’axolotl dans les deux anesthésiés (appliquer trois différents anesthésiques : benzocaïne, MS-222 et propofol) et non anesthésiés animaux en deux (Figure 3, Figure 4, Figure 5, Figure 6, Figure 7, Les fichiers supplémentaires 1-12) et trois (Figure 8, Figure 9, Fichiers supplémentaires 13-14) dimensions spatiales. Au cœur d’amphibien est trois chambres (deux oreillettes et un ventricule unique). Les oreillettes sont fournis par un grand sinus d’Arantius et le ventricule se jette dans le tube d’écoulement conus arteriosus (Figure 2). Étant donné que la plupart l’accent est traditionnellement placé sur la régénération ventriculaire et moins sur le recouvrement des oreillettes6,7,8,9,10,11 , 12 , 14 , 17, le présent Protocole se concentre principalement sur les mesures de la fonction ventriculaire.
Échocardiographie amphibien n’est pas bien décrit dans la littérature, et le développement des méthodes 2D décrites dans le présent document ont été chassés par la nécessité de mieux représenter les fonctionnalités du cœur battant axolotl à un moment donné et le paramètre expérimental. Ainsi, les méthodes décrites ici sont appliquent dans les expériences régénératrice de cœur où fonction cardiaque peut être surveillée de façon répétée au cours d’un processus de régénération. En outre, les méthodes peuvent être appliqués dans des expériences de cardiophysiological sur l’axolotl en général ou légèrement modifiées pour couvrir d’autres modèles d’amphibiens anoures ou de noyau caudés (e.g.,Xenopus). L’axolotl existe dans plusieurs différentes souches et les variations de couleur (par exemple, type sauvage, mélanoïde, blanc, albino, transgénique blanc avec l’expression de la protéine fluorescence verte), cependant, ces caractéristiques n’affectent pas la compatibilité de la axolotl avec le protocole décrit. La méthode décrite ici pour acquérir des données échocardiographiques 3D est une version modifiée de la technique de corrélation (STIC) image spatio-temporelle développée pour l’échographie clinique et la quadratique moyenne méthode décrite précédemment dans le poulet en développement à améliorer le signal de taches de sang dans les tissus mous chez les espèces contenant des hématies nucléées18,19. Cette méthode permet la modélisation avancée des contraction cardiaque et la dynamique des fluides calculée dans le coeur de l’axolotl.

<table><tbody><tr><td>Axolotl (Ambystoma mexicanum)</td><td>Exoterra GmbH</td><td>N/A</td><td>Toutes les souches (sauvage, mélanoïde, blanche, albinos, transgénique blanche avec GFP) peuvent être appliquées pour l’échocardiographie</td></tr><tr><td>Vevo 2100</td><td>Fujifilm, Visualsonics</td><td>Vevo 2100</td> Système <td>d’échographie haute fréquence</td></tr><tr><td>MS700</td><td>Fujifilm, Visualsonics</td><td>MS700</td><td>50 MHz fréquence centrale, transducteur</td></tr><tr><td>MS550s</td><td>Fujifilm, Visualsonics</td><td>MS550s</td><td>40 MHz fréquence centrale, transducteur</td></tr><tr><td>Micromanipulateur</td><td>Zeiss</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Benzocaïne</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>94-09-7</td><td>éthyle 4-aminobenzoate</td></tr><tr><td>MS-222</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>886-86-2</td><td>éthyle 3-aminobenzoate méthanesulfonique</td></tr><tr><td>acide Propofol</td><td>B. Braun Medical A/S</td><td>NA</td><td>2,6-diisopropylphénol</td></tr><tr><td>Chlorure de sodium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp ; 7647-14-5&nbsp ;</td><td>NaCl</td></tr><tr><td>Chlorure de calcium dihydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10035-04-8</td><td>CaCl2&middot ; 2H2O Sulfate de</td></tr><tr><td>magnésium heptahydraté&nbsp ;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp ; 10034-99-8&nbsp ;</td><td>MgSO4&middot ; 7H2O</td></tr><tr><td>Chlorure de potassium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp ; 7447-40-7</td><td>KCl</td></tr><tr><td>Acétone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp ; 67-64-1&nbsp ;</td><td>Propanone</td></tr><tr><td>Chiffon doux</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Tout morceau de chiffon doux mesurant environ 70 x 55 cm^2 par exemple un torchon</td></tr><tr><td>Bloc de polystyrène</td><td>N/A</td><td>N/A N/A</td><td>Tout morceau de bloc de polystyrène mesurant environ 33 x 27 x 5 cm^3 par exemple un couvercle de glacière en polystyrène de taille moyenne</td></tr><tr><td>Pellicule plastique</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Tout morceau de pellicule plastique, par exemple emballage alimentaire</td></tr><tr><td>Ruban adhésif</td><td>BSN Medical</td><td>72359-02</td><td>Leukoplast sleek</td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z188956&nbsp ;</td><td>Kimwipes, essuie-glaces jetables&nbsp ;</td></tr><tr><td>Excel 2010</td>, <td>Microsoft</td><td>N/A</td>, <td>Excel 2010 ou plus récent</td></tr><tr><td>, ImageJ</td><td>National Institutes of Health</td><td>, ImageJ 1.5e ou plus récent. Rasband, W.S., ImageJ, U.S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, États-Unis, https://imagej.nih.gov/ij/, 1997-2016.&nbsp ;</td><td></td></tr></tbody></table>

Échocardiographie 2d et 3d chez l’axolotl (ambystoma mexicanum)

2D and 3D Echocardiography in the Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

Dysfonctionnement cardiaque par suite de maladie cardiaque ischémique est un défi majeur, et thérapies régénératives de coeur sont en forte demande. Quelques espèces de modèles tels que le poisson-zèbre et les salamandres qui sont capables de la régénération cardiaque intrinsèque sont prometteurs pour futures thérapies régénératives pour des patients humains. D’évaluer les résultats des expériences de cardioregenerative qu'il est impératif que la fonction cardiaque peut être surveillée. La salamandre axolotl (a. mexicanum) représente une espèce de modèle bien établi en biologie régénérative atteindre des tailles qui permet une évaluation de la fonction cardiaque. Ce protocole vise à établir des méthodes pour mesurer la fonction cardiaque chez l’axolotl en utilisant l’échocardiographie reproductible. L’application de différents anesthésiques (benzocaïne, MS-222 et propofol) est démontrée, et l’acquisition de deux dimensions (2D) données échocardiographiques axolotl non anesthésiés et anesthésiés est décrite. Échocardiographie 2D du cœur en trois dimensions (3D) peut souffrir de l’imprécision et la subjectivité de mesures et d’atténuer ce phénomène une solide méthode, à savoir intra/inter-operator/observateur analyse, pour mesurer et réduire au minimum ce biais est démontré. Enfin, on décrit une méthode pour acquérir des données échocardiographiques 3D de cœur axolotl en très haute résolution spatio-temporelle et avec un contraste prononcé sang-de-tissu. Dans l’ensemble, ce protocole devrait fournir les méthodes nécessaires pour évaluer la fonction cardiaque et l’anatomie du modèle et flux dynamique chez l’axolotl à l’aide de l’échographie avec des applications en biologie régénératrice et expériences physiologiques générales.

Espace d’administration chez l’axolotl dépend de la taille de l’animal. Les animaux plus petits (2-20 g, 7 à 15 cm) aura un excès de liquide péricardique (qui apparaissent sombres en échocardiographie) entourant que le cardiaque chambers tandis que chez les plus grands animaux sexuellement matures (&gt; 20 g, &gt; 15 cm) les chambres occupera la plus grande partie de l’intrapericardial espace. Pour assurer la meilleure vue d’ensemble des résultats représentatifs d’échocardiographiques vue...

Nous présentons des protocoles d’échocardiographie pour l’acquisition d’images bidimensionnelles et tridimensionnelles de battre le cœur de la salamandre axolotl (Ambystoma mexicanum), une espèce de modèle dans la régénération du cœur. Ces méthodes permettent une évaluation longitudinale de la fonction cardiaque en haute résolution spatio-temporelle.

Échocardiographie 2D et 3D chez l’Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

Cardiac malfunction as a result of ischemic heart disease is a major challenge, and regenerative therapies to the heart are in high demand. A few model ...

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la régénération, comme la façon dont la régénération cardiaque progresse après une blessure myocardique. Le principal avantage de cette technique est qu’elle fournit l’évaluation à haute résolution, non invasive, et reproductible de la fonction cardiaque dans l’axolotl. En outre, cette méthode peut également être appliquée à d’autres organismes modèles d’amphibiens, tels que les newts et le xénopus.Commencez par positionner une supine axolotl anesthésiée dans un lit d’animal en forme de lèvre. Lorsque le milieu est ajouté, l’animal flotte, de sorte qu’il doit être fixé avec des bandes de caoutchouc lâches. Ensuite, remplissez le lit avec un milieu contenant des anesthésiques de sorte que le thorax est de trois à cinq millimètres de profondeur.Si seulement en utilisant le mode B, le mode couleur-Doppler et les données du mode Doppler à ondes pulsées, alors l’axolotl peut être alerte pour cette procédure. Dans ce cas, placez l’animal couché dans un hamac et laissez-le se remettre du stress pendant 30 à 60 minutes avant de procéder. Pour les animaux blancs ou albinos, avoir une source de lumière froide prête à

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Échocardiographie 2D et 3D chez l’Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

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