Enregistrements d’électrocardiogramme chez des souris anesthésiées à l’aide de plomb II
20 juin 2020
Nous présentons un protocole ECG qui est techniquement facile, peu coûteux, rapide et abordable chez les petites souris, et peut être exécuté avec une sensibilité accrue. Nous suggérons cette méthode comme approche de dépistage pour l’étude des agents pharmacologiques, des modifications génétiques, et des modèles de maladie chez les souris.
L’importance de notre protocole est que la mesure de l’électrocardiogramme peut être effectuée avec une grande sensibilité chez une petite souris qui a été manipulée génétiquement ou pharmacologiquement. Le protocole est avantageux en ce qu’il est simple, rapide, peu coûteux et sensible. En outre, il peut être effectué sur de petites souris, même des nouveau-nés.
Nous croyons que cette méthode contribuerait à la compréhension des régions inexplorées de l’arythmie dans le secteur cardio-vasculaire. La démonstration de la procédure sera Tae Woong Ha de mon laboratoire. Commencez par ouvrir le logiciel d’analyse et le mettre en place pour l’acquisition de données ECG.
Allez aux paramètres de configuration et de canal et réglez le taux d’échantillon à 2000 échantillons par seconde. Réglez la portée à 20 millivolts et l’amplificateur d’entrée à 200 Hertz de faible passe. Ensuite, passez aux paramètres ECG Analysis et ECG, puis choisissez Mouse dans le preset des paramètres de détection et d’analyse.
Dans le panneau Moyenne, choisissez de concatiser et de faire des cycles cardiaques consécutifs en un seul signal moyen ou une vue moyenne et une vue de table. Dans le panneau QTc, sélectionnez la méthode Bazett, qui est définie comme la valeur corrigée de la fréquence cardiaque de l’intervalle QT. Placez la souris sur l’échelle de précision et enregistrez son poids.
Après s’être assuré que la souris est correctement anesthésiée insérer des électrodes avec des aiguilles d’acupuncture dans les membres antérieurs droit et gauche et l’arrière gauche. Assurez-vous que la profondeur et la position des électrodes sont constantes tout au long des expériences. Connectez les autres extrémités des électrodes en les cliquant sur les trois connecteurs instantanés à l’autre extrémité des fils de plomb des trois câbles d’amplificateur bio plomb et injectez des drogues environ trois minutes après l’anesthésie.
10 minutes après l’administration d’anesthésiques, commencer à enregistrer l’ECG. Une fois l’enregistrement terminé, utilisez les données ecg de 12 à 17 minutes après l’injection d’anesthésiques pour analyse. Une fois terminé, retirer soigneusement les électrodes.
Pour déterminer si cette mesure non invasive d’ECG reflète l’influence de la modulation autonome sur le système cardiaque de conduction, les souris normales de BALB/c ont été contestées avec des agonistes et des antagonistes du système nerveux autonome. Par rapport au contrôle du véhicule, la fréquence cardiaque a augmenté de façon significative chez les souris traitées à l’atropine et à l’isoprenaline et est tombée avec du carbachol. En outre, l’intervalle QTc a augmenté chez les souris traitées à l’atropine et à l’isoprenaline et a diminué chez les souris traitées au carbachol.
Des vues représentatives de diagramme et des vues moyennes des signaux d’ECG dans l’atropine, le carbachol et les souris traitées de véhicule sont montrées ici. Lorsque vous essayez ce protocole, la chose la plus importante est de s’assurer que les électrodes ECG sont insérées en toute sécurité tout au long de l’expérience. Effectuez plusieurs expériences préliminaires jusqu’à ce que les signaux ECG soient stables et cohérents.
Nos publications précédentes avec des souris ont confirmé des variations d’ECG qui avaient été rapportées dans les études génétiques humaines, qui soutiennent l’utilité de cette méthode dans les secteurs cardio-vasculaires de recherche tels que l’arythmie.
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Aperçu
Cet article présente un protocole d'ECG simple et économique pour de petites souris, y compris les souriceaux néonatals, qui améliore la sensibilité des mesures. La méthode est proposée comme un outil de dépistage précieux pour les études pharmacologiques et les modifications génétiques.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Électrophysiologie
- Recherche cardiovasculaire
- Pharmacologie
Contexte
- Les mesures d'électrocardiogramme (ECG) sont essentielles pour comprendre la fonction cardiaque.
- Les méthodes existantes peuvent manquer de sensibilité dans les modèles animaux de petite taille.
- Des manipulations génétiques et pharmacologiques peuvent affecter la physiologie cardiaque.
- Il existe un besoin de protocoles accessibles et efficaces pour les souris de petite taille.
Objectif de l'étude
- Développer un protocole d'ECG facile à mettre en œuvre et rentable.
- Améliorer la sensibilité des mesures d'ECG chez les souris de petite taille.
- Fournir une méthode de dépistage pour diverses études pharmacologiques et génétiques.
Méthodes utilisées
- Configuration du logiciel d'analyse pour l'acquisition des données de l'ECG.
- Application du protocole sur des souris modifiées génétiquement ou pharmacologiquement.
- Mesure de l'ECG en mettant l'accent sur la sensibilité.
- Démonstration de la procédure par un membre formé du laboratoire.
Résultats principaux
- Le protocole permet des mesures sensibles de l'ECG chez des souris de petite taille.
- Il est simple, rapide et peu coûteux par rapport aux méthodes existantes.
- Permet d'explorer des domaines jusqu'ici non étudiés en matière d'arythmie.
- S'applique aussi bien aux souris adultes qu'aux souris néonatales.
Conclusions
- Ce protocole d'ECG constitue une avancée importante pour la recherche cardiovasculaire chez les modèles animaux de petite taille.
- Il facilite l'étude des agents pharmacologiques et des modifications génétiques.
- La méthode peut contribuer à une compréhension plus approfondie des arythmies cardiaques.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Ce protocole d'ECG permet une phénotypage cardiaque sensible et peu coûteux chez des souris génétiquement ou pharmacologiquement modifiées, soutenant ainsi la validation précoce de cibles dans la découverte de médicaments cardiovasculaires. En fournissant des mesures fiables de la fréquence cardiaque et de l'intervalle QTc chez des modèles anesthésiés, il améliore la fiabilité prédictive des études sur la modulation du système nerveux autonome et réduit les obstacles techniques dans le criblage préclinique de sécurité. La méthode est particulièrement utile pour minimiser les risques liés aux hypothèses mécanistiques en recherche d'arythmie et faciliter les décisions d'orientation (go/no-go) lors de l'optimisation des candidats médicaments.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet d'étudier les effets du système nerveux autonome sur la conduction cardiaque par des essais de stimulation ou d'inhibition à l'aide d'agonistes ou d'antagonistes.
- Valeur opérationnelle : Fournit des mesures reproductibles de la fréquence cardiaque et de l'intervalle QTc pour la validation fonctionnelle de cibles chez les modèles murins.
- Valeur prédictive : Facilite la détection des changements attendus sur l'ECG induits par l'atropine, la carbécholine et l'isoprénaline, conformément aux réponses pharmacologiques établies, permettant ainsi une évaluation mécanistique et une réduction des risques.
Développement de tests et criblage
- Prêt-à-l’emploi du test : Offre une acquisition standardisée de l’ECG avec une fréquence d’échantillonnage de 2 000 Hz et un QTc corrigé selon Bazett pour des résultats quantitatifs constants.
- Évolutivité : Permet un criblage à haute sensibilité chez les souris de petite taille et les souriceaux, élargissant ainsi les modèles utilisables pour l’évaluation précoce de la cardiotoxicité.
- Intégration au flux de travail : Facilite l’évaluation reproductible des composés grâce à un positionnement stable des électrodes et une fenêtre d’analyse post-anesthésique définie de 12 à 17 minutes.
Recherche translationnelle et préclinique
- Pertinence pour les maladies : Facilite l'exploration des mécanismes d'arythmie dans des modèles génétiques, en reliant les découvertes issues des études génétiques humaines aux systèmes murins.
- Continuité translationnelle : Permet une surveillance cardiaque longitudinale, de la découverte à la validation préclinique, en utilisant des paramètres ECG constants.
- Progression ajustée au risque : Renforce la confiance dans les études pharmacologiques en détectant des modifications de l'ECG médiées par le système autonome, qui corrélatent avec les effets connus des composés.
Intégration du pipeline et du flux de travail
La méthode s'inscrit dans le continuum de la découverte, allant du test d'hypothèses sur une cible à l'identification d'un composé précurseur, en fournissant des signaux électrophysiologiques qui éclairent la pharmacologie cardiovasculaire précoce et l'évaluation de la sécurité.
- Biologie de la découverte : Facilite l'élucidation des voies biologiques en mesurant les variations de la fréquence cardiaque et de la correction de l'intervalle QT en réponse à des modulateurs du système nerveux autonome.
- Criblage : Permet d'obtenir des mesures d'ECG prêtes à l'emploi et reproductibles chez des modèles murins afin d'évaluer les effets de composés.
- Analytique : Génère des données quantitatives sur la fréquence cardiaque et l'intervalle QTc à l'aide de la correction de Bazett, permettant des comparaisons entre différentes conditions.
- Recherche translationnelle : Établit un lien entre les réponses électrocardiographiques murines et la recherche sur les arythmies humaines grâce à des profils pharmacologiques validés.
- Réutilisation en entreprise : Met en place une plateforme d'ECG réutilisable et peu coûteuse, utilisable à plusieurs reprises dans des campagnes de criblage génétique et pharmacologique.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans la validation des cibles en réduisant l'ambiguïté mécanistique dans les études de conduction cardiaque.
- Valeur opérationnelle : Assure la standardisation, la reproductibilité et l'évolutivité grâce à une configuration simple des électrodes et à des paramètres d'acquisition définis.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions d'orientation (go/no-go) en permettant une détection sensible des modifications du tracé ECG induites par les composés lors des premières études.
- Impact sur le portefeuille : Favorise une priorisation ajustée au risque en identifiant les composés actifs sur le plan cardiaque par profilage des réponses autonomiques.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en anesthésie murine, en placement d'électrodes et en configuration du logiciel d'ECG.
- Dépend d'un matériel amplificateur biologique capable d'un échantillonnage à 2 000 Hz et de réglages sur une plage de 20 mV.
- Exige une standardisation entre les équipes concernant la profondeur des électrodes, le positionnement des dérivations et le moment de l'anesthésie.
- Les adaptations doivent tenir compte de la taille des électrodes spécifique au modèle et du dosage en fonction du poids, chez les souriceaux par rapport aux souris adultes.
- Les limites pratiques incluent les modifications physiologiques induites par l'anesthésie, qui peuvent affecter les paramètres de base de l'ECG.
