Évaluation hémodynamique invasive pour le système ventriculaire droit et l'hypertension artérielle pulmonaire induite par l'hypoxie chez les souris
24 octobre 2019
Ici, nous présentons un protocole pour effectuer une évaluation hémodynamique invasive du ventricule droit et de l'artère pulmonaire chez les souris utilisant une approche de chirurgie à coffre ouvert.
Ce protocole est une évaluation hémodynamique basée sur la chirurgie thoracique ouverte et il est utile pour l’évaluation ventriculaire droite et pulmonaire de pression artérielle chez les petits animaux tels que les souris. L’avantage de cette procédure est qu’elle peut générer à la fois des paramètres VP et PAP en même temps. Il est donc préférable pour les évaluations des modèles pah.
Commencez par mettre en place l’équipement pour la chirurgie. Faire tremper le cathéter transducteur sous pression dans 0,9 % salin à température ambiante pendant au moins 30 minutes avant l’expérience hémodynamique. Ensuite, connectez le cathéter à un système de volume de pression.
Calibrez le transducteur de pression en transformant le bouton d’étalonnage à zéro et 25 millimètres de mercure pour envoyer un signal de pression de vérification au logiciel d’acquisition de données, puis configurez le réglage d’étalonnage. Tournez le bouton en transducteur et ajustez la soupape d’équilibre à zéro ligne de base. Installez un microscope stéréo standard, une table chirurgicale pour petits animaux à température contrôlée et un système d’éclairage léger pour la microchirurgie.
Une fois que la souris est correctement anesthésiée, retirez la fourrure de la poitrine et du cou à l’aide d’un rasoir et d’une lotion d’épilation. Fixez la souris en position supine sur la table chirurgicale à température contrôlée. Après s’être assuré que l’anesthésie est en vigueur, faire une incision midline sur la peau du cou.
Disséquer le muscle squelettique à l’aide de forceps incurvés et exposer la trachée. Effectuez l’intubation par la bouche avec un cathéter intraveineux de gaine de calibre 22, confirmant que le tube est dans la trachée avec des forceps. Connectez le tube à un ventilateur pour petit animal et fixez-le pour la ventilation à l’aide de ruban adhésif.
Ensuite, faire une incision de midline sur la peau de la poitrine et disséquer soigneusement le muscle thoracique à l’aide d’un outil de cautérisation. Couper le sternum à l’aide de ciseaux à travers le milieu, et exposer la cavité thoracique. Assurez-vous d’éviter tout saignement à l’aide de l’outil cautérisation.
Exposez le ventricule droit avec des rétracteurs, puis insérez le cathéter transducteur de pression trempé saline à travers un petit tunnel créé avec une aiguille de calibre 25 dans le ventricule droit pour mesurer la pression ventriculaire droite, ou RVP. Tenez le câble de cathéter et traversez la valve pulmonaire d’une manière coaxiale avec l’artère pulmonaire. Observez la forme d’onde de pression et obtenez une pression artérielle pulmonaire stable ou un signal PAP.
Ensuite, enregistrez les données hémodynamiques à l’aide du logiciel d’acquisition de données. Retirez soigneusement le cathéter du bon système cardiaque et placez-le dans une seringue d’un millilitre contenant une solution enzymatique digestive de 1 %. Ce protocole a été utilisé avec succès pour obtenir des formes d’onde RVP et PAP chez la souris en insérant un cathéter transducteur de pression dans le ventricule droit et l’artère pulmonaire.
Afin d’éviter de générer des données artificielles, des segments avec du bruit ont été exclus de l’analyse des données et des corrections ont été apportées si le niveau zéro du cathéter avait dérivé. RVP et PAP ont été mesurés chez les souris avec l’hypoxie chronique induite, et les résultats ont été comparés à ceux obtenus d’un groupe témoin. Pap systolique, PAP diastolique, PAP moyen, et pression systolique ventriculaire droite ont été tous sensiblement augmentés dans le groupe chronique d’hypoxie.
La chose la plus importante à retenir est d’insérer le cathéter transducteur de pression dans le ventricule droit avec soin, en s’assurant d’éviter les dommages au cathéter et de confirmer la forme d’onde RVP lisse apparaît sur l’écran.
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Aperçu
Ce protocole décrit une évaluation hémodynamique invasive du ventricule droit et de l'artère pulmonaire chez la souris par une approche chirurgicale à thorax ouvert. Il permet d'évaluer simultanément les pressions dans le ventricule droit et l'artère pulmonaire, ce qui le rend particulièrement utile pour les modèles d'hypertension artérielle pulmonaire (PAH).
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Physiologie cardiovasculaire
- Chirurgie sur petits animaux
- Évaluation hémodynamique
Contexte
- Les évaluations hémodynamiques invasives sont essentielles pour comprendre la fonction cardiovasculaire.
- La chirurgie à thorax ouvert permet un accès direct au cœur et à l'artère pulmonaire.
- Cette méthode peut fournir des données précieuses pour la recherche sur l'hypertension artérielle pulmonaire (PAH).
- La mesure simultanée des pressions ventriculaire et artérielle améliore la précision des données.
Objectif de l'étude
- Évaluer les pressions ventriculaires droites et artérielles pulmonaires chez la souris.
- Mettre en place un protocole fiable d'évaluation hémodynamique.
- Faciliter la recherche sur les modèles d'hypertension artérielle pulmonaire.
Méthodes utilisées
- Préparation du matériel chirurgical et du cathéter du transducteur de pression.
- Technique chirurgicale à thorax ouvert pour accéder au cœur.
- Mesure simultanée des pressions dans le ventricule droit et l'artère pulmonaire.
- Utilisation d'un système pression-volume pour la collecte des données.
Résultats principaux
- Mesure simultanée réussie des pressions ventriculaires droites et artérielles pulmonaires.
- Démonstration de la fiabilité du protocole pour l'évaluation des modèles de HAP.
- Apport de connaissances sur les modifications hémodynamiques chez les petits animaux.
- Validation de l'utilisation de cette méthode pour les futures recherches cardiovasculaires.
Conclusions
- Le protocole de chirurgie à thorax ouvert est efficace pour les évaluations hémodynamiques.
- Il offre une approche complète pour l'étude de la fonction cardiovasculaire chez la souris.
- Cette méthode peut faire progresser la recherche sur l'hypertension artérielle pulmonaire.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
L'évaluation hémodynamique invasive du ventricule droit et de l'artère pulmonaire chez la souris fournit des données essentielles pour la validation des modèles d'hypertension artérielle pulmonaire (HAP). La mesure simultanée de la pression du ventricule droit (RVP) et de la pression de l'artère pulmonaire (PAP) permet d'évaluer les mécanismes en jeu et de réduire les risques associés aux hypothèses thérapeutiques en quantifiant les réponses hémodynamiques à l'HAP induite par l'hypoxie. Cette méthode soutient la validation des cibles thérapeutiques et le développement de modèles précliniques en fournissant des mesures de pression quantitatives et reproductibles, indispensables aux décisions d'orientation (go/no-go) dans les filières de découverte cardiovasculaire.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmacie
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques en mesurant les variations de la PVR et de la PAP dans des modèles d'HTAP induite par l'hypoxie.
- Valeur opérationnelle : Fournit des relevés hémodynamiques simultanés à deux paramètres, réduisant la variabilité expérimentale et améliorant la cohérence des données.
- Valeur prédictive : Soutient la détection biologique des risques associés aux cibles grâce à un phénotypage hémodynamique validé dans des systèmes pertinents pour la maladie.
Développement de criblages et de tests
- Valeur scientifique : Génère des systèmes biologiques validés avec des paramètres hémodynamiques mesurables pour le criblage de composés en aval.
- Valeur opérationnelle : Met en place des protocoles standardisés d'acquisition des formes d'onde de pression, garantissant la reproductibilité entre les séries expérimentales.
- Extensibilité : Permet la réutilisation de la plateforme pour un suivi hémodynamique longitudinal dans les études précliniques d'hypertension artérielle pulmonaire.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Fournit des métriques hémodynamiques pertinentes pour la maladie (PAP systolique/diastolique/moyenne, RVSP) qui correspondent aux biomarqueurs cliniques de l'hypertension artérielle pulmonaire.
- Valeur opérationnelle : Permet de prendre des décisions d'orientation fondées sur le risque en quantifiant la gravité hémodynamique dans les modèles d'hypoxie chronique.
- Continuité translationnelle : Établit un lien entre la validation précoce des cibles et les tests d'efficacité préclinique grâce à des critères d'évaluation objectifs basés sur la pression.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cette méthode s'intègre dans la continuité de la découverte, de la validation de la cible jusqu'à la validation préclinique, en fournissant un phénotypage hémodynamique qui éclaire les décisions d'identification des candidats prometteurs et de tri du portefeuille.
- Biologie de la découverte : Soutient la vérification d'hypothèses et la clarification des voies biologiques en quantifiant les réponses de la pression du cœur droit et de l'artère pulmonaire au défi hypoxique.
- Dépistage : Assure la préparation des tests grâce à des signaux stables et filtrés du RVP et de la PAP, adaptés à l'évaluation des effets des composés.
- Analytique : Permet la comparaison quantitative des paramètres hémodynamiques entre groupes expérimentaux à l'aide de métriques dérivées du système pression-volume.
- Recherche translationnelle : Relie les découvertes mécanistiques à la validation préclinique par le biais de critères d'évaluation hémodynamiques reflétant l'évolution clinique de l'hypertension artérielle pulmonaire (PAH).
- Réutilisation institutionnelle : Fonctionne comme une capacité d'évaluation hémodynamique réutilisable pour l'amélioration itérative des modèles et la confirmation des cibles.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Confiance prédictive dans la validation des cibles grâce à la mesure directe de l'hémodynamique du cœur droit et de l'artère pulmonaire.
- Valeur opérationnelle : Standardisation et reproductibilité par le biais de protocoles utilisant des transducteurs de pression étalonnés et une correction de la dérive du niveau zéro.
- Valeur stratégique : Amélioration des décisions « aller/ne pas aller » en réduisant l'ambiguïté mécanistique dans la caractérisation des modèles de HAP.
- Impact sur le portefeuille : Priorisation ajustée au risque fondée sur des scores quantitatifs de gravité hémodynamique dans les modèles précliniques.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en microchirurgie à thorax ouvert et en cathétérisme avec capteur de pression chez les petits animaux.
- Dépend d'un système pression-volume, de capteurs étalonnés, de tables chirurgicales à température contrôlée et de ventilateurs pour petits animaux.
- Exige une standardisation interéquipes des techniques chirurgicales, de la profondeur de l'anesthésie et des paramètres d'acquisition des données hémodynamiques.
- Les considérations d'adaptation incluent les valeurs de référence hémodynamiques spécifiques au modèle et la compatibilité de la taille des cathéters entre espèces ou souches.
- Les limites pratiques incluent l'invastivité chirurgicale, la dépendance au niveau d'expertise de l'opérateur et les contraintes liées à la récupération postopératoire, limitant l'utilisation longitudinale.
