Name: Modèle murin d’insuffisance cardiaque induite par l’hyperlipidémie avec fraction d’éjection préservée (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-29T13:50:00.000+00:00
Duration: 3 min 42 s
Description: Découvrez un modèle murin d'insuffisance cardiaque à fraction d'éjection préservée induite par hyperlipidémie. Cette méthode permet d'étudier la lipotoxicité et le métabolisme cardiaque pour développer de nouvelles thérapies.

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Nous remercions le Penncore et le NHLBI Gene Therapy Resource Program (GTRP) d’avoir financé la génération du virus adéno-associé utilisé dans ce projet. Cette recherche a été financée par des subventions du National Institute of Health (NIH) (1R01HL140468) et du Miami Heart Research Institute à LS. MW a été récipiendaire du NIH Diversity Supplement Award de 2020 à 2022 (R01HL140468- 03S1). JH est financé par 1R01 HL13735, 1R01 HL107110, 5UM1 HL113460, 1R01 HL134558, 5R01 CA136387 (du NIH), W81XWH-19-PRMRPCTA (du ministère de la Défense) et les fondations de la famille Starr, Lipson et Soffer.

Le protocole sur les animaux a été approuvé par l’Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) de l’Université de Miami, conformément aux directives du National Institute of Health (NIH) (protocole IACUC 23-103-ad03). Pour la présente étude, des souris de type sauvage (WT) sur fond 129J ont été acquises auprès d’une source commerciale (voir la table des matières) et élevées en interne. Toutes les souris étaient des compagnes de portée sur le fond 129J. Les expériences ont porté sur des souris mâles et femelles. L’administration d’une dose unique d’AAV9-cTnT-LDLR à la première semaine et d’une dose bihebdomadaire de p407 pendant quatre semaines.
1. Préparation et administration de l’AAV9-cTnT-LDLR
REMARQUE : Le plasmide AAV9-cTNT-hLDLR (voir le tableau des matériaux) code pour la protéine LDLR humaine complète (2664bp) (Figure 1).
<ol><li>Préparation de vecteur viral AAV-LDLR<ol><li>En fonction du nombre d’animaux, décongeler les flacons d’AAV9 sur de la glace pendant 20 minutes, puis diluer les particules d’AAV dans la solution saline tamponnée au phosphate de Dulbecco (DPBS) pour obtenir une concentration de 1 x10 12 génomes/souris vecteurs dans 100 μL.</li>
		<li>Placez la solution virale dans une aiguille de 28 à 30 g à l’aide d’une seringue de 1 mL. Veillez à ne pas aspirer de bulles d’air dans l’aiguille.</li>
	</ol></li>
	<li>Procédures d’injection intraveineuse (i.v.) dans la veine caudale<ol><li>Allumez l’oxygène jusqu’à 0,5 L/min et réglez le système d’anesthésie à l’isoflurane à 4 % à 5 %. Placez la souris dans la chambre d’induction pendant ~2 min, jusqu’à ce que l’animal ne réponde plus.</li>
		<li>Placez l’animal sur un illuminateur de queue de souris (par exemple, Braintree Scientific, Inc. (Braintree, MA)) et accueillez l’animal allongé sur le côté. Utilisez une anesthésie à l’isoflurane à 2 % à 3 % pour l’entretien. REMARQUE : L’échauffement par le dispositif de retenue provoquera une dilatation de la veine de la queue de la souris et, par conséquent, rendra l’injection beaucoup plus facile.</li>
		<li>Identifiez la veine latérale de la queue. Nettoyez la zone d’injection avec un antiseptique à l’aide d’un tampon de gaze.</li>
		<li>Tenez l’extrémité de la queue pour l’étendre et massez la queue de la souris avec les doigts jusqu’à ce que la veine soit visualisée. Insérez l’aiguille à un angle faible (angle de 10 à 15 degrés) et injectez 100 μL d’AAV dilué dans la veine de la queue (figure 2A).</li>
		<li>Retirez l’aiguille et appliquez une pression immédiate avec un doigt jusqu’à ce que le saignement cesse. Remettez la souris dans la cage d’origine.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Préparation et administration du P-407
<ol><li>Préparation du P-407<ol><li>Préparez la solution en diluant l’agent P-407 (voir le tableau des matériaux) avec du DPBS jusqu’à une concentration finale de 100 mg/mL à l’intérieur d’une hotte. Réfrigérer la solution à 4 °C pendant la nuit sur un rotateur pour faciliter la dissolution du P-40710.</li>
	</ol></li>
	<li>Procédure d’injection intrapéritonéale (i.p.) bihebdomadaire<ol><li>Pesez chaque souris le premier jour des injections i.p. À l’aide de la formule 1 g/kg, calculer la dose appropriée pour chaque souris en fonction des poids et des seringues de préremplissage.</li>
		<li>Sous une hotte, retenez manuellement la souris avec la tête et le corps inclinés vers le bas afin de repositionner les organes internes au niveau crânien. Cette technique évite la perforation des structures vitales à proximité.</li>
		<li>Identifiez la cavité péritonéale gauche dans le quadrant inférieur de l’abdomen, latéralement à la ligne médiane. Nettoyez le site avec un antiseptique.</li>
		<li>À un angle de 45 degrés ou moins, insérez l’aiguille dans la cavité péritonéale (Figure 2B). Aspirez la seringue pour assurer une insertion adéquate.</li>
		<li>S’il y a du sang ou du tissu lors de l’aspiration, retirez l’aiguille et répétez les étapes 2.2.2 à 2.2.4 jusqu’à ce que la seringue soit dégagée. Jetez l’aiguille dans le contenant approprié pour objets tranchants et remettez la souris dans la cage d’origine.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Évaluation de l’échocardiographie
<ol><li>Préparation<ol><li>Appliquez la crème dépilatoire sur la poitrine et le haut de l’abdomen de la souris la veille ou plusieurs heures avant l’imagerie. Retirez la crème avec de la gaze humide après 2 min.</li>
		<li>Anesthésier la souris avec de l’isoflurane à 2,5 % à 3,0 % à un débit de 0,8 L/min et maintenir avec de l’isoflurane à 1 % à 1,5 %. Ensuite, fixez la souris sur la plate-forme appropriée en position couchée avec les pattes sur des électrodes avec du gel conducteur et couvrez le nez et la bouche avec un cône nasal pour assurer une anesthésie continue avec de l’isoflurane.</li>
	</ol></li>
	<li>Vue parasternale dans le grand axe<ol><li>Avec la souris positionnée sur le dos, inclinez le côté droit de la plate-forme de 45 degrés.</li>
		<li>Ensuite, alignez en diagonale la sonde du transducteur dans le système de rails, en l’inclinant de 30 à 40 degrés dans le sens des aiguilles d’une montre de l’extrémité supérieure droite à l’abdomen gauche pour obtenir et stocker des images en mode B.</li>
		<li>Analysez les images en mode B à l’aide d’un logiciel d’analyse par ultrasons (voir Tableau des matériaux) pour obtenir la fraction d’éjection (Figure 3A).</li>
	</ol></li>
	<li>Vue parasternale à axe court<ol><li>Faites pivoter la sonde du transducteur dans le système de rail de 90 degrés dans le sens des aiguilles d’une montre pour obtenir et stocker des images en mode B et en mode M.</li>
	</ol></li>
	<li>Vue apicale<ol><li>Inclinez le coin supérieur gauche de la plate-forme vers le bas et vers la droite. Orientez le transducteur vers l’épaule droite de l’animal.</li>
		<li>Visualisez la valve mitrale en mode B et en mode Doppler couleur. Acquisition et stockage d’images Doppler à ondes pulsées (PW) et Doppler tissulaires5.</li>
		<li>Analysez les images Doppler PW et Doppler tissulaire à l’aide du logiciel d’analyse échographique pour obtenir l’IVRT, E/E' et E/A (Figure 3B-E).</li>
	</ol></li>
</ol>4. Enregistrement des données de la boucle pression-volume (PV)
<ol><li>Effectuer des analyses hémodynamiques à la fin de l’étude pour évaluer la fonction systolique et diastolique du ventricule gauche (VG), en suivant la procédure décrite précédemment11,12.<ol><li>Commencez par induire la souris avec de l’isoflurane (3-5%, chambre d’induction).</li>
		<li>Lorsque l’action anesthésique commence, transférez l’animal sur le banc d’opération et maintenez l’anesthésie avec de l’isoflurane (1-3 %, masque facial).</li>
		<li>Faites une petite incision dans la peau au-dessus du cou pour permettre l’intubation endotrachéale (par la bouche).</li>
		<li>Aérer l’animal avec un mélange d’oxygène et d’isoflurane à l’aide d’un ventilateur pour rongeurs (p. ex., modèle Micro vent 848, appareil Harvard) réglé à un volume de ~0,15 à 0,2 mL et à une fréquence respiratoire de 120 à 170 respirations/min.</li>
		<li>Surveillez la température corporelle à ~37 °C ± 1 °C tout au long de la procédure à l’aide d’une table chirurgicale à température contrôlée.</li>
		<li>Exposez et canulez la veine jugulaire interne gauche avec une aiguille de 30 G pour l’administration d’un support hydrique.</li>
		<li>Coupez la peau sur le site du col ventral médian et exposez l’artère carotide. Après l’occlusion de la partie distale de l’artère carotide droite, faites une petite incision dans l’artère pour permettre l’introduction d’un cathéter à pression volumique (PV) à micro-pointes (voir le tableau des matériaux) dans le ventricule gauche (approche thoracique fermée).</li>
		<li>Enregistrez les boucles PV pendant l’état d’équilibre et l’occlusion de la veine cave inférieure.</li>
		<li>À la fin de l’expérience, euthanasier l’animal sans cruauté (sous anesthésie profonde) à l’aide d’une méthode AVMA approuvée (p. ex., isoflurane suivi d’une luxation cervicale).</li>
		<li>Analysez les données PV à l’aide du logiciel LabChart (voir Tableau des matériaux) et calibrez les volumes à l’aide de mesures échocardiographiques.</li>
	</ol></li>
</ol>

Étude de la physiopathologie de l’ICFEp dans un modèle murin induit par l’hyperlipidémie

<ol><li>Roger, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiology+of+heart+failure%3A+A+contemporary+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Epidemiology of heart failure: A contemporary perspective.</a> Circ Res. 128 (10), 1421-1434 (2021).</li>
<li>Kosiborod, M. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+baseline+characteristics+of+step-HFpEF+program+evaluating+semaglutide+in+patients+with+obesity+hfpef+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22JACC+Heart+Fail%22%5BJournal%5D)">Design and baseline characteristics of step-HFpEF program evaluating semaglutide in patients with obesity hfpef phenotype.</a> JACC Heart Fail. 11 (8), Pt 1 1000-1010 (2023).</li>
<li>Borlaug, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+and+management+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Evaluation and management of heart failure with preserved ejection fraction.</a> Nat Rev Cardiol. 17 (9), 559-573 (2020).</li>
<li>Badrov, M. B., Mak, S., Floras, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+autonomic+disturbances+in+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Can+J+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular autonomic disturbances in heart failure with preserved ejection fraction.</a> Can J Cardiol. 37 (4), 609-620 (2021).</li>
<li>Wu, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+adipose+deposition+and+the+development+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Heart+Fail%22%5BJournal%5D)">Myocardial adipose deposition and the development of heart failure with preserved ejection fraction.</a> Eur J Heart Fail. 22 (3), 445-454 (2020).</li>
<li>Hahn, V. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+gene+expression+signatures+in+human+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Myocardial gene expression signatures in human heart failure with preserved ejection fraction.</a> Circulation. 143 (2), 120-134 (2021).</li>
<li>Korolenko, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early-stage+atherosclerosis+in+poloxamer+407-induced+hyperlipidemic+mice%3A+Pathological+features+and+changes+in+the+lipid+composition+of+serum+lipoprotein+fractions+and+subfractions%5BTitle%5D)+AND+%22Lipids+Health+Dis%22%5BJournal%5D)">Early-stage atherosclerosis in poloxamer 407-induced hyperlipidemic mice: Pathological features and changes in the lipid composition of serum lipoprotein fractions and subfractions.</a> Lipids Health Dis. 15, 16(2016).</li>
<li>Patel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteopontin+and+ldlr+are+upregulated+in+hearts+of+sudden+cardiac+death+victims+with+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+and+diabetes+mellitus%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cardiovasc+Med%22%5BJournal%5D)">Osteopontin and ldlr are upregulated in hearts of sudden cardiac death victims with heart failure with preserved ejection fraction and diabetes mellitus.</a> Front Cardiovasc Med. 7, 610282(2020).</li>
<li>Williams, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+model+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+driven+by+hyperlipidemia+and+enhanced+cardiac+low-density+lipoprotein+receptor+expression%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Heart+Assoc%22%5BJournal%5D)">Mouse model of heart failure with preserved ejection fraction driven by hyperlipidemia and enhanced cardiac low-density lipoprotein receptor expression.</a> J Am Heart Assoc. 11 (17), e027216(2022).</li>
<li>Colly, A., Marquette, C., Courtial, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poloxamer%2Fpoly%28ethylene+glycol%29+self-healing+hydrogel+for+high-precision+freeform+reversible+embedding+of+suspended+hydrogel%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Poloxamer/poly(ethylene glycol) self-healing hydrogel for high-precision freeform reversible embedding of suspended hydrogel.</a> Langmuir. 37 (14), 4154-4162 (2021).</li>
<li>Kanashiro-Takeuchi, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+of+a+growth+hormone-releasing+hormone+agonist+in+a+murine+model+of+cardiometabolic+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Efficacy of a growth hormone-releasing hormone agonist in a murine model of cardiometabolic heart failure with preserved ejection fraction.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 324 (6), H739-H750 (2023).</li>
<li>Dulce, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+growth+hormone-releasing+hormone+agonist+ameliorates+the+myocardial+pathophysiology+characteristic+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Synthetic growth hormone-releasing hormone agonist ameliorates the myocardial pathophysiology characteristic of heart failure with preserved ejection fraction.</a> Cardiovasc Res. 118 (18), 3586-3601 (2023).</li>
<li>Borlaug, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Obesity+and+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%3A+New+insights+and+pathophysiological+targets%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Obesity and heart failure with preserved ejection fraction: New insights and pathophysiological targets.</a> Cardiovasc Res. 118 (18), 3434-3450 (2023).</li>
<li>Noll, N. A., Lal, H., Merryman, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+models+of+heart+failure+with+preserved+or+reduced+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Pathol%22%5BJournal%5D)">Mouse models of heart failure with preserved or reduced ejection fraction.</a> Am J Pathol. 190 (8), 1596-1608 (2020).</li>
<li>Guarnieri, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Considering+the+risks+and+safety+of+intraperitoneal+injections%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Anim+%28NY%29%22%5BJournal%5D)">Considering the risks and safety of intraperitoneal injections.</a> Lab Anim (NY). 45 (4), 131(2016).</li>
</ol>

JH est répertorié comme co-inventeur sur des brevets sur des analogues de la GHRH, qui ont été attribués à l’Université de Miami et au département des anciens combattants. JH détenait auparavant des actions de Biscayne Pharmaceuticals, le titulaire de la licence de propriété intellectuelle utilisée dans cette étude. Biscayne Pharmaceuticals n’a pas financé cette étude. JH a déclaré avoir un brevet pour la thérapie à base de cellules cardiaques. Il détient des actions de Vestion Inc. et entretient une relation professionnelle avec Vestion Inc. en tant que consultant et membre du conseil d’administration et du conseil consultatif scientifique. JH est le directeur scientifique, un consultant rémunéré et un membre du conseil consultatif de Longeveron et détient des actions dans Longeveron. JH est également le co-inventeur de la propriété intellectuelle concédée sous licence à Longeveron. Longeveron LLC et Vestion Inc. n’ont pas participé au financement de ces travaux. Les relations de JH sont divulguées à l’Université de Miami et un plan de gestion est en place.

Malgré l’augmentation constante de la prévalence de l’ICFEp au cours de la dernière décennie, il est encore difficile de comprendre concrètement la physiopathologie sous-jacente13. De plus, à ce jour, il existe peu de traitements fondés sur des données probantes13. Il est nécessaire de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l’ICFEp cardiométabolique. Auparavant, un modèle murin hyperlipidémique a été introduit qui imite l’ICFEp sans maladie rénale chronique (IRC) ni hypertension induite par les injections cardiaques de LDLR OE et de p4079. 
Les résultats ont révélé que la combinaison d’un LDLR cardiaque OE et d’une hyperlipidémie entraîne une dysfonction diastolique, des arythmies, une hypertrophie ventriculaire gauche (VG), une intolérance à l’effort, une accumulation de lipides cardiaques et une fibrose chez les souris après quatre semaines, comme publié précédemment9. Une augmentation de l’absorption du cholestérol LDL dans le cœur, le foie et les muscles squelettiques et une diminution des triglycérides dans le cœur et le foie de ces souris ont également été observées9. L’avantage de cette méthode réside dans sa rapidité à étudier les voies du syndrome cardiométabolique, qui ne sont pas bien comprises par rapport à d’autres modèles murins d’ICFEp hyperlipidémiques, tels que le régime riche en graisses (HFD) qui nécessitent jusqu’à 16 et 20 semaines pour se développer14. Ce modèle prend quatre semaines à développer et imite les anomalies métaboliques chez l’homme. Par conséquent, la reproductibilité de ce modèle est essentielle. 
Il est impératif d’assurer une préparation et une administration minutieuses des AAV9-cTnT-LDLR et P-407. La reproductibilité de ce modèle dépend fortement des calculs précis des concentrations et des doses de P-407 et d’AAV9-cTnT-LDLR, ainsi que des mesures de poids. Les préparations de solution et les techniques d’injection intraveineuse et intrapéritonéale appropriées sont tout aussi importantes. Les écarts dans ces techniques peuvent entraîner des altérations importantes et des résultats indésirables. 
Malgré l’efficacité et l’efficience de ce modèle, plusieurs limites existent. Une formation rigoureuse est nécessaire pour effectuer des injections intraveineuses et intrapéritonéales. De plus, il existe un risque potentiel de morbidité et de mortalité associé aux injections intraveineuses et aux injections intrapéritonéales fréquentes. Des blessures à la queue de souris peuvent survenir lors d’injections intraveineuses, tandis qu’une ponction cæcale peut survenir avec des injections intrapéritonéales, entraînant une péritonite15. Ces blessures sont généralement dues à des techniques incorrectes et peuvent entraîner la perte de sujets expérimentaux et de traitements. Par conséquent, une formation approfondie est nécessaire avant d’effectuer ces procédures. Une autre limitation est l’accent mis par ce modèle sur la souche 129J. La raison du choix de la souche 129J découle d’études préliminaires qui ont révélé des résultats plus rapides de dysfonction diastolique et d’ICFEp chez cette souche par rapport aux souris C57BL/6 que nous avons initialement étudiées dans des enquêtes non publiées.
Quelles que soient ces limites, ce modèle permettra d’étudier plus rapidement les mécanismes sous-jacents de l’ICFEp et les options de traitement potentiellement efficaces. Des études antérieures ont mené à l’élaboration d’un modèle physiopathologique pour la HFD induite par l’ICFEP cardiométabolique et l’ester méthylique de N[w]-nitro-l-arginine (L-NAME) sur une période de 5 à 15 semaines13. Cependant, en raison de l’augmentation constante de la prévalence de l’ICFEp, il est urgent de mieux comprendre la physiopathologie de l’ICFEp cardiométabolique et de mettre au point un traitement efficace. Ce modèle murin d’OE LDLR cardiaque et d’hyperlipidémie induite par p407 est une méthode rapide et réalisable d’induction d’ICFEp cardiométabolique pour les efforts de recherche futurs.

L’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée (ICFEp) désigne un syndrome cardiométabolique accompagné de multiples comorbidités et représente plus de 50 % de tous les cas d’insuffisance cardiaque 1,2. De plus, la fréquence de l’ICFEp n’a cessé d’augmenter au cours de la dernièredécennie3. Avec des options de traitement limitées, l’ICFEp représente la nécessité médicale non satisfaite la plus importante dans les maladies cardiovasculaires, compte tenu de sa physiopathologie à multiples facettes4. Il est donc urgent d’améliorer la compréhension des mécanismes sous-jacents et de la physiopathologie de l’ICFEp afin de mettre au point des traitements efficaces.
Malgré des progrès importants au cours des dernières années, la physiopathologie de l’ICFEp attribuée à la lipotoxicité n’est pas encore complètement comprise. Il est établi que les patients atteints d’ICFEp présentent une accumulation notable de lipides myocardiques par rapport à ceux atteints d’insuffisance cardiaque avec fraction d’éjection réduite (ICFEr) et de témoins sains5. Les données de séquençage de l’ARN provenant de biopsies cardiaques ont montré une régulation négative du gène de la lipoprotéine lipase (LPL) dans le groupe ICFEp par rapportaux patients sains et ICFEr 6. Le poloxamer-407 (P-407) est un copolymère séquencé qui induit une hyperlipidémie en bloquant la LPL et en augmentant par la suite les triglycérides plasmatiques et le cholestérol des lipoprotéines de basse densité (LDL)7. Des études antérieures ont démontré une expression élevée des récepteurs LDL (LDLR) dans le cœur des souris ICFEp8. 
En s’appuyant sur ces résultats et en reconnaissant le besoin pressant de modèles animaux imitant fidèlement l’ICFEp cardiométabolique, un modèle murin induit par l’hyperlipidémie a été élaboré et présenté. Ce modèle a été conçu pour explorer l’ICFEp, en mettant explicitement l’accent sur l’implication de la lipotoxicité et du syndrome métabolique. Induit par l’hyperlipidémie/le blocage de la LPL et l’augmentation de l’expression cardiaque du LDLR, ce modèle a été établi chez des souris WT-129 sur un fond 129J par des injections intrapéritonéales (i.p.) bihebdomadaires de P-407 combinées à une injection intraveineuse unique (i.v.) du virus adéno-associé 9-troponine cardiaque T-LDLR (AAV9-cTnT-LDLR)9.
Entre 4 et 8 semaines après le traitement, un large éventail d’évaluations a été effectué, englobant l’échocardiographie, l’enregistrement de la pression artérielle, la pléthysmographie du corps entier (WBP), la télémétrie par électrocardiographie continue (ECG), la surveillance de la roue d’activité (AWM), ainsi que des analyses biochimiques et histologiques9. À quatre semaines, les souris LDLR/P407 ou « double traitement » présentaient des caractéristiques distinctes de l’ICFEp, notamment une dysfonction diastolique, une fraction d’éjection préservée et une augmentation de l’épaisseur de la paroi ventriculaire gauche9. De plus, la télémétrie ECG et l’AWM ont révélé des blocages cardiaques et une activité réduite, respectivement. Notamment, la pression artérielle et la fonction rénale sont restées normales9. À huit semaines, la fonction diastolique s’est détériorée et les mesures de la WBP ont révélé une réduction de la fréquence respiratoire9. 
Une exploration plus approfondie du modèle de double traitement a révélé une fibrose, des rapports pulmonaires humides/secs élevés et des rapports poids cardiaque/poids corporel9. L’autopsie a révélé une ascite, une ischémie cardiaque et des xanthélasmas. Curieusement, des morts subites ont été documentées entre 6 et 12 semaines après le traitement9. Ce modèle d’ICFEp induit par l’hyperlipidémie murine fournit un outil expérimental rapide, précieux et prometteur pour démêler les complexités du syndrome métabolique contribuant à la dysfonction diastolique avec ICFEp médiée par la lipotoxicité.

<table><tbody><tr><td>Virus adéno-associé 9-troponine cardiaque T-LDLR (AAV9-cTnT-LDLR)</td><td>U. Penn Vector Core, financé par le NHLBI Gene Therapy Program (GTRP)</td><td></td>Les <td>plasmides transgéniques et les particules AAV ont été générés par le U. Penn Vector Core, financé par le NHLBI Gene Therapy Program (GTRP). AAV ont été fournis à Dulbecco' s solution saline tamponnée au phosphate (PBS) avec 0,001 % de Pluronic F68. L’unité de forage a déterminé les titres d’AAV par réaction en chaîne par polymérase numérique (ddPCR) et a évalué toutes les préparations pour le rapport de la protéine de capside par SDS-PAGE et pour la présence d’endotoxine. Les constructions incluent les transcrits humains (h) marqués par 3X HA, Penn Vector Core (RRID : SCR_022432). Le plasmide AAV9-cTNT-hLDLR code pour la protéine LDLR humaine complète (2664bp).</td></tr><tr><td>Systèmes d’imagerie avec sonde de transducteur haute fréquence MS400&nbsp ;</td><td>(VisualSonics, Toronto, ON, Canada)</td><td>Vevo 2100 ou 3100</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Akorn Animal Health, Inc.</td><td>NDC : 59399-106-01</td><td></td></tr><tr><td>Logiciel LabChart</td><td>ADInstruments</td><td>Pro version 8.1.5</td><td></td></tr><tr><td>Poloxamer 407</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>16758</td><td></td></tr><tr><td>Cathéter PV</td><td>Millar Instrument</td><td>PVR 1035</td><td></td></tr><tr><td>Logiciel d’analyse par ultrasons&nbsp ;</td><td>Souris Vevo Lab</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wild (WT) sur fond 129J</td><td>Laboratoire Jackson&nbsp ;</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

modèle murin d’insuffisance cardiaque induite par l’hyperlipidémie avec fraction d’éjection préservée

A Murine Model of Hyperlipidemia&#45;Induced Heart Failure with Preserved Ejection Fraction

La physiopathologie de l’insuffisance cardiaque avec fraction d’éjection préservée (ICFEp) due à la lipotoxicité n’est pas complètement comprise. Étant donné le besoin urgent de modèles animaux qui imitent avec précision l’ICFEp cardiométabolique, un modèle murin induit par l’hyperlipidémie a été mis au point par rétro-ingénierie des phénotypes observés chez les patients atteints d’ICFEp. Ce modèle visait à étudier l’ICFEp, en mettant l’accent sur l’interaction entre la lipotoxicité et le syndrome métabolique. L’hyperlipidémie a été induite chez des souris de type sauvage (WT) sur un fond de souche 129J par des injections intrapéritonéales bihebdomadaires de poloxamer-407 (P-407), un copolymère séquencé qui bloque la lipoprotéine lipase, associées à une injection intraveineuse unique du récepteur des lipoprotéines de basse densité du virus adéno-associé 9-cardiac troponin T-low-density (AAV9-cTnT-LDLR). Des évaluations approfondies ont été effectuées entre 4 et 8 semaines après le traitement, y compris l’échocardiographie, l’enregistrement de la pression artérielle, la pléthysmographie du corps entier, la télémétrie de l’échocardiographie (ECG), la surveillance de la roue d’activité (AWM) et les analyses biochimiques et histologiques. Les souris LDLR/P-407 présentaient des caractéristiques distinctives à quatre semaines, notamment une dysfonction diastolique, une fraction d’éjection préservée et une augmentation de l’épaisseur de la paroi ventriculaire gauche. Notamment, la pression artérielle et la fonction rénale sont restées dans les limites normales. De plus, l’ECG et l’AWM ont révélé des blocs cardiaques et une activité réduite, respectivement. La fonction diastolique s’est détériorée à huit semaines, accompagnée d’une baisse significative de la fréquence respiratoire. Une enquête plus approfondie sur le modèle de double traitement a révélé une fibrose élevée, des rapports poumons humides/secs et des rapports poids cardiaque/poids corporel. Les souris LDLR/P-407 présentaient des xanthélasmas, de l’ascite et une ischémie cardiaque. Fait intéressant, les morts subites sont survenues entre 6 et 12 semaines après le traitement. Le modèle murin de l’ICFEpH offre une ressource expérimentale précieuse et prometteuse pour élucider les subtilités du syndrome métabolique contribuant à la dysfonction diastolique dans le contexte de l’ICFEpP médiée par la lipotoxicité.

Après 4 semaines d’administration combinée d’une dose unique d’AAV9-cTnT-LDLR et d’une dose unique d’alcool et d’une dose unique bihebdomadaire d’administration de l’insurrection. Les injections de P-407 et l’échocardiographie ont révélé une ICFEp, comme en témoignent la fraction d’éjection préservée, le temps de relaxation intraventriculaire prolongé (IVRT) et E/E' prolongé ainsi que la diminution de E/A (figure 3A-E). Une dysfonction diastolique plus grave a été observée après 8 semaines par rapport aux données après 4 semaines. L’analyse de l’anse pression-volume (PV) après 8 semaines de traitement a montré une augmentation de la pente de la relation pression-volume en fin de diastolique, corroborant les résultats de l’échocardiographie de dysfonction diastolique (Figure 3F). Notamment, la mort subite est survenue chez un nombre important de souris traitées par LDLR/P-407 entre 6 et 12 semaines après le traitement par LDLR/P-407 (figure 3G). Ces résultats indiquent une ICFEp cardiométabolique, confirmant l’efficacité de ce protocole et de la conception expérimentale. Une hyperlipidémie a été notée chez les souris traitées par LDLR/P407 à 4 et 8 semaines, comme en témoignent les taux élevés de cholestérol total, de triglycérides, de cholestérol à lipoprotéines de très basse densité (VLDL), de cholestérol à lipoprotéines de basse densité (LDL) et de cholestérol normal à lipoprotéines de haute densité, corroborant nos résultats d’hyperlipidémie (Figure 3H).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66442/66442fig01.jpg"> Figure 1 : Carte plasmidique pour AAV9-cTnT-LDLR. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66442/66442fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66442/66442fig02v2.jpg"> Figure 2 : Procédures d’injection. (A) Image représentative montrant l’injection intraveineuse (i.v.) dans la veine caudale d’AAV9-cTnT-LDLR chez une souris WT sur fond de souche 129J. (B) Illustration de l’injection intrapéritonéale de P-407 chez la souris WT sur le fond de la souche 129J précédemment traitée avec une dose intraveineuse unique d’AAV9-cTnT-LDLR. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66442/66442fig02largev2.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66442/66442fig03.jpg"> Figure 3 : ICFEp cardiométabolique (A-E) Paramètres d’échocardiographie indiquant une insuffisance cardiaque avec fraction d’éjection préservée (ICFEp) après 4 (n = 17) et 8 semaines (n = 11) de traitement par LDLR/P-407 par rapport aux souris non traitées (n = 15). Ceci est mis en évidence par la fraction d’éjection préservée, le temps de relaxation isovolumique prolongé (IVRT), l’augmentation de E/E' et la réduction de E/A, tous des indicateurs de dysfonction diastolique. (F) L’acquisition et l’analyse de la boucle pression-volume ont révélé une augmentation de la pente de la relation pression-volume en fin de diastolique (EDPVR) après 8 semaines de traitement. (G) La mort subite est survenue entre 6 et 12 semaines après le traitement par LDLR/P-407. (H) Un panel lipidique a confirmé les résultats d’une hyperlipidémie chez les souris traitées par LDLR/P407 à 4 (n = 4) et à 8 semaines (n = 3), comme en témoignent les taux élevés de cholestérol total, de triglycérides, de lipoprotéines de très basse densité (VLDL), de cholestérol de lipoprotéines de basse densité (LDL) et de cholestérol normal de lipoprotéines de haute densité par rapport aux souris non traitées (n = 5). Les données sont représentées sous forme de moyenne ± écart-type. *P &lt; 0,05, **P &lt; 0,01, ***P &lt; 0,001, ****P &lt; 0,0001. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66442/66442fig03large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>

Ce protocole présente une approche détaillée de la réplication d’un modèle murin d’insuffisance cardiaque induite par l’hyperlipidémie avec fraction d’éjection préservée (ICFEp). La conception combine l’administration du virus adéno-associé 9-troponine cardiaque, du récepteur des lipoprotéines de basse densité T (AAV9-cTnT-LDLR) et du poloxamer-407 (P-407).

Modèle murin d’insuffisance cardiaque induite par l’hyperlipidémie avec fraction d’éjection préservée

The pathophysiology of heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) driven by lipotoxicity is incompletely understood. Given the urgent need for ...

Notre recherche vise à examiner l’insuffisance cardiaque avec fraction d’éjection préservée, connue sous le nom d’ICFEp, en étudiant spécifiquement les effets de la lipotoxicité. Nous cherchons à élucider la relation complexe entre le syndrome métabolique et la lipotoxicité dans la progression de l’ICFEp et à découvrir les mécanismes sous-jacents à l’origine de la physiopathologie de l’ICFEp à l’aide de ce modèle murin expérimental. Malgré la prévalence croissante et les options de traitement limitées de l’ICFEp, ses mécanismes physiopathologiques, principalement liés au syndrome métabolique, restent mal compris.Ce modèle offre une occasion unique de combler cette lacune et de mettre au point de nouveaux traitements pour l’ICFEp. L’avantage le plus important de notre modèle est sa capacité à imiter les erreurs de manipulation des lipides observées chez les patients atteints d’ICFEp. Ce modèle murin offre des renseignements précieux sur la physiopathologie de l’ICFEp, en particulier sur le métabolisme cardiaque.Nos résultats soulignent l’importance de la mauvaise gestion des acides gras et du cholestérol dans l’ICFEp cardiométabolique. Ce modèle montre parfaitement comment la privation en acides gras perturbe le métabolisme à différents niveaux. Il offre aux chercheurs des avenues potentielles pour découvrir de nouveaux pièges pour les patients atteints d’ICFEp.Ici, au laboratoire Shahada, nous nous concentrerons sur la traduction de ce modèle en grands animaux. Nous étudierons des questions liées à la pathogenèse, à la mort subite et aux interventions thérapeutiques potentielles ciblant la lipotoxicité, l’inflammation et le remodelage cardiaque.

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