הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטות לביטוי טרנסגני בלבבות חולדות ועכברים על ידי הזרקה ישירה של הנגיף בהנחיית אקוקרדיוגרפיה. שיטות להערכת הרגישות של לבבות להפרעות קצב חדריות על ידי גירוי חשמלי מתוכנת של לבבות מבודדים, Langendorff-perfused מוסברים גם כאן.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטות לביטוי טרנסגני בלבבות חולדות ועכברים על ידי הזרקה ישירה של הנגיף בהנחיית אקוקרדיוגרפיה. שיטות להערכת הרגישות של לבבות להפרעות קצב חדריות על ידי גירוי חשמלי מתוכנת של לבבות מבודדים, Langendorff-perfused מוסברים גם כאן.
מחלות לב הן הגורם המוביל לתחלואה ולתמותה ברחבי העולם. בשל קלות הטיפול והשפע של זנים מהונדסים, מכרסמים הפכו למודלים חיוניים למחקר לב וכלי דם. עם זאת, הפרעות קצב לב קטלניות ספונטניות שלעתים קרובות גורמות לתמותה בחולי מחלות לב הן נדירות במודלים של מכרסמים של מחלות לב. הסיבה העיקרית לכך היא ההבדלים בין המינים בתכונות החשמליות של הלב בין בני אדם למכרסמים ומהווה אתגר לחקר הפרעות קצב לב באמצעות מכרסמים. פרוטוקול זה מתאר גישה המאפשרת ביטוי טרנסגני יעיל בשריר הלב של עכברים וחולדות באמצעות זריקות תוך-שריריות מונחות אקוקרדיוגרפיה של נגיף רקומביננטי (אדנו-וירוס ונגיף הקשור לאדנו). עבודה זו גם מתווה שיטה המאפשרת הערכה אמינה של רגישות הלב להפרעות קצב באמצעות עכברים ולבבות עכברים וחולדות מבודדים, לנגנדורף, עם גירויים חשמליים אדרנרגיים ומתוכנתים. טכניקות אלה הן קריטיות לחקר הפרעות בקצב הלב הקשורות לשיפוץ לב שלילי לאחר פציעות, כגון אוטם שריר הלב.
מחלות לב וכלי דם הן סיבת המוות המובילה בעולם, וגבו את חייהם של 18 מיליון אנשים בשנת 2017 לבדה1. מכרסמים, במיוחד עכברים וחולדות, הפכו למודל הנפוץ ביותר במחקר קרדיווסקולרי בשל קלות הטיפול והזמינות של ביטויי יתר מהונדסים שונים או קווי נוקאאוט. מודלים של מכרסמים היו בסיסיים להבנת מנגנוני המחלה ולזיהוי מטרות טיפוליות חדשות פוטנציאליות באוטם שריר הלב2, יתר לחץ דם3, אי ספיקת לב4 וטרשת עורקים5. עם זאת, השימוש במכרסמים במחקרים על הפרעות קצב לב מוגבל על ידי גודל הלב הקטן שלהם וקצב הלב המהיר יותר בהשוואה למודלים אנושיים או בעלי חיים גדולים. לכן, הפרעות קצב קטלניות ספונטניות בעכברים או בחולדות לאחר אוטם שריר הלב הן נדירות2. החוקרים נאלצים להתמקד בשינויים משניים עקיפים שעשויים לשקף מצע פרו-אריתמי, כגון פיברוזיס או ביטוי גנים, מבלי להראות שינויים משמעותיים בעומס הפרעות קצב או נטיות פרו-קצביות. כדי להתגבר על מגבלה זו, שיטה המאפשרת הערכה אמינה של הרגישות של לבבות עכברים וחולדות לטכיאריתמיות חדריות לאחר שינוי גנטי 6,7 או אוטם שריר הלב2 מתוארת בפרוטוקול הנוכחי. שיטה זו משלבת גירוי קולטן אדרנרגי עם גירוי חשמלי מתוכנת כדי לגרום לטכיאריתמיות חדריות בלבבות עכברים וחולדותמבודדים, מסוג Langendorff-perfused.
גישות סטנדרטיות להעברת גנים נגיפיים ברקמת שריר הלב של מכרסמים כרוכות לעתים קרובות בחשיפת הלב על ידי בית החזה 9,10,11, שהוא הליך פולשני וקשור להתאוששות מאוחרת של בעלי החיים לאחר ההליך. מאמר זה מתאר שיטה של הזרקה ישירה של וירוס בהזרקה ישירה של הנגיף תחת הדרכת הדמיה אולטרסאונד לביטוי יתר של טרנסגנים. הליך פחות פולשני זה מאפשר התאוששות מהירה יותר של בעלי החיים לאחר הזרקה נגיפית ופחות פגיעה ברקמות, בהשוואה לבית החזה, מפחית כאב ודלקת לאחר הניתוח בבעל החיים, ובכך מאפשר הערכה טובה יותר של ההשפעות של גנים מהונדסים על תפקוד הלב.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל השיטות והנהלים המתוארים אושרו על ידי הוועדה לביקורת אתית של מחקר בבעלי חיים באוניברסיטת אוטווה והוועדה לבדיקת בטיחות ביולוגית במכון הלב של אוניברסיטת אוטווה. פרוטוקולי הבטיחות שפותחו כוללים כי כל ההליכים העוסקים באדנווירוס רקומביננטי או בווירוס הקשור לאדנו (AAV) בוצעו בארון בטיחות ביולוגית ברמה II. כל הפריטים שהיו במגע עם הנגיף פורקו לחלוטין לאחר הניסוי. במחקר הנוכחי נעשה שימוש בעכברי Ctnnb1 flox/flox ו-αMHC-MerCreMer (בני 8-12 שבועות, משני המינים) ובחולדות ספראג-דאולי (200-250 גרם, זכר). החיות התקבלו ממקורות מסחריים (ראו טבלת חומרים). כל ההליכים העוסקים בבעלי חיים בוצעו על ידי אנשי צוות שהוכשרו ואושרו על ידי ועדות רגולטוריות מוסדיות. ציוד מגן אישי מתאים שימש במהלך כל ההליכים.
1. ביטוי טרנסגנים ויראליים ברקמות חדריות מכרסמים
הערה: אחסן אדנו-וירוס רקומביננטי או AAV המבטא את גן היעד ואת וירוס הבקרה המתאים, כגון Ad-GFP (טיטר של 1 x 10 10 PFU/mL) או AAV9-GFP (טיטר של 1 x 1013 GC/mL) (ראה טבלת חומרים), במקפיא של −80 מעלות צלזיוס.
2. הערכה של רגישות להפרעות קצב לב
הערה: ב 4-6 ימים לאחר הזרקת אדנווירוס ו 1-2 שבועות לאחר הזרקת AAV, להעריך את הרגישות של לבבות בעלי חיים להפרעות קצב לב בעקבות שלבים 2.1.-2.2.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאשר עוקבים אחר הפרוטוקול המתואר כאן (איור 1), לב של חולדה או עכבר מבודד פועם בקצב וביציבות במשך 4 שעות לפחות. אם התכנון הניסיוני דורש תקופה ארוכה יותר של זלוף לב, כדאי להוסיף אלבומין לתמיסת הזלוף כדי להפחית את המופע של בצקת שריר הלב לאחר זלוףארוך 14. הכללת איזופרוטארנול בתמיסת הזלוף מחקה את הפעלת מערכת העצבים הסימפתטית המתרחשת במצבים קצביים רבים כגון אוטם שריר הלב ואי ספיקת לב. במהלך הגירוי החשמלי המתוכנת, הקצב המוצלח של הלב מאומת על ידי (1) לכידת פעימות הלב ביחס של ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מספר שלבים הם קריטיים להצלחת הכנת הלב המבודד והמבודד של לנגנדורף. ראשית, חשוב להימנע מכל נזק ללב במהלך איסוף הלב (למשל, עקב סחיטה או חיתוך בשוגג עם המספריים). שנית, זה קריטי לשים את הלב שנאסף לתוך פתרון טירוד קר בהקדם האפשרי כי זה יעצור את פעימות הלב ולהפחית את צריכת החמצן של הלב. שלישית, אסור שהחדרת המחט לאבי העורקים תהיה עמוקה מדי – באופן אידיאלי, קצה המחט קרוב לרמת המסתם האאורטלי, כך שהלב מוחדר היטב דרך העורקים הכליליים. לבסוף, יש להסיר בועות במחט הזלוף לפני ביצוע קנולציה של אבי העורקים – בדרך כלל כדאי להפעיל את המשאב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין אינטרסים כלכליים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקי הפרויקט של המכונים הקנדיים לחקר הבריאות (CIHR) (PJT-148918 ו- PJT-180533, ל- WL), פרס חוקר הקריירה המוקדמת של CIHR (AR8-162705, ל- WL), קרן הלב והשבץ של קנדה (HSFC) מלגת מקדונלד ופרס חוקר חדש (S-17-LI-0866, ל- WL), מלגות סטודנטים (ל- JW ו- YX), ומלגת פוסט-דוקטורט (ל- AL) מאוניברסיטת אוטווה קרנות הקדשת לב במכון הלב. המחברים מודים למר ריצ'רד סימור על תמיכתו הטכנית. איור 2 נוצר עם Biorender.com עם רישיונות מאושרים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 30 גרם 1/2 PrecisionGlide Needle | Becton Dickinson (BD) | 305106 | |
| וירוס הקשור לאדנו (AAV9-GFP) | Vector Biolabs | 7007 | |
| אדנו-וירוס (Ad-GFP) | וקטור Biolabs | 1060 | |
| אדנו-וירוס (Ad-Wnt3a) | Vector Biolabs | ADV-276318 | |
| ארון בטיחות ביולוגית (רמה II) | Microzone Corporation | N/A | דגם #: BK-2-4 |
| בופרנורפין | וטרינרגי | DIN 02342510 | |
| סידן כלוריד | סיגמא-אולדריץ' | 102378 | |
| D-גלוקוז | פישר כימיקל | D16-1 | |
| קוצץ שיער | WAHL Clipper Corporation | 78001 | |
| מזרק המילטון | סיגמא-אולדריץ' | 20701 | 705 LT, נפח 50 μ L |
| כרית חימום | Life Brand | E12107 | |
| Heparin | Fresenius Kabi | DIN 02264315 | |
| HEPES | Sigma-Aldrich | H4034 | |
| Isoflurane | Fresenius Kabi Ltd. | M60303 | |
| איזופרוטרנול הידרוכלוריד | סיגמא-אולדריץ' | 1351005 | |
| LabChart 8 תוכנה | ADInstruments Inc. | גרסה 8.1.5 | להקלטת א.ק.ג |
| מגנזיום כלוריד הקסהידרט | סיגמא-אולדריץ' | M2393 | |
| (Ctnnb1flox/flox) | עכברי Jackson Labs | 4152 | |
| (α MHC-MerCreMer) | Jackson Labs | 5650 | |
| מיקרוסקופ | Leica | S9i | עבור מתמר מערכת לנגנדורף |
| MS400 | VisualSonic Inc. | N/A | |
| Systane | DIN 02444062 | ||
| אשלגן כלורי (KCl) | Sigma-Aldrich | P9541 | |
| מד לחץ | NETECH | DigiMano 1000 | למערכת לנגנדורף |
| משאבת | קול-פארמר | UZ-77924-65 | למערכת לנגנדורף |
| עכברוש (ספראג-דולי, זכר) | נהר צ'ארלס | 400 | |
| להבי אזמל | Fine Science Tools | 10010-00 | |
| ידית אזמל | Fine Science Tools | 10007-12 | |
| סיליקון אלסטומר | למטה בע"מ | סילגארד 184 | למערכת לנגנדורף |
| מערכת א.ק.ג לבעלי חיים קטנים | ADInstruments Inc. | N/A | Powerlab 8/35 ו-Animal Bio Amp |
| נתרן כלוריד | סיגמא-אולדריץ' | S7653 | |
| נתרן הידרוקסיד | סיגמא-אולדריץ' | 567530 | |
| סטימולטור | IonOptix | MyoPacer EP | |
| VEVO3100 מערכת הדמיה פרה-קלינית | VisualSonic Inc. | לא ישים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.