Left Atrial Ligation in the Avian Embryo as a Model for Altered Hemodynamic Loading During Early Vascular Development

Bortecine Sevgin; Merve Nur Coban; Faruk Karatas; Kerem Pekkan

doi:10.3791/65330

La ligature auriculaire gauche chez l’embryon aviaire comme modèle de modification de la charge h...

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Developmental Biology

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Left Atrial Ligation in the Avian Embryo as a Model for Altered Hemodynamic Loading During Early Vascular Development

La ligature auriculaire gauche chez l’embryon aviaire comme modèle de modification de la charge hémodynamique au cours du développement vasculaire précoce

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04:37 min

June 16, 2023

DOI: 10.3791/65330-v

Bortecine Sevgin*¹, Merve Nur Coban*¹, Faruk Karatas², Kerem Pekkan^1,2

¹Department of Biomedical Sciences and Engineering,Koc University, ²Department of Mechanical Engineering,Koc University

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents a detailed visual protocol for executing the left atrial ligation (LAL) model in avian embryos, which mimics hypoplastic left heart syndrome by altering intracardiac flow and wall shear stress loading.

Key Study Components

Area of Science

Cardiovascular biomechanics
Avian embryology
Surgical bioengineering

Background

The LAL model is used to study the effects of altered blood flow on heart development.
Understanding the biomechanical mechanisms is crucial for translating findings to human cardiovascular interventions.
Previous studies have utilized imaging and modeling techniques to analyze myocardial strains.
Challenges in microsurgery techniques are addressed in this protocol.

Purpose of Study

To provide a comprehensive guide for performing the LAL model in avian embryos.
To explore the relationship between vascular morphology and mechanical loading.
To enhance surgical techniques in bioengineering research.

Methods Used

Visual protocol for left atrial ligation in avian embryos.
Image-based finite element modeling.
Single-cell RNA sequencing.
Assessment of myocardial strains post-surgery.

Main Results

Demonstrated the impact of LAL on left ventricular cavity size.
Identified compression effects in trabecular recesses.
Provided insights into myocardial strain changes after intervention.
Contributed to understanding fatal cardiovascular interventions in humans.

Conclusions

The LAL model is a valuable tool for studying cardiac development.
Findings may inform clinical approaches to congenital heart defects.
Future research can build on these insights to improve surgical outcomes.

Frequently Asked Questions

What is the left atrial ligation (LAL) model?

The LAL model is a surgical technique used to mimic conditions like hypoplastic left heart syndrome in avian embryos.

How does the LAL model affect cardiac development?

It alters intracardiac flow and wall shear stress, impacting the development of the heart.

What techniques are used in this study?

The study employs visual protocols, finite element modeling, and RNA sequencing to analyze cardiac changes.

What are the implications of this research?

The findings may help improve surgical interventions for congenital heart defects in humans.

Who conducted this research?

The research is part of a collaborative effort involving Professor Yopp's group at Imperial College.

What are the main findings of the study?

The study found significant changes in left ventricular size and myocardial strain after LAL intervention.

Nous présentons ici un protocole visuel détaillé pour l’exécution du modèle de ligature auriculaire gauche (LAL) dans l’embryon aviaire. Le modèle LAL modifie le flux intracardiaque, ce qui modifie la charge de contrainte de cisaillement de la paroi, imitant le syndrome hypoplasique du cœur gauche. Une approche pour surmonter les défis de ce modèle difficile de microchirurgie est présentée.

Notre laboratoire se concentre sur l’effet du flux sanguin et de la charge de pression sur les arcs cardiaques et les ventricules embryonnaires aviaires. Notre objectif est de contribuer aux mécanismes biomécaniques complexes qui relient la morphologie vasculaire à la charge mécanique dans le modèle LL. Nous maintenons également un solide programme de recherche en bio-ingénierie clinique et chirurgicale.

Dans une étude collaborative récente menée par le groupe d’opérations professorales de l’Imperial College, la modélisation par éléments finis basée sur l’image et le séquençage de l’ARN unicellulaire ont été utilisés pour illustrer l’augmentation des tensions tridimensionnelles de la myocardie dans les ventricules après une ligature auriculaire gauche au stade 25. Ces connaissances peuvent être appliquées à l’interaction cardiovasculaire fœtale chez l’homme. Une cavité ventriculaire gauche plus petite et une compression dans l’ensemble des cavités trabéculaires ont été observées avec l’intervention de la LL.

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