15 juin 2020
Nous présentons ici un protocole permettant d’évaluer la fonction cardiaque biventriculaire chez la souris en générant des boucles pression-volume (PV) à partir du ventricule droit et du ventricule gauche chez le même animal à l’aide d’un cathétérisme thoracique fermé. L’accent est mis sur l’aspect technique de la chirurgie et l’acquisition de données.
Ce protocole permet une caractérisation complète et robuste de la fonction cardiaque, ainsi que la quantification de la fonction systolique et diastolique dans les ventricules gauche et droit de la souris. Cette technique propose une caractérisation globale de la fonction cardiaque chez la souris comme elle propose une catégorisation gauche et droite chez le même animal. Pour commencer, isolez l’artère carotide droite par dissection émoussée pour déplacer le muscle hyoïde sternal latéralement afin d’exposer et d’isoler l’artère carotide droite.
Ensuite, utilisez une dissection contondante à l’aide d’une pince pour isoler l’artère carotide du nerf vague et passez trois sutures chirurgicales 4-0 sous l’artère, mais pas le nerf. Pour isoler la veine jugulaire droite, déplacez les glandes sous-mandibulaires et parotides latéralement. Pour visualiser la veine jugulaire droite et utiliser la pince pour disséquer et exposer brutalement la veine jugulaire droite.
Disséquez soigneusement la veine pour enlever le fascia environnant et passez la pince sous la veine jugulaire. Passez une suture chirurgicale sous la veine et attachez la suture au côté crânien de la veine. À l’aide d’une pince hémostatique, appliquez une légère traction sur la suture dans le sens de la tête et passez deux sutures supplémentaires sous la veine jugulaire.
À l’aide d’une deuxième pince, tirez doucement la suture la plus distale dans le sens caudal et faites un nœud lâche dans la suture centrale. Placez ensuite plusieurs gouttes de solution saline physiologique réchauffée sur le vaisseau à l’endroit de la veinotomie prévue. Pour le cathétérisme du ventricule droit, placez la souris sous un stéréomicroscope et identifiez la veine jugulaire.
Appliquez doucement une traction supérieure à la veine et insérez une aiguille incurvée de calibre 30 entre le crâne et les sutures à un angle de 140 degrés. Pour s’assurer que l’aiguille entre de manière coaxiale. Lors de l’insertion, déplacez l’aiguille pour dilater la veinotomie et insérez une pointe de cathéter de six millimètres sous l’aiguille dans la veinotomie.
Après avoir avancé le cathéter dans le ventricule droit, surveillez la forme d’onde classique de la pression ventriculaire droite sur un moniteur continu pour confirmer le bon positionnement du cathéter. Si nécessaire, tournez doucement la tige du cathéter jusqu’à ce qu’un placement optimal du cathéter le long de l’axe du ventricule droit soit atteint. Pour assurer la position correcte du cathéter dans les ventricules droit et gauche, vous devez lire et interpréter attentivement la pression, le volume, l’amplitude, les phases, les traces, en même temps que vous déplacez le cathéter.
Lorsqu’un signal de boucle d’amplitude de pression optimal a été obtenu, appuyez sur Entrée de la console pour effectuer un balayage de base et surveiller la fréquence cardiaque. Pour générer les boucles de volume de pression, modifiez le paramètre de l’axe X de l’amplitude au volume, en laissant la pression comme axe Y. Lorsque le signal de boucle de volume de pression est optimal.
Enregistrez pendant 30 secondes. A la fin de l’analyse, arrêtez l’enregistrement. Placez ensuite le cathéter retiré dans une solution d’héparine et de chlorure de sodium.
Pour le cathétérisme du ventricule gauche, élevez doucement l’artère carotide droite à l’aide d’une pince et attachez la suture crânienne, obstruant ainsi l’artère. Utilisez une pince hémostatique pour appliquer doucement une traction dirigée vers le crâne sur le vaisseau et utilisez une pince pour tirer la suture la plus distale dans une direction caudale. Faites un nœud lâche sur la suture moyenne et ajoutez plusieurs gouttes de solution saline physiologique réchauffée sur le vaisseau à l’endroit de l’artériotomie prévue.
Utilisez le microscope pour vous concentrer sur la section crânienne entre la suture caudale et la suture moyenne et appliquez doucement une traction supérieure à l’artère. Après l’insertion du cathéter comme démontré pour le ventricule droit, confirmé que l’enregistrement du canal de pression montre une trace typique de l’aorte, l’avancement du cathéter dans le ventricule gauche sera évident à partir de la chute soudaine du marché de la pression diastolique de l’aorte. Pour stabiliser la pression ventriculaire gauche, utilisez la boucle de volume de pression pour confirmer le bon positionnement du cathéter dans le ventricule gauche.
Arrêtez l’enregistrement et retirez le cathéter. Placez le cathéter dans une solution d’héparine et de chlorure de sodium et attachez la suture caudale. Nettoyez ensuite le cathéter avec un détergent enzymatique.
Sur cette figure, on peut observer des boucles de pression optimales représentatives générées par un cathéter correctement inséré dans la veine jugulaire et avancé dans le ventricule droit. Un mauvais positionnement dans le ventricule droit est évident par l’apparition de boucles de volume de pression défectueuses. Le placement rétrograde optimal du cathéter à travers la valve aortique dans le ventricule gauche entraîne également un modèle de boucle de pression spécifique.
Cela se présente sous la forme de boucles défectueuses dans le cas d’un cathéter mal positionné. Cette technique permet l’acquisition de valeurs complètes de pression systolique ventriculaire gauche et droite. Il fournit également des paramètres diastoliques et fournit des informations sur de nombreuses mesures avancées de la contractilité et de la lusitropie.
Cette technique facilite également l’évaluation de l’efficacité des ventricules gauche et droit et de la postcharge de la phase ventricule. Cette technique pourrait être utilisée pour évaluer la fonction ventriculaire droite et gauche dans les maladies cardiovasculaires. Par exemple, il pourrait être utilisé pour évaluer la fonction ventriculaire droite en réponse à une surcharge accrue dans l’hypertension pulmonaire.
Une pratique globale, un bon champ d’élimination, un bon outil chirurgical, le maintien de l’hydratation de la veine angulaire carotidienne est la clé du succès de cette procédure.
Ce protocole décrit une méthode permettant d'évaluer la fonction cardiaque biventriculaire chez la souris par l'obtention de boucles pression-volume (PV) à l'aide d'une cathétérisation en chambre close. Il met l'accent sur les techniques chirurgicales et l'acquisition des données nécessaires à des mesures précises.
L'évaluation de la fonction cardiaque biventriculaire dans les modèles précliniques est essentielle pour réduire les risques liés aux candidats médicaments cardiovasculaires, en fournissant des informations mécanistiques sur la performance systolique et diastolique. L'acquisition de boucles pression-volume chez la souris sans ouverture thoracique permet un profilage hémodynamique physiologiquement pertinent, similaire à la cathétérisation clinique, renforçant ainsi la pertinence translationnelle dans la validation des cibles et l'optimisation des candidats. Cette approche diminue l'ambiguïté biologique en phase précoce de découverte en fournissant des données quantitatives et reproductibles sur l'interdépendance ventriculaire et la contractilité.
La méthode s'intègre dans le continuum de découverte, de la validation de la cible à l'identification de composés précurseurs et jusqu'aux tests d'efficacité préclinique, en fournissant un phénotypage cardiaque fonctionnel à chaque étape.