Name: Un modèle mini-invasif de sténose aortique chez le porc (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-10-20T12:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 51 s
Description: Découvrez une procédure chirurgicale mini-invasive de cerclage de l'aorte ascendante chez le porc. Ce modèle fiable permet d'étudier les pathologies cardiaques avec un suivi pressionnel en temps réel.

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Ces travaux ont été soutenus et financés dans le cadre du projet QREN 2013/30196, de la Fondation bancaire « la Caixa », du projet Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), LCF/PR/HP17/52190002. JS et EB ont été soutenus par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne dans le cadre de la convention de subvention Marie Sklodowska-Curie n° 813716. PdCM a été soutenu par le projet MEDIATOR de la Stichting Life Sciences Health (LSH)-TKI (LSHM 21016).

Bande aortique ascendante pour l’étude de l’insuffisance cardiaque induite par la surcharge de pression

<ol><li>Savarese, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+burden+of+heart+failure%3A+a+comprehensive+and+updated+review+of+epidemiology%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">Global burden of heart failure: a comprehensive and updated review of epidemiology.</a> Cardiovascular Research. 118 (17), 3272-3287 (2023).</li>
<li>Hartley, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+mortality+from+aortic+stenosis+in+Europe%3A+2000-2017%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Trends in mortality from aortic stenosis in Europe: 2000-2017.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 748137(2021).</li>
<li>Silva, K. A. S., Emter, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+Animal+models+of+heart+failure%3A+a+translational+bridge+to+clinical+success%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%3A+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Large Animal models of heart failure: a translational bridge to clinical success.</a> Journal of the American College of Cardiology: Basic to Translational Science. 5 (8), 840-856 (2020).</li>
<li>Brink, C. B., Lewis, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+12+Rs+framework+as+a+comprehensive%2C+unifying+construct+for+principles+guiding+animal+research+ethics%5BTitle%5D)+AND+%22Animals+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">The 12 Rs framework as a comprehensive, unifying construct for principles guiding animal research ethics.</a> Animals (Basel). 13 (7), 1128(2023).</li>
<li>Choy, J. S., Zhang, Z. D., Pitsillides, K., Sosa, M., Kassab, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+hemodynamic+measurements+in+swine+heart+failure+using+a+fully+implantable+telemetry+system%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Longitudinal hemodynamic measurements in swine heart failure using a fully implantable telemetry system.</a> PLoS One. 9 (8), 103331(2014).</li>
<li>Ishikawa, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+stiffness+is+the+major+early+abnormality+in+a+pig+model+of+severe+aortic+stenosis+and+predisposes+to+congestive+heart+failure+in+the+absence+of+systolic+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Heart+Association%22%5BJournal%5D)">Increased stiffness is the major early abnormality in a pig model of severe aortic stenosis and predisposes to congestive heart failure in the absence of systolic dysfunction.</a> Journal of the American Heart Association. 4 (5), 001925(2015).</li>
<li>Emter, C. A., Baines, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-intensity+aerobic+interval+training+attenuates+pathological+left+ventricular+remodeling+and+mitochondrial+dysfunction+in+aortic-banded+miniature+swine%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Low-intensity aerobic interval training attenuates pathological left ventricular remodeling and mitochondrial dysfunction in aortic-banded miniature swine.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 299 (5), H1348-H1356 (2010).</li>
<li>Brito, J., Raposo, L., Teles, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invasive+assessment+of+aortic+stenosis+in+contemporary+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Invasive assessment of aortic stenosis in contemporary practice.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 9, 1007139(2022).</li>
<li>Tan, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Porcine+model+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+induced+by+chronic+pressure+overload+characterized+by+cardiac+fibrosis+and+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">A Porcine model of heart failure with preserved ejection fraction induced by chronic pressure overload characterized by cardiac fibrosis and remodeling.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 677727(2021).</li>
<li>Bikou, O., Miyashita, S., Ishikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pig+model+of+increased+cardiac+afterload+induced+by+ascending+aortic+banding%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Pig model of increased cardiac afterload induced by ascending aortic banding.</a> Methods in Molecular Biology. 1816, 337-342 (2018).</li>
<li>Lelovas, P. P., Kostomitsopoulos, N. G., Xanthos, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+anatomic+and+physiologic+overview+of+the+porcine+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Association+for+Laboratory+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">A comparative anatomic and physiologic overview of the porcine heart.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 53 (5), 432-438 (2014).</li>
<li>Tian, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supra-coronary+aortic+banding+improves+right+ventricular+function+in+experimental+pulmonary+arterial+hypertension+in+rats+by+increasing+systolic+right+coronary+artery+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Physiologica+%28Oxf%29%22%5BJournal%5D)">Supra-coronary aortic banding improves right ventricular function in experimental pulmonary arterial hypertension in rats by increasing systolic right coronary artery perfusion.</a> Acta Physiologica (Oxf). 229 (4), 13483(2020).</li>
<li>Sorensen, M., Hasenkam, J. M., Jensen, H., Sloth, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subcoronary+versus+supracoronary+aortic+stenosis.+An+experimental+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiothoracic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Subcoronary versus supracoronary aortic stenosis. An experimental evaluation.</a> Journal of Cardiothoracic Surgery. 6, 100(2011).</li>
<li>Lygate, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serial+high+resolution+3D-MRI+after+aortic+banding+in+mice%3A+band+internalization+is+a+source+of+variability+in+the+hypertrophic+response%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Research+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Serial high resolution 3D-MRI after aortic banding in mice: band internalization is a source of variability in the hypertrophic response.</a> Basic Research in Cardiology. 101 (1), 8-16 (2006).</li>
<li>Jalal, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unexpected+Internalization+of+a+Pulmonary+Artery+Band+in+a+Porcine+Model+of+Tetralogy+of+Fallot%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+for+Pediatric+and+Congenital+Heart+Surgery%22%5BJournal%5D)">Unexpected Internalization of a Pulmonary Artery Band in a Porcine Model of Tetralogy of Fallot.</a> World Journal for Pediatric and Congenital Heart Surgery. 8 (1), 48-54 (2017).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Au cours des dernières années, plusieurs études ont utilisé l’anneau aortique chirurgical comme modèle pour la surcharge de pression ventriculaire gauche et l’insuffisance cardiaque(de 9 à10 de l’aorte ascendante), ce qui a permis aux chercheurs d’obtenir divers phénotypes adaptés à leurs besoins spécifiques. Bien que l’utilisation de tels modèles nécessite un équipement coûteux et des connaissances spécialisées, les informations qu’ils fournissent sont inestimables. Le por...

L’insuffisance cardiaque (IC) est une maladie potentiellement mortelle qui touche des millions de personnes dans le monde, entraînant des impacts sociaux et économiques majeurs1. L’une de ses étiologies significatives est la valvulopathie aortique ou sténose aortique (SA). La sténose aortique est plus fréquente à un âge avancé et se classe comme la deuxième lésion valvulaire la plus fréquente aux États-Unis. La mortalité liée à la SA a également augmenté en Europe, en particulier dans les pays qui n’ont pas accès aux procédures interventionnelles récentes2. Compte tenu de la complexité de l’IC et de la rareté des innovations thérapeutiques, il existe un besoin urgent de modèles animaux fiables capables de reproduire la condition humaine et de faciliter l’expérimentation de nouvelles interventions3. Alors que les modèles de rongeurs sont plus nombreux que les modèles de grands animaux, ces derniers offrent plusieurs avantages en raison de leur taille et de leurs similitudes physiologiques, permettant de tester des doses de médicaments et des dispositifs médicaux destinés à un usage humain.
L’objectif de cette méthode est d’établir un modèle reproductible de rubanement aortique ascendant (AAB) applicable à la plupart des grandes espèces animales utilisées dans la recherche biomédicale. Dans cette étude, la procédure est démontrée chez les porcs à l’aide d’une approche mini-invasive, adhérant aux principes des 3R (remplacement, réduction et raffinement4). Cette approche garantit la création d’un gradient de pression précis, ce qui se traduit par une reproductibilité élevée (réduisant potentiellement le nombre d’animaux requis). De plus, la petite incision chirurgicale (2-3 cm) minimise les agressions chirurgicales, améliorant ainsi le bien-être de l’animal par rapport aux approches plus agressives comme la sternotomie et les thoracotomies plus grandes5 (raffinement). De plus, la fourniture d’une démonstration vidéo de la méthode, ainsi que de descriptions détaillées dans la littérature, pourrait potentiellement réduire le besoin d’animaux utilisés uniquement à des fins de dressage (remplacement), ce qui diminuerait davantage l’utilisation des animaux. Ce modèle peut être adapté à différentes souches/races porcines avec des taux de croissance distincts et induit une surcharge de pression soutenue, conduisant à une hypertrophie significative après 1 ou 2 mois de suivi.
Les méthodes actuelles utilisent la sténose fixe6, sans tenir compte de la variabilité de la taille des animaux, ou calculent le gradient à l’aide de lectures de pression remplies de liquide7, qui sont moins fiables que les capteurs de pression haute-fidélité et sont sensibles à l’amortissement du signal8. Une autre approche utilise une seule mesure de pression distale par rapport à la sténose5. Cependant, l’étalonnage de la sténose par des signaux de pression proximaux et distaux simultanés à l’aide de capteurs de pression haute-fidélité délivrés par voie percutanée représente une optimisation substantielle du protocole, ce qui permet d’améliorer l’homogénéité des groupes. En faisant une démonstration visuelle de cette méthode, d’autres chercheurs devraient être en mesure de la reproduire sans obstacles significatifs, augmentant ainsi la disponibilité de ce modèle tout en favorisant l’application des principes des 3R.

<table><tbody><tr><td>3-0 PDS II suture</td><td>Ethicon</td><td>Z683G</td><td>Anneau de l’aorte</td></tr><tr><td>5-0 prolène</td><td>Ethicon</td><td>7472H</td><td>Anneau de l’aorte</td></tr><tr><td>ACUSON NX2 Système d’échographie</td><td>Siemens</td><td>(240)11284381</td><td>Accès vasculaire et échocardiographie</td></tr><tr><td>Extension artérielle 200 cm</td><td>PMH</td><td>303.0666</td><td>Anesthésie</td></tr><tr><td>Maintenance Atlan A300 Ventilateur</td><td>Draeger</td><td>8621300</td><td>Ventilation</td></tr><tr><td>Coupe-os</td><td>Fehling</td><td>AMP 367.00</td><td>Bande de l’aorte</td></tr><tr><td>Céfazoline 1000 mg</td><td>Labesfal</td><td>100063</td><td>Antibiotique</td></tr><tr><td>Chlorhexidine 4 % Solution de lavage</td><td>AGA</td><td>19110008</td><td>Nettoyage</td></tr><tr><td>Doyen Pince intestinale</td><td>Aesculap</td><td>EA121R</td><td>Intubation</td></tr><tr><td>Echogène Introducteur Aiguille</td><td>Teleflex</td><td>AN-04318</td><td>Accès vasculaire</td></tr><tr><td>Sonde endotrachéale</td><td>Interchirurgical</td><td>8040070</td><td>Intubation</td></tr><tr><td>Greffe vasculaire ePTFE (5 mm x 40 cm)</td><td>GORE-TEX</td><td>S0504</td><td>Anneau de l’aorte</td></tr><tr><td>Ligne d’extension 100 cm</td><td>PMH</td><td>303.0394</td><td>Induction d’anesthésie</td></tr><tr><td>F.O. Laryngoscope</td><td>Luxamed</td><td>E1.317.012</td><td>Intubation</td></tr><tr><td>F.O. Miller Blade 4 204 x 17 mm</td><td>Luxamed</td><td>3</td><td>Intubation</td></tr><tr><td>Fenestrated Champ Stérile</td><td>Bastos Viegas</td><td>4882-256</td><td>Technique Aseptique</td></tr><tr><td>Fentanyl 0,5 mg/10 mL</td><td>B.Braun</td><td>5758883</td><td>Anesthésie / Analgésie</td></tr><tr><td>Guidewire 260 cm J-tip</td><td>B.Braun</td><td>J3 FC-FS 260-035</td><td>Cathétérisme du ventricule gauche</td></tr><tr><td>Pompe à perfusion spatiale</td><td>B.Braun</td><td></td><td>24101800 Fluides / Administration de médicaments</td></tr><tr><td>Écarteur intercostal</td><td>Fehling Surgical</td><td>MRP-1</td><td>Thoracotomie</td></tr><tr><td>Introcan Certo IV Cathéter 20G</td><td>B.Braun</td><td></td><td>4251326 Fluides / Administration de médicaments</td></tr><tr><td>Solution saline isotonique 0,9 %</td> <td>B.Braun</td><td>5/44929/1/0918</td><td>Fluides / Administration de médicaments</td></tr><tr><td>Ketamidor 100 mg/mL</td><td>Richter pharma</td><td>1121908AB</td><td>Induction de l’anesthésie</td></tr><tr><td>L10-5v Transducteur linéaire</td><td>Siemens</td><td>11284481</td><td>Vascular</td></tr><tr><td>Access Midazolam 15 mg/3 mL</td><td>Labesfal</td><td>PLB762-POR/2</td><td>Anesthésie Induction</td></tr><tr><td>Mikro-cath</td><td>Millar</td><td>63405(1)</td><td>Enregistrement de pression</td></tr><tr><td>MP1 cathéter de guidage 6 Fr</td><td>Cordis</td><td>67027000</td><td>Cathétérisme du ventricule gauche</td></tr><tr><td>Porte-aiguille</td><td>Fehling Surgical</td><td>ZYY-5</td><td>Bande d’aorte</td></tr><tr><td>Adhésif non tissé</td><td>Bastos Viegas</td><td>442-002</td><td>Fluides / Administration de médicaments</td></tr><tr><td>P4-2 Transducteur multiélément</td><td>Siemens</td><td>11284467</td><td>Échocardiographie</td></tr><tr><td>Perfusor Seringue compacte Pompe de perfusion</td><td>B.Braun</td><td>8717030</td><td>Fluides / Administration de médicaments</td></tr><tr><td>Conditionneur de signal de pression</td><td>ADinstruments</td><td>PCU-2000</td><td>Enregistrement de la pression</td></tr><tr><td>Propofol Lipuro 2 %</td><td>B.Braun</td><td>357410&nbsp ;</td><td>Entretien de l’anesthésie</td></tr><tr><td>Radifocus Introducer II Standard Kit B - Gaine d’introduction</td><td>Terumo</td><td>RS+B60K10MQ</td><td>Vascular Access</td></tr><tr><td>Marqueur radio-opaque</td><td>Scanlan</td><td>1001-83</td><td>Bande de l’aorte</td></tr><tr><td>Ciseaux</td><td>Fehling</td><td>Thoracotomie</td>chirurgicale <td></td></tr><tr><td>Skinprep (Chlorhexidine 2 % / 70 % Alcool isopropylique)</td><td>Vygon</td><td>SKPC015ES</td><td>Disinfection</td></tr><tr><td>Collecteur d’arrêt (3 ports)</td><td>PMH</td><td>310.0489</td><td>Fluides / Administration de médicaments</td></tr><tr><td>Pince droite</td><td>Fehling Surgical</td><td>ZYY-1</td><td>Thoracotomie</td></tr><tr><td>Stresnil 40 mg/mL</td><td>ecuphar</td><td>572184.2</td><td>Anesthésie Seringue à induction</td></tr><tr><td>Luer Lock 20 cc</td><td>Omnifix B.Braun</td><td>4617207V</td><td>Anesthésie Seringue à induction</td></tr><tr><td>Luer Lock 50 cc</td><td>Omnifix B.Braun</td><td>4617509F</td><td>Anesthésie Maintenance</td></tr><tr><td>Fentanyl transdermique Patch 50 mcg/h</td><td>Mylan</td><td>5022153</td><td>Analgésie</td></tr><tr><td>Ultraviste</td><td>Bayer</td><td>KT0B019</td><td>Angiographie</td></tr><tr><td>Adaptateur de valve d’hémostase universelle</td><td>Merit Medical</td><td>UHVA08</td><td>Cathétérisme du ventricule gauche</td></tr><tr><td>Velcro Immobilisateur de membre</td><td>PMH</td><td>SU-211</td><td>Stabilisation animale</td></tr><tr><td>Venofix A, 21 G</td><td>B.Braun</td><td>4056337</td><td>Anesthésie Induction</td></tr><tr><td>Vista 120S Moniteur patient</td><td>Draeger</td><td>MS32997</td><td>Monitoring</td></tr><tr><td>Weck clip titane</td><td>Teleflex</td><td>523760</td><td>Bande Aorta</td></tr><tr><td>Weck applicateur de clip</td><td>titane Teleflex</td><td>523166</td><td>Bande Aorta</td></tr><tr><td>Zhiem Vision</td><td>Iberdata</td><td>N/A</td><td>Fluoroscopie</td></tr></tbody></table>

un modèle mini-invasif de sténose aortique chez le porc

A Minimally Invasive Model of Aortic Stenosis in Swine

Les grands modèles animaux d’insuffisance cardiaque jouent un rôle essentiel dans le développement de nouvelles interventions thérapeutiques en raison de leur taille et de leurs similitudes physiologiques avec les humains. Des efforts ont été consacrés à la création d’un modèle d’insuffisance cardiaque induite par une surcharge de pression et à l’anneau aortique ascendant tout en restant supra-coronaire et non une imitation parfaite de la sténose aortique chez l’homme, ressemblant étroitement à la condition humaine.
Le but de cette étude est de démontrer une approche mini-invasive pour induire une surcharge de pression ventriculaire gauche en plaçant une bande aortique, calibrée avec précision avec des capteurs de pression haute-fidélité introduits par voie percutanée. Cette méthode représente un raffinement de l’intervention chirurgicale (3R), ce qui permet d’obtenir des gradients trans-sténosés homogènes et une variabilité intragroupe réduite. De plus, il permet un rétablissement rapide et sans incident des animaux, ce qui entraîne des taux de mortalité minimes. Tout au long de l’étude, les animaux ont été suivis jusqu’à 2 mois après la chirurgie, en utilisant l’échocardiographie transthoracique et l’analyse de la boucle pression-volume. Cependant, des périodes de suivi plus longues peuvent être obtenues si vous le souhaitez. Ce modèle animal de grande taille s’avère précieux pour tester de nouveaux médicaments, en particulier ceux ciblant l’hypertrophie et les altérations structurelles et fonctionnelles associées à la surcharge de pression ventriculaire gauche.

Au cours du développement initial du modèle, le taux de mortalité était d’environ 30 %, les animaux mourant d’insuffisance cardiaque aiguë après baguage et complications chirurgicales. Cependant, après l’établissement du modèle, les complications chirurgicales sont devenues moins fréquentes et le taux de mortalité a chuté à environ 15 %. Les deux décès survenus étaient dus à une rupture aortique lors d’une dissection.
L’utilisation de capteurs de pression haute-fidélité permet d’obtenir des si...

Ce protocole décrit une intervention chirurgicale mini-invasive pour le baguage aortique ascendant chez le porc.

Un modèle mini-invasif de sténose aortique chez le porc

Large animal models of heart failure play an essential role in the development of new therapeutic interventions due to their size and physiological ...

La plupart des recherches précliniques sur les maladies cardiovasculaires sont menées sur des rongeurs et d’autres modèles de petits animaux. D’un point de vue logistique, économique, de reproductibilité et de débit, il présente des avantages évidents. Cependant, leurs réponses phylogénétiques, physiopathologiques et pharmacologiques sont différentes de celles des humains, ce qui peut empêcher une traduction fiable à une utilisation clinique.Tirant parti de nos compétences chirurgicales et endovasculaires hautement spécialisées, nous nous sommes concentrés sur le développement de modèles chirurgicaux et de grands modèles animaux de pathologies cardiaques courantes. Ce protocole est un bon exemple d’une procédure simple et peu invasive qui offre un bon équilibre entre fiabilité, reproductibilité et bien-être animal. En surveillant le gradient en temps réel à l’aide de capteurs de pression haute fidélité, nous sommes en mesure de titrer avec précision le gradient de pression à travers la sténose, ce qui permet d’obtenir un degré de gravité très homogène entre les animaux.De plus, l’approche mini-invasive permet de réduire considérablement le taux de complications et de mieux récupérer les animaux. Le développement de grands modèles animaux, en l’occurrence des porcs, est prometteur pour les tests pharmacologiques et les tests de dispositifs de type humain. Cela est particulièrement vrai pour les zones très sensibles où les similitudes anatomophysiologiques avec les humains sont essentielles, comme l’anesthésie, le pontage cardiopulmonaire, l’ECMO, le LVAS, les thérapies par cathéter d’intérêt percutané et la chirurgie mini-invasive et robotique.

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Le but du présent protocole est de démontrer la mise en place d’un dispositif de constriction retardé (un constrictor Améroïde) autour d’une artère coronaire dans un modèle de porcs. Ce dispositif crée une zone ischémique du coeur qui est utile pour l’étude de nouvelles techniques d’imagerie diagnostiques et nouvelles méthodes de traitement.

Un modèle d’ischémie cardiaque chronique chez les porcs à l’aide d’un Constrictor Améroïde

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Modèle de porcine chirurgical de l’ischémie cardiaque chronique traitée pompe Coronary Artery Bypass Graft chirurgical

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Un modèle mini-invasif de sténose aortique chez le porc

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