Modèle animal pédiatrique de réanimation cardiorespiratoire extracorporelle après arrêt circulatoire prolongé
26 mai 2023
Ce protocole décrit un modèle porcin néonatal de pontage cardiorespiratoire (CPB), avec arrêt circulatoire et cardiaque, comme outil pour étudier les lésions cérébrales graves et d’autres complications secondaires à la CPB.
Les taux de mortalité chez les enfants atteints de malformations cardiaques congénitales se sont considérablement améliorés ces dernières années grâce aux améliorations apportées à la chirurgie cardiaque. Cependant, les comorbidités restent extrêmement courantes, et c’est l’objectif de notre laboratoire. Notre objectif est d’enquêter sur ces comorbidités, de découvrir les causes sous-jacentes et d’élaborer des mesures préventives.
À l’heure actuelle, nous étudions les anomalies neurologiques qui se développent après une chirurgie cardiaque. Ce protocole offre un modèle animal réalisable et reproductible de simulation de chirurgie cardiaque pédiatrique. Ainsi, les chercheurs peuvent l’utiliser comme base pour tester de nombreuses conditions expérimentales différentes et une grande variété d’autres hypothèses.
La technique de canulation périphérique pour le pontage cardio-pulmonaire porcin dans notre modèle est à la fois pratique et rentable. De plus, elle permet d’évaluer les résultats postopératoires de manière plus fiable que la technique traditionnelle de canulation centrale. La flexibilité de notre modèle encourage les travaux futurs dans les études sur les cardiopathies congénitales et les comorbidités.
Par exemple, notre laboratoire prévoit actuellement d’étendre ce modèle pour étudier la surveillance en temps réel de paramètres cérébraux tels que l’état d’oxygénation et le débit sanguin cérébral.
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Aperçu
Ce protocole décrit un modèle porcin néonatal de circulation extracorporelle (CEC) avec arrêt circulatoire et cardiaque, destiné à l'étude des lésions cérébrales graves et des complications liées à la CEC.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Cardiologie
- Modèles animaux
Contexte
- Les taux de mortalité chez les enfants atteints de malformations cardiaques congénitales se sont améliorés, mais les comorbidités restent fréquentes.
- Le laboratoire étudie les anomalies neurologiques après une chirurgie cardiaque.
- Ce protocole fournit un modèle reproductible pour simuler une chirurgie cardiaque pédiatrique.
- Il permet de tester diverses conditions expérimentales et hypothèses.
Objectif de l'étude
- Développer un modèle animal viable pour l'étude des effets de la chirurgie cardiaque.
- Évaluer les résultats postopératoires de manière plus fiable que les méthodes traditionnelles.
- Faciliter la recherche sur les maladies cardiaques congénitales et les comorbidités associées.
Méthodes utilisées
- Les porcelets néonatals sont anesthésiés et positionnés pour la chirurgie.
- Une canulation périphérique est réalisée pour la mise en place de la CEC.
- L'arrêt cardiaque est provoqué à l'aide de chlorure de potassium.
- La surveillance postopératoire comprend l'évaluation des paramètres cérébraux.
Résultats principaux
- La canulation du vaisseau et la CEC ont atteint un taux de réussite de 92 %.
- Les IRM ont révélé des lésions cérébrales précoces chez les animaux soumis à la CEC avec arrêt cardiaque.
- L'imagerie en tenseur de diffusion a identifié les signes d'infarctus plus efficacement que l'IRM conventionnelle.
Conclusions
- Ce modèle est efficace pour étudier les effets de la CEC sur la santé cérébrale.
- Il fournit une plateforme pour les recherches futures sur les cardiopathies congénitales.
- Les résultats pourraient contribuer à l'élaboration de mesures préventives contre les comorbidités.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Des modèles animaux pédiatriques validés sont essentiels pour réduire les risques dans la recherche translationnelle portant sur les malformations cardiaques congénitales, notamment afin de comprendre les complications neurologiques après une chirurgie cardiaque. Ce modèle de porcelet néonatal de réanimation cardiopulmonaire extracorporelle après un arrêt circulatoire prolongé permet un test rigoureux d'hypothèses et renforce la confiance prédictive dans les stratégies de neuroprotection en phase préclinique. Sa reproductibilité et son adaptabilité en font un outil fondamental pour le tri des projets et la réduction des risques mécanistiques en recherche et développement cardiaque pédiatrique.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet d'interroger des hypothèses neuroprotectrices dans un contexte pédiatrique cliniquement pertinent.
- Facilite la réduction des risques mécanistiques en modélisant les comorbidités associées à la chirurgie cardiaque.
- Permet la validation fonctionnelle de cibles thérapeutiques visant à réduire les lésions cérébrales.
Développement de criblages et de tests
- Offre une plateforme standardisée et reproductible pour évaluer les agents neuroprotecteurs candidats.
- Permet une évaluation quantitative des lésions cérébrales à l’aide de modalités d’imagerie avancées.
- Permet le développement de tests pour le suivi des paramètres cérébraux et des résultats postopératoires.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur la physiologie pédiatrique pertinente pour la maladie afin de faciliter la découverte de biomarqueurs translationnels.
- Garantit la continuité du processus, de la découverte à la validation préclinique de stratégies neuroprotectrices.
- Permet de prendre des décisions d'orientation fondées sur l'évaluation des risques pour les interventions chirurgicales cardiaques pédiatriques.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce modèle fait le lien entre la découverte précoce et la validation préclinique, soutenant la recherche fondée sur des hypothèses et la mesure quantitative des résultats dans le contexte de la chirurgie cardiaque pédiatrique.
- Découverte en biologie : Permet de tester rigoureusement les mécanismes de neuroprotection et de comorbidité après un arrêt cardiaque.
- Évaluation : Fournit des conditions reproductibles pour évaluer l'efficacité et la sécurité des interventions.
- Analytique : Produit des données quantitatives d'IRM et d'imagerie en tenseur de diffusion destinées à des analyses comparatives.
- Recherche translationnelle : Conserve la pertinence pathologique et favorise l'alignement des biomarqueurs pour les populations pédiatriques.
- Réutilisation institutionnelle : Offre une plateforme souple et largement applicable à diverses conditions expérimentales et à des études futures.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la recherche sur la neuroprotection pédiatrique.
- Valeur opérationnelle : Normalise les procédures pour assurer la reproductibilité et la reproductibilité à grande échelle entre équipes de recherche.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions d'aller/ne pas aller et améliore l'efficacité du capital dans les phases précoces de la R&D pédiatrique.
- Impact sur le portefeuille : Soutient la priorisation ajustée au risque des interventions neuroprotectrices et cardiaques.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en chirurgie animale pédiatrique et en techniques de circulation extracorporelle.
- Exige un accès à une infrastructure d'imagerie avancée pour l'évaluation quantitative des lésions cérébrales.
- Implique une standardisation interéquipes pour assurer la reproductibilité du protocole et la comparabilité des données.
- Adaptable à diverses conditions expérimentales, notamment les interventions pharmacologiques et les variations de température.
- Les limites incluent la variabilité anatomique et les contraintes de taille chez les porcelets néonatals.
