Name: Utilisation d’un modèle de cœur de rat isolé pour tester les stratégies de préservation du cœur d’un donneur (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-04T13:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 56 s
Description: Découvrez un protocole de cœur de rat isolé pour évaluer les stratégies de préservation cardiaque. Cette méthode permet de mesurer le débit aortique et la fonction cardiaque après conservation à froid ou ischémie chaude.

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<meta charset="utf8"></head><body>Optimisation de la préservation du cœur d’un donneur à l’aide d’un modèle de perfusion cardiaque de rat fonctionnel

<ol><li>Kwan, J. C., Gao, L., Macdonald, P. S., Hicks, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardio-protective+signalling+by+glyceryl+trinitrate+and+cariporide+in+a+model+of+donor+heart+preservation%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Lung+Circ%22%5BJournal%5D)">Cardio-protective signalling by glyceryl trinitrate and cariporide in a model of donor heart preservation.</a> Heart Lung Circ. 24 (3), 306-318 (2015).</li>
<li>Watson, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+preservation+of+the+rat+heart+after+prolonged+hypothermic+ischemia+with+erythropoietin-supplemented+Celsior+solution%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Enhanced preservation of the rat heart after prolonged hypothermic ischemia with erythropoietin-supplemented Celsior solution.</a> J Heart Lung Transplant. 32 (6), 633-640 (2013).</li>
<li>Chew, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outcomes+of+donation+after+circulatory+death+heart+transplantation+in+Australia%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Outcomes of donation after circulatory death heart transplantation in Australia.</a> J Am Coll Cardiol. 73 (12), 1447-1459 (2019).</li>
<li>Dhital, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+heart+transplantation+with+distant+procurement+and+ex-vivo+preservation+of+donor+hearts+after+circulatory+death%3A+a+case+series%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Adult heart transplantation with distant procurement and ex-vivo preservation of donor hearts after circulatory death: a case series.</a> Lancet. 385 (9987), 2585-2591 (2015).</li>
<li>Joshi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+transplantation+from+DCD+donors+in+Australia%3A+Lessons+learned+from+the+first+74+cases%5BTitle%5D)+AND+%22Transplantation%22%5BJournal%5D)">Heart transplantation from DCD donors in Australia: Lessons learned from the first 74 cases.</a> Transplantation. 107 (2), 361-371 (2023).</li>
<li>Villanueva, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+recovery+after+dantrolene-supplementation+of+cold+stored+hearts+using+an+ex+vivo+isolated+working+rat+heart+model%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Functional recovery after dantrolene-supplementation of cold stored hearts using an ex vivo isolated working rat heart model.</a> PLoS One. 13 (10), e205850(2018).</li>
<li>Villanueva, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cardioprotective+potential+of+the+sodium-glucose+cotransporter+2+inhibitor+empagliflozin+in+donor+heart+preservation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">The cardioprotective potential of the sodium-glucose cotransporter 2 inhibitor empagliflozin in donor heart preservation.</a> J Heart Lung Transplant. 39 (10), 1151-1153 (2020).</li>
<li>Gao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+role+of+the+STAT3+pathway+in+the+cardioprotective+efficacy+of+zoniporide+in+a+model+of+myocardial+preservation+-+the+rat+isolated+working+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Critical role of the STAT3 pathway in the cardioprotective efficacy of zoniporide in a model of myocardial preservation - the rat isolated working heart.</a> Br J Pharmacol. 162 (3), 633-647 (2011).</li>
<li>Cropper, J. R., Hicks, M., Ryan, J. B., Macdonald, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardioprotection+by+cariporide+after+prolonged+hypothermic+storage+of+the+isolated+working+rat+heart%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Cardioprotection by cariporide after prolonged hypothermic storage of the isolated working rat heart.</a> J Heart Lung Transplant. 22 (8), 929-936 (2003).</li>
<li>Gao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+functional+recovery+of+the+heart+donated+after+circulatory+death+determination+with+antemortem+heparin%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Enhanced functional recovery of the heart donated after circulatory death determination with antemortem heparin.</a> J Heart Lung Transplant. 39 (6), 607-609 (2020).</li>
<li>Villanueva, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+increasing+donor+age+on+myocardial+ischemic+tolerance+in+a+rodent+model+of+donation+after+circulatory+death%5BTitle%5D)+AND+%22Transplant+Direct%22%5BJournal%5D)">The effect of increasing donor age on myocardial ischemic tolerance in a rodent model of donation after circulatory death.</a> Transplant Direct. 7 (6), e699(2021).</li>
<li>Kumarasinghe, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+heart+function+from+older+donors+using+pharmacologic+conditioning+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Improved heart function from older donors using pharmacologic conditioning strategies.</a> J Heart Lung Transplant. 35 (5), 636-646 (2016).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Tube Eppendorff incolore de 1,5 ml, 1000 par boîte</td><td>Bio Strategy Pty Ltd</td><td>0030.125.150</td><td></td></tr><tr><td>15 mL cent/tubes (S) Manchon/25 PP ctn/500</td><td>Sigma-aldrich Pty Ltd</td><td>CLS430791-500ea</td><td></td></tr><tr><td>BP Kit de transducteur/câble</td><td>ADInstruments</td><td>MLT1199</td><td>Acquisition de données</td></tr><tr><td>Pont Ampli</td><td>ADInstruments</td><td>FE221</td><td>Acquisition de données</td></tr><tr><td>Carbogen 555G2</td><td>BOC</td><td>BOC002</td><td></td></tr><tr><td>Checktemp1 thermomètre</td><td>Hanna Instruments</td><td>HI98509</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Clamp Pinch 1/4-7/16 PK 12</td><td>Thomas Scientific</td><td>2848Y40</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Clamp w/Extension Stem Med.</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847T08</td><td>Collier de construction de plate-forme</td></tr><tr><td>avec tige d’extension Sm.</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847T02</td><td></td></tr><tr><td>Rig Construction Clips, Vessel, 60 g Pression</td><td>cohérente Scientific</td><td>14121</td><td>Équipement chirurgical</td></tr><tr><td>Connecteur fermé</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847E25</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Covidien Sofsilk 2-0 noir prédécoupé 45 cm boîte de 24</td><td>Fournitures médicales spécialisées</td><td>S195</td><td>Consommables chirurgicaux</td></tr><tr><td>sur mesure 250 mL Dégazeur gainé</td><td>Verrerie soufflée sur mesure Pty Ltd</td><td>N/A</td><td>Construction de plate-forme</td></tr><tr><td>Réservoir sur mesure de 750 mL</td><td>Verrerie soufflée sur mesure Pty Ltd</td><td>N/A</td><td>Construction de plate-forme</td></tr><tr><td>D-(+)-Glucose Anhydrus SigmaUltra</td><td>Sigma-aldrich Pty Ltd</td><td>G7528-1Kg</td><td>Pour fabriquer Krebs Buffer</td></tr><tr><td>Console à double canal</td><td>ADInstruments</td><td>TS402</td><td>Acquisition de données</td></tr><tr><td>Erlenmyer flacons 2 L&nbsp ;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Filtre Microfibre type GF/C fibre de verre 47 mm, 100</td><td>Bio-strategy Pty Ltd</td><td>1822047</td><td></td></tr><tr><td>Pince, 15 cm, 0,3 mm, CRVD</td><td>Coherent Scientific</td><td>14114</td><td>Matériel chirurgical</td></tr><tr><td>Pinces à quatre broches avec bras de 9 mm x 115 mm de long pour la tenue d’objets de 2 à 70 mm de diamètre. Vinyle enduit</td><td>Met-App Australia Pty Ltd</td><td>1352</td><td>Rig</td></tr><tr><td>Construction Heater Circulator. Contrôle numérique à semi-conducteurs. (1020 watts/240 volts)</td><td>Thermoline Scientific</td><td>TU3</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Heparine 5000 U/5 mL boîte 50 Pfizer 02112115</td><td>Clffird Hallam Healthcare Pty Ltd</td><td>1258693</td><td>Médicaments</td></tr><tr><td>Ilium Xylazil 20 Inj 50 mL</td><td>Cenvet Australia Pty Ltd</td><td>X5010</td><td>Anesthésique</td></tr><tr><td>Johns Hopkins Bulldog</td><td>Clamp Coherent Scientific&nbsp ;</td><td>CS-WPI-14117</td><td></td></tr><tr><td>Kétamine 100 mg/50 mL</td><td>Provet (NSW) Pty Ltd</td><td>KETAI1</td><td>Anesthésique</td></tr><tr><td>sulfate de magnésium heptahydraté AR 500 g Chemsupply</td><td>Bio Strategy Pty Ltd</td><td>MA048-500g</td><td>Pour fabriquer Krebs</td></tr><tr><td>Buffer Adaptateur à charnière mâle/femelle</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847V08</td><td>Construction de plate-forme</td></tr><tr><td>Masterflex L/S Tête de chargement facile pour tube de précision, PPS, CRS Rotor</td><td>John Morris</td><td>1015164</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Ciseaux Metzenbaum, 11,5 cm incurvés</td><td>Coherent Scientific</td><td>WPI-501748</td><td>Matériel chirurgical</td></tr><tr><td>Ciseaux Metzenbaum, 14,5 cm droits</td><td>Coherent Scientific</td><td>WPI-501252</td> Matériel de montage <td>d’équipement chirurgical</td></tr><tr><td>F/2-HEADS SS</td><td>John Morris</td><td>1014414</td><td>Vis de montage pour têtes</td></tr><tr><td>de pompe Connecteur ouvert</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847E05</td><td>Construction de plate-forme</td></tr><tr><td>Paraformadehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6148-500G</td><td>Traitement d’échantillons</td></tr><tr><td>Chlorure de potassium (AnalaR NORMAPUR) 500 g</td><td>VWR Chemicals&nbsp ;</td><td>26764.26</td><td>Pour faire le tampon Krebs</td></tr><tr><td>Phosphate de potassium monobasique</td><td>Sigma-Aldrich Pty Ltd</td><td>P5379-500g</td><td>Pour fabriquer Krebs Buffer</td></tr><tr><td>Powerlab 2/26, enregistreur 2 canaux + logiciel Labchart</td><td>ADInstruments</td><td>ML826</td><td>Matériel et logiciel informatiques</td></tr><tr><td>Precision XN Inline Flowsensor, 3,2 mm (1/8")ID ME4PXN-KR37 XF</td><td>ADInstruments</td><td>ME4PXN</td><td>Scalpel de construction de plate-forme</td></tr><tr><td>avec poignée jetable #11 pkt/10</td><td>BSN Medical (Aust) Pty Ltd</td><td>73252-36</td><td></td></tr><tr><td>Joint en silicone pour Swinnex 47 mm 5/PK</td><td>Merck Millipore</td><td>SX0004701</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Joint torique en silicone 5-329 10/PK</td><td>Merck Millipore</td><td>XX1104707</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Single Buret Clamp</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847T32</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Slip-on Entrée Filtre pore size 10 &micro ; m (bubbler)</td><td>Sigma-aldrich</td><td>59277</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Sm. 360 Connecteur de rotation</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847E35</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Bicarbonate de sodium</td><td>Sigma-Aldrich Pty Ltd</td><td>S6297 - 250g</td><td>Pour faire Krebs Buffer</td></tr><tr><td>Swinnex Filter Holder, 47 mm</td><td>Merck Millipore</td><td>SX0004700</td><td>Rig Seringues de construction</td></tr> 1 <tr><td>mL boîte/100</td><td>Becton Dickinson Pty Ltd</td><td>302100</td><td></td></tr><tr><td>Pinces à trois broches avec bras de 9 mm de diamètre x 125 mm de long et double vis pour maintenir 5-80 mm</td><td>Met-App Australia Pty Ltd</td><td>1356</td><td>Rig</td></tr><tr><td>Construction Tubing Flowmeter Module TS410</td><td>ADInstruments</td><td>TS410</td><td>Tube d’acquisition de données</td></tr><tr><td>PVC 6,35 mm ID x 9,52 mm OD 50ft Rouleau 15,24 m, transparent, sans phtalate DEHP, de qualité alimentaire conforme à REAC</td><td>Thermo Fisher</td><td>NAL 8701-0600</td><td>Construction de plate-forme</td></tr><tr><td>Tube PVC 7,94 mm ID x 11,1 mm OD Rouleau de 50 pieds 15,24 m, transparent, sans phtalate de DEHP, qualité alimentaire conforme à REAC</td><td>Thermo Fisher</td><td>NAL 8701-0900</td><td>Tube de construction de plate-forme</td></tr><tr><td>PVC 9,52 mm ID x 12,7 mm OD Rouleau de 100 pieds Thermo</td><td>Fisher</td><td>NAL 8701-4120</td><td>Ciseaux de construction de plate-forme</td></tr><tr><td>Vannas, 8,5 cm, droit, 7 mm Lames</td><td>Coherent Scientific</td><td>WPI-500-086</td><td>Équipement</td></tr> <tr><td>chirurgicalBain-marie 30 litres avec plateau suspendu</td><td>Thermoline Scientific</td><td>TLWB-30</td><td>Rig Construction</td></tr></tbody></table>

utilisation d’un modèle de cœur de rat isolé pour tester les stratégies de préservation du cœur d’un donneur

Using an Isolated Working Rat Heart Model to Test Donor Heart Preservation Strategies

Les résultats de la perfusion de base détermineront si l’expérience initiale (pré-stockage) a été couronnée de succès. Le débit aortique affiché en mode Langendorff doit être compris entre 14 et 22 mL/min. Le débit de Langendorff est affiché sous la forme d’une valeur négative sur le débitmètre en raison de la perfusion rétrograde de l’aorte. La figure 4A montre un exemple de trace de Langendorff acceptable.
Une fois mis en mode de fonctionnement, le débit aortique doit être d’au moins 30 ml/min une fois que le cœur s’est stabilisé. Il est normal que le débit augmente d’abord à environ 50 ml/min, puis diminue à environ 25 ml/min avant de revenir à un débit aortique de base stable. Une fois que les paramètres de base sont satisfaisants (AF &gt; 30 mL/min, CF 10-20 mL/min, HR 200-300 bpm), le cœur peut être stocké. La figure 4B est un exemple d’un bon tracé de référence.
Selon la solution de conservation testée, certains cœurs ne se rétabliront pas bien après un stockage statique prolongé à froid, malgré une excellente base de référence. La figure 4C montre un exemple de trace indiquant une mauvaise récupération en mode de fonctionnement.
La récupération fonctionnelle finale du flux aortique peut être calculée sur la base de la lecture finale du flux aortique en pourcentage de la valeur de référence. Par exemple, si la FA de base du cœur était de 40 mL/min et que la FA à la fin de la reperfusion après stockage statique à froid était de 20 mL/min, la récupération de la FA pour ce cœur était de 50 %. La figure 5 donne un exemple de cette représentation des données.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66910/66910fig01.jpg"> Figure 1 : Circuit de perfusion du cœur de travail. (A) Photo du circuit de perfusion du cœur de rat de travail isolé. La case rouge indique où se positionne le cœur isolé. (B) Schéma du circuit de perfusion du cœur de travail isolé indiquant la direction d’écoulement du tampon KH à travers le circuit pour la perfusion de Langendorff (ligne pointillée) et en mode de fonctionnement (ligne continue). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig01large.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/66910/66910fig02.jpg"> Figure 2 : Configuration du logiciel LabChart. (A) Configuration des paramètres de canal pour la pression aortique, le débit aortique et la fréquence cardiaque. (B) Exemple de modèle LabChart configuré avec trois canaux. Les fenêtres de droite montrent chaque canal configuré. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig02large.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/66910/66910fig03.jpg"> Figure 3 : Canulation et cardioplégie. (A) Canulation cardiaque avant la mise en place dans la chambre de la chemise d’eau. La canule gauche est insérée dans l’aorte et la canule droite est insérée dans le ventricule gauche via l’appendice auriculaire gauche. Les vaisseaux pulmonaires ont été ligotés et le tissu pulmonaire disséqué. (B) Après l’administration de la cardioplégie, le cœur est placé dans un bécher contenant la solution de cardioplégie. Les canules ont été serrées avec des pinces bulldog avant de se déconnecter de la plate-forme. (C) Exemple de cœurs placés dans une glacière pour un stockage frigorifique prolongé. Ici, deux cœurs ont été stockés pour la reperfusion. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig03large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66910/66910fig04.jpg"> Figure 4 : Exemples de traces LabChart. Traces de pression (graphique rouge), de débit aortique (graphique bleu) et de fréquence cardiaque (graphique vert) pour un cœur avec (A) Bonne trace de Langendorff, (B) Bonne récupération lors de la reperfusion en mode de travail, (C) Mauvaise récupération lors de la reperfusion en mode de travail. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig04large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66910/66910fig05.jpg"> Figure 5 : Graphiques représentatifs de la récupération fonctionnelle. (A) le flux aortique, (B) le débit coronarien, (C) le débit cardiaque et (D) la fréquence cardiaque. Cette figure a été réutilisée avec la permission de Gao et al.8. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig05large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>

Utilisation d’un modèle de cœur de rat isolé pour tester les stratégies de préservation du cœur d’un donneur

Optimization of donor heart preservation solutions has played a key role in reducing ischemia-reperfusion injury in donor hearts during organ retrieval, ...

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Cette vidéo décrit une technique ex situ de préservation d’un cœur porcin isolé en le perfusant avec une solution de perfusat oxygénée et riche en nutriments. La technique permet l’évaluation complète des performances cardiaques dans des conditions physiologiques.

La perfusion cardiaque ex situ : une technique pour préserver la fonction cardiaque porcine isolée

La plupart des études impliquant l’appareil de Langendorff utilisent de petits modèles animaux en raison de la complexité accrue des systèmes pour les grands mammifères. Nous décrivons un système de Langendorff pour les grands modèles animaux qui permet une utilisation sur une gamme d’espèces, y compris les humains, et une acquisition de données relativement facile.

Un système de Coeur de travail isolé pour les grands modèles animaux

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Modèle de rat de transplantation cardiaque hétérotopique perfusée ex situ normamère

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Découvrez un protocole de cœur de rat isolé pour évaluer les stratégies de préservation cardiaque. Cette méthode permet de mesurer le débit aortique et la fonction cardiaque après conservation à froid ou ischémie chaude.

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