טיפול גנטי בשריר הלב למחלות לב איסכמיות טומן בחובו הבטחה גדולה לטיפולים עתידיים. כאן, אנו מציגים מודל חייתי גדול להערכת היעילות של ריפוי גנטי בלב איסכמי.
מאמר שיטה
טיפול גנטי בשריר הלב למחלות לב איסכמיות טומן בחובו הבטחה גדולה לטיפולים עתידיים. כאן, אנו מציגים מודל חייתי גדול להערכת היעילות של ריפוי גנטי בלב איסכמי.
מחלת לב כלילית היא אחד הגורמים המשמעותיים לתמותה ותחלואה ברחבי העולם. למרות התקדמות הטיפולים הנוכחיים, חלק ניכר מהחולים במחלת לב כלילית נשארים סימפטומטיים. אנגיוגנזה טיפולית בתיווך ריפוי גנטי מציעה שיטה טיפולית חדשנית לשיפור זילוח שריר הלב ולהקלה על הסימפטומים. טיפול גנטי עם גורמים אנגיוגניים שונים נחקר במספר ניסויים קליניים. בשל החידוש של השיטה, ההתקדמות של טיפול גנטי שריר הלב הוא נתיב מתמשך מספסל למיטה. לכן, מודלים גדולים של בעלי חיים נדרשים להערכת הבטיחות והיעילות. ככל שמודל בעלי החיים הגדולים מזהה יותר את המחלה המקורית ואת נקודות הקצה המשמשות במרפאות, כך התוצאות צפויות יותר מניסויים קליניים. כאן, אנו מציגים מודל חייתי גדול להערכת היעילות של הטיפול הגנטי בלב חזירי איסכמי. אנו משתמשים בשיטות הדמיה רלוונטיות מבחינה קלינית כגון הדמיית אולטרסאונד ו- 15H2O-PET. לצורך מיקוד העברות הגן לאזור הרצוי, נעשה שימוש במיפוי אלקטרואנטומי. מטרת שיטה זו היא: (1) לחקות מחלת לב כלילית כרונית, (2) לגרום לאנגיוגנזה טיפולית באזורים היפוקסיים של הלב, ו-(3) להעריך את הבטיחות והיעילות של הטיפול הגנטי באמצעות נקודות קצה רלוונטיות.
מחלת לב כלילית אחראית לחלק העצום של נטל התמותה והמחלה ברחבי העולם1. אסטרטגיות הטיפול הנוכחיות הן התערבויות מלעוריות, טיפול תרופתי וניתוח מעקפים2. עם זאת, למרות ההתקדמות של טיפולים נוכחיים אלה, חולים רבים סובלים מה שנקרא תעוקת חזה עקשנית, המדגישה את הצורך הבלתי מסופק בגישות טיפול חדשניות3. אנגיוגנזה טיפולית בתיווך ריפוי גנטי יכולה להתמקד בקבוצת חולים זו.
טיפול גנטי בשריר הלב מועבר לרוב באמצעות וקטורים נגיפיים שונים, לרוב אדנו-וירוס חסר שכפול4. כגנים טיפוליים, נעשה שימוש בגורמי גדילה אנגיוגניים שונים. גורמי הגדילה האנגיוגניים הנחקרים ביותר הם גורמי גדילה אנדותל כלי דם (VEGFs) המתווכים את האיתות האנגיוגני שלהם באמצעות קולטני גורם גדילה אנדותל כלי דם (VEGFRs) וקולטני המשנה שלהם5. מספר ניסויים קליניים הוכיחו את התועלת והבטיחות של טיפול גנטי לבבי והפכו שיטת טיפול חדשנית זו לאפשרות מציאותית לטיפול במחלות לב איסכמיות 6,7. עם זאת, תפיסה זו עדיין זקוקה לשיפור של הגנים הטיפוליים והווקטורים הנגיפיים שהועמדו למבחן במודלים גדולים של בעלי חיים לפני הכניסה למרפאות. החזיר שימש לעתים קרובות כחיית מעבדה מכיוון שליבו דומה מאוד ללב האדם. גודלה של מערכת הלב וכלי הדם של חזיר מאפשר שימוש בהמצאות קטטר דומות לאלה המשמשות בבני אדם. ניתן להשתמש בכל שיטות ההדמיה הזמינות לבני אדם בחזירים8.
ישנם מספר מודלים גדולים של בעלי חיים לאיסכמיה כרונית. הנפוץ ביותר הוא דגם מכווץ אמרואיד 9,10,11. החיסרון של שיטה זו הוא הפולשנות שכן בית החזה נחוץ כדי לגשת כלי הדם הכליליים. בעבר בקבוצה שלנו פותח מודל סטנט מיני פולשני לצוואר בקבוק לאיסכמיה כרונית של שריר הלב12. שיטה זו משמשת גם בכתב יד זה לגרימת איסכמיה של שריר הלב.
השימושיות של הדמיית אולטרסאונד התפתחה באופן משמעותי למרות גיל שיטת ההדמיה. לדוגמה, זן שריר הלב הוא עדיין בעיקר בשימוש מחקרי בשל החידוש שלה. מתח שריר הלב משקף שינויים בתפקוד ההתכווצות של הלב טוב יותר מאשר מדידת מקטע הפליטה המסורתית במצב M13. כך, כאן במודל בעלי החיים הגדולים, נעשה שימוש במדידת מתח שריר הלב. כדי להעריך את תפקוד הלב, תפוקת הלב נמדדת גם על ידי הדמיית cine של החדר השמאלי במהלך אנגיוגרפיה. תפוקת הלב נמדדת הן במנוחה והן תחת לחץ הנגרם על ידי דובוטמין כדי להעריך את תפקוד שריר הלב תחת לחץ.
בנוסף למדידות של תפקוד הלב, מידע על זילוח שריר הלב חיוני במחקרי ריפוי גנטי שמטרתם אנגיוגנזה טיפולית. במודל זה של בעלי חיים, בעלי חיים מצולמים עם טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים של 15 H 2 O-PET עם תווית O (15H2O-PET) מכיוון שזהו תקן הזהב למדידת זילוח שריר הלב. 15H2O-PET אומת בעבר למדידת זילוח של לב חזירי איסכמי14.
לפיכך, השיטות והשיטות שהוזכרו לעיל מהוות פרספקטיבה מצוינת להערכת יעילות הטיפול הגנטי בלב האיסכמי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניסויים המוצגים כאן מבוצעים באמצעות נקבות חזירי בית בנות כ-10 שבועות ומאושרים על ידי המועצה לניסויים בבעלי חיים בפינלנד. בעלי חיים שוקלים 30-40 ק"ג בתחילת הפרוטוקול, מה שמאפשר את אותו ציוד פרוצדורלי ושיטות הדמיה ככל האפשר לבני אדם. איסכמיה כרונית נגרמת 14 יום לפני העברת הגנים, וזמן המעקב לאחר העברת הגן תלוי בווקטור הנגיפי בו נעשה שימוש. פרוטוקול המחקר מוצג באיור 1. פרוטוקול זה יכול לשמש לביצוע זריקות טיפול גנטי אדנו-ויראלי או בתיווך AAV. יש להתאים את זמן איסוף הדגימה לשיא ביטוי הטרנסגנים, התלוי בווקטור הנגיפי בו נעשה שימוש. לדוגמה, בעת ביצוע העברות גנים אדנו-ויראליות, זמן איסוף הדגימה מוגדר ל -6 ימים לאחר העברת הגנים.
1. תרופות
2. אקוקרדיוגרפיה טרנס-חזה
3. פעולות אנדו-וסקולריות בהנחיה פלואורוסקופית
4. הדמיית PET
הערה: יום לפני העברת הגנים, בצע מנוחה ומתח 15סריקות PET/CT רדיו-מים מסומנות O (דורש טכנאי סביבת בית חולים וטכנאים רדיולוגיים).
5. העברת גנים
6. המתת חסד ואיסוף דגימות
הערה: לאחר מדידות האנגיוגרמה הכלילית ומקטע הפליטה המתוארות בשלבים 3.4.1 ו-3.5.2, בהתאמה, יש לתת 50 מ"ל אשלגן כלורי רווי לווריד לחזיר המורדם.
7. אחסון דוגמאות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ההצלחה של ניתוח איסכמיה יכולה להיות מאושרת באמצעות פרוטוקול זה על ידי אנגיוגרמה כלילית ועל ידי קביעת האזור ההיפוקינטי באמצעות אולטרסאונד טרנס-חזה (איור 1) לפני שממשיכים למסירת הגן. ניתן להעריך את מצב החסימה הכלילית על ידי אנגיוגרמה כלילית, והמיפוי האלקטרואנטומי מבטיח את האזורים האיסכמיים ותרדמת החורף.
ניתן לנתח את יעילות הטיפול הגנטי על-ידי מדידת המתח ההיקפי, מקטע הפליטה וזילוח שריר הלב ב-15H2O-PET (איור 3). ניתן...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ניתן לשנות את נקודות הזמן של פרוטוקול זה בהתאם לווקטור הנגיפי בו נעשה שימוש. כמו כן, ניתן לבחור את הניתוחים האימונוהיסטולוגיים על פי הגן הטיפולי. ניתן גם להוסיף עוד נקודות זמן ונקודות קצה לפרוטוקול במידת הצורך.
פרוטוקול זה מורכב משלבים, שהם חיוניים להצלחה ובלתי אפשריים לתיקון לאחר מכן. ראשית, אם לא מצליחים לגרום לאיסכמיה מתאימה, יש להוציא את בעל החיים מהליכים וניתוחים נוספים. סטנדרטיזציה של השיטות וההדמיה היא קריטית כדי שהתוצאות יהיו דומות בין נקודות הזמן לבעלי החיים. שנית, יש לאסוף את הדגימות...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים.
המחברים רוצים להודות למריה הדמן, טאינה לאיטינן, טומי לאיטינן, פקה פוטיינן, אניקה וירן וסברי סורמונן על הסיוע ואישור 15הדמיות O-PET בבית החולים האוניברסיטאי קופיו; והייקי קארהונן (Heikki Karhunen), מינה טורונן (Minna Törrönen) ורייקה ונליינן (Riikka Venäläinen) מהמרכז הלאומי לחיות מעבדה על עזרתם בעבודת בעלי חיים.
מחקר זה נתמך על ידי מענקים מהאקדמיה הפינית, ERC ומענק CardioReGenix EU Horizon 2020.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1% PFA | VWR | VWRC28794.295 | מוכן מאבקת פרפורמלדהיד |
| 15% סוכרוז | VWR | VWRC27480.294 | מוכן מסוכרוז מוצק |
| 4% PFA | VWR | VWRC28794.295 | מוכן מאבקת פרפורמלדהיד |
| 5 F קטטר צמה | קורדיס | 534-550S | |
| 6 F קטטר AR2 | קורדיס | 670-112-00 | |
| 6 F נדן היכרות | Cordis | 504-606X | |
| 8 F נדן היכרות | Cordis | 504-608X | |
| אצטילסליצילית | מפיק משתנה | ||
| Amiodarone | מפיק משתנה | ||
| תחנה אנגיוגרפית | GE Healthcare | ||
| Angiolaboratory סט | Mö lnlycke | תוכנן לצרכי מעבדת האנגיו-מעבדה שלנו, מכיל וילונות, כוסות וספוגיות סטריליות | |
| Bisoprolol | מפיק משתנה | ||
| Cefuroxime | מפיק משתנה | ||
| מפיק | |||
| Coroflex Blue סטנט | B.Braun Medical | 5029012 | מספר הקטלוג תלוי בגודל הסטנט |
| Crile | |||
| Cyclotron | GE Healthcare | ||
| Dobutamine | יצרן משתנה | ||
| מערכת מיפוי אלקטרואנטומית | Biologics Delivery Systems, Johnson & חברת | ||
| Enoxaparin | מפיק משתנה | ||
| פנטניל | מפיק משתנה קטטר | ||
| הזרקה Intramyocardial | ג'ונסון & סוכן ניגודיות יוד ג'ונסון | ||
| סכין | |||
| לידוקאין | מפיק משתנה | ||
| חנקן | מפיק משתנה | ||
| MgSO4 | מפיק משתנה | ||
| מחט 18 גרם | קורדיס | 12-004943 | |
| משאבת | |||
| סורק PET-CT | סימנס בריאות | ||
| פוליטטרפלואורואתילן | |||
| פרופופול | מפיק משתנה | ||
| אזמל מס' 11 | VWR | SWAN0503 | |
| דיניטראט תת לשוני | טקדה | ||
| מכונת אולטרסאונד | פיליפס |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה