מאמר זה מפרט פרוטוקול ממוטב עבור הזרקות תוך-קרדיוקרדיאליות מונחות אקו לב במודלים של חולדות של אוטם שריר הלב באמצעות מחט 29 G x 88 מ"מ. טכניקה זו מבטיחה אספקה חזקה, מדויקת וניתנת לשחזור של חומרים טיפוליים ישירות לאזור האוטם.
מאמר שיטה
מאמר זה מפרט פרוטוקול ממוטב עבור הזרקות תוך-קרדיוקרדיאליות מונחות אקו לב במודלים של חולדות של אוטם שריר הלב באמצעות מחט 29 G x 88 מ"מ. טכניקה זו מבטיחה אספקה חזקה, מדויקת וניתנת לשחזור של חומרים טיפוליים ישירות לאזור האוטם.
הזרקה אינטרמבוקרדיאלית מונחית אקו לב (EGI) היא טכניקה זעיר פולשנית למתן טיפולים בתאי גזע במודלים פרה-קליניים של אוטם שריר הלב (MI). בהשוואה לגישות מסורתיות של חזה פתוח, EGI מציע יכולת תרגום קלינית משופרת, פולשניות מופחתת והשפעה פיזיולוגית ממוזערת על בעל החיים. בעוד ש-EGI מבוסס היטב במודלים של עכברים, היישום שלו בחולדות נותר מוגבל עקב אתגרים אנטומיים וטכניים. בפרט, דילול הדופן הקדמית של החדר השמאלי (LVAW) באזורים אוטמים ופרי-אוטם מסבך את העברת שריר הלב בטוחה ומדויקת, שכן עובי הדופן יכול לרדת מתחת לגודל שיפוע המחט של מחטי 27 G או 28 G הנפוצות בשימוש נפוץ, מה שמגדיל את הסיכון לניקוב חדר או לידה כושלת. כדי להתמודד עם מגבלה זו, ביצענו אופטימיזציה של פרוטוקול עבור EGI בדגמי MI של חולדות באמצעות מחטי 29 G Spinocan. המחט הארוכה בקוטר קטן יותר מאפשרת מיקוד מדויק של רקמת שריר הלב הדקה, מזעור הנזק ושיפור דיוק ההזרקה, ללא תלות בעובי ה-LVAW. טכניקה זו תואמת לפלטפורמות אקו לב טרנס-חזה סטנדרטיות ומבטלת את הצורך בכריתת בית החזה, ומאפשרת מחקרי אורך באותה חיה. השיטה המעודנת שלנו מאפשרת אספקה חזקה וניתנת לשחזור של חומרים טיפוליים לשריר הלב הסמוך לאזור האוטם, שם טיפולים רגנרטיביים יעילים ביותר. על ידי שיפור הבטיחות ודיוק המיקוד, גישה זו מגבירה את הרלוונטיות התרגומית של מחקר לב פרה-קליני ותומכת בפיתוח פרוטוקולים סטנדרטיים במעבדות.
מחלות לב וכלי דם נותרו הגורם המוביל לתחלואה ותמותה ברחבי העולם, כאשר אוטם שריר הלב (MI) הוא תורם משמעותי למצבים לבביים חריפים וכרונייםכאחד. למרות ההתקדמות בניהול תרופתי והתערבותי, יכולת ההתחדשות של לב האדם הבוגר מוגבלת, מה שמוביל לעתים קרובות לעיצוב מחדש שלילי והתקדמות לאי ספיקת לב 2,3. כתוצאה מכך, טיפולים מבוססי תאי גזע זכו לתשומת לב כאסטרטגיות פוטנציאליות לתיקון שריר הלב הפגום, שימור תפקוד הלב ושיפור התוצאות הקליניות4.
מודלים פרה-קליניים חזקים חיוניים להערכת הבטיחות, היעילות ואסטרטגיות האספקה של טיפולים אלה. בין מודלים של בעלי חיים קטנים, חולדות מציעות מספר יתרונות, כולל גודל לב הניתן לניהול, טכניקות אוטם מאופיינות היטב ותגובות שיפוץ לב רלוונטיות לתרגום5. באופן קונבנציונלי, מתן תוך-קרדיוקרדיאלי של תאי גזע במודלים של MI של חולדות מושג באמצעות כריתת בית החזה, המאפשר הדמיה ישירה של אתר ההזרקה6. עם זאת, גישה זו היא פולשנית, מציגה סיכונים פרוצדורליים משמעותיים ומעכבת התערבויות חוזרות ונשנות במחקרי אורך. יתר על כן, הוא חסר התאמה לשיטות אספקה קליניות, כגון הזרקה מבוססת קטטר או מלעורית7.
הזרקה אינטרמיורקדיאלית מונחית אקו לב (EGI) היא חלופה זעיר פולשנית המאפשרת אספקה ממוקדת של חומרים טיפוליים בהנחיית הדמיה בזמן אמת. בעוד שמבוסס היטב במודלים של עכברים, השימוש ב-EGI במודלים של חולדות היה מוגבל. EGI מפותח באופן נרחב יותר בעכברים מאשר בחולדות בעיקר מכיוון שרוב מחקרי הלב וכלי הדם התמקדו היסטורית בעכברים כמודל הפרה-קליני הדומיננטי8. בנוסף, הגודל הקטן יותר ואנטומיית הלב של עכברים אפשרו אופטימיזציה של הליכים מונחי אולטרסאונד9. לעומת זאת, לחולדות יש דופן חזה עבה יותר ותנועת נשימה גדולה יותר, מה שמסבך הדמיה יציבה ברזולוציה גבוהה במהלך ההליכים10.
ההתקדמות בטכנולוגיית אולטרסאונד בתדר גבוה הפכה את ה-EGI בחולדות לאפשרית, מה שמגביר את הרלוונטיות הקלינית של השימוש בהן. עם זאת, דילול הדופן הקדמית של החדר השמאלי (LVAW) באזורים עם אוטם נותר אתגר גדול עבור EGI במכרסמים. בחולדות, עובי הדופן יורד לרוב לפחות מ-1 מ"מ, בעוד שלמחטים סטנדרטיות של 27 G או 28 G יש אורכי שיפוע של 1.25-1.5 מ"מ, מה שמגדיל את הסיכון לניקוב חדרים או להעברת תאים מכוונת בצורה גרועה. כדי להתמודד עם מגבלה זו, חידדנו את טכניקת ה-EGI בחולדות על ידי שימוש במחטי ספינוקן בגודל 29 גרם x 88 מ"מ. מחטים אלו כוללות אורך שיפוע של 1 מ"מ, המאפשר העברה מדויקת וא-טראומטית של תאים לתוך שריר הלב הדק של אזורי האוטם והאוטם. ההליך מבוצע באמצעות אקו לב טרנס-חזה ברזולוציה גבוהה, המאפשר הדמיה של ציוני דרך אנטומיים ומסלול מחט בזמן אמת.
פרוטוקול EGI מעודן זה מספק שיטה זעיר פולשנית וניתנת לשחזור לאספקה ממוקדת של חומרים טיפוליים לשריר הלב סביב האוטם במודלים של חולדות עם MI חריף וכרוני כאחד, ללא תלות בעובי LVAW. הוא מקל על הזרקה לאזורי גבול ברי קיימא - אתרים קריטיים להשגת תועלת טיפולית - תוך הפחתה משמעותית של העומס הניתוחי וזמן ההחלמה בהשוואה לגישות חזה פתוח. יתר על כן, הוא תומך במחקרי אורך הכוללים זריקות חוזרות והדמיית מעקב, ובכך מפחית את מספר בעלי החיים בהתאם לעקרון 3Rs (החלפה, הפחתה, עידון)11. הפרוטוקול ניתן להתאמה לאספקת חומרים פרמקולוגיים, טיפולים גנטיים, ביו-חומרים וסוגים שונים של תאי גזע. על ידי סטנדרטיזציה של EGI במודלים של חולדות והתאמה לשיטות האספקה הקליניות, גישה זו משפרת את יכולת השחזור במעבדות ומחזקת את הרלוונטיות התרגומית של מחקר לב פרה-קליני.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה האתית המקומית של UHasselt (הוועדה האתית לניסויים בבעלי חיים, UHasselt, Diepenbeek, Belgium, ID202308 ו-ID202497) ונערכו בהתאם להנחיית האיחוד האירופי 2010/63/EU.
1. הגדרת ציוד
2. הכנת בעלי חיים והרדמה
3. הליך הזרקה פנימית ללב מונחה אקו לב
הערה: מנקודה זו ואילך, נדרשים שני מפעילים לבצע את ההזרקה בהצלחה. מפעיל א' אחראי על מניפולציה של פלטפורמת החיה וניטור תמונת האקו-לב החיה, בעוד שמפעיל ב' צריך למקם את עצמו מאחורי תושבת ההזרקה כדי ליישר במדויק את המחט והמתמר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אימות דיוק ההזרקה על ידי הדמיה ביולומינסנציה in and ex vivo (BLI)
כדי להעריך את ההצלחה והיעילות של ה-EGI, תאי גזע הומרו תחילה כדי לבטא לוציפראז גחלילית (Fluc) באמצעות וקטור לנטי-ויראלי, המאפשר מעקב in vivo על ידי הדמיה ביו-לומינסנציה (BLI). BLI אישר אספקה מדויקת של שריר הלב ב-86% מהמקרים (n = 14). איור 3A ממחיש דליפה חלקית הנובעת מנסיגת מחט מהיר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ככל שהמחקר הפרה-קליני המתמקד בטיפולים רגנרטיביים לשיקום הלב לאחר אוטם שריר הלב מתקדם, נותרו מכשולים לגבי מתן חומר טיפולי אופטימלי12. טכניקות EGI זעיר פולשניות מועדפות יותר ויותר על פני גישות חזה פתוח מכיוון שהן מחקות טוב יותר אספקה מלעורית קלינית, משפרות את רווחת בעלי החיים ומאפשרות מתן חוזר במחקרי אורך 8,13. עם זאת, פרוטוקולים מפורטים וסטנדרטיים למודלים של חולדות הם נדירים, וההליכים מסובכים על ידי דילול ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים לחשוף.
אנו מודים לקים ניג'סטן על הסיוע בהדמיה פלואורסצנטית. עבודה זו נתמכה כספית על ידי מנדט החדשנות והיזמות של פלנדריה (VLAIO) Baekeland (HBC.2021.0811).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 21? מתמר MHz MX250 | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | / | מתמר אולטרסאונד בתדר גבוה התואם למערכת Vevo 3100 |
| סרט כירורגי 3M Transpore | 3 דקות | 1527 | כדי להדק את כפות החיה למשטח החי |
| אקווסוניק 100 ג'ל העברת אולטרסאונד | מעבדות פארקר BV | 01-08 | מבטיח צימוד אקוסטי נכון בין מתמר לעור בעלי חיים לאיכות תמונה אופטימלית |
| תמיסת Bupaq 0.3 מ"ג/מ"ל להזרקה לכלבים וחתולים | ריכטר פארמה AG | 57446/4008 | משכך כאבים אופיואיד (בופרנורפין) הניתן לטיפול בכאב |
| איזופלוטק 1000 | אנונימי | / | חומר הרדמה באינהלציה על בסיס איזופלורן |
| מחמם ג'ל רב בקבוקים 230 וולט | מעבדות פארקר BV | 83-03-20 לספירה (LCD) | מחמם ג'ל אולטרסאונד לטמפרטורת הגוף כדי למנוע היפותרמיה של אי נוחות של בעלי חיים |
| ג'ל אלקטרודות Signagel | מעבדות פארקר BV | 15-25 | מיושם על אלקטרודות א.ק.ג לשיפור הולכת האותות לניטור פיזיולוגי |
| ספינוקן 29 גרם X 88 מ"מ | אנונימי | 4501900 | מחט עדינה להזרקה מדויקת לתוך שריר הלב |
| מזרק Terumo 3 חלקים עם מחט היפודרמית מחוברת מראש | Terumo Europe N.V. | MDSS01S2516E | משמש להרכבה ואבטחת מחט ההנחיה 22 G ומחט ההזרקה 29 G לאספקה מבוקרת לשריר הלב. |
| יחידת ניטור פיזיולוגית THM150 | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | / | עוקב אחר סימנים חיוניים כגון דופק, קצב נשימה וטמפרטורת הגוף של בעל החיים במהלך ההליך |
| Veet Minima טהור | רקיט בנקיזר | / | קרם אפילטורי |
| ובו 3100 | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | / | מערכת אולטרסאונד ברזולוציה גבוהה |
| Vidisic carbomerum 980 2 מ"ג/גרם ג'ל עיניים | באוש + לומב | / | נמרח על עיניים של בעל חיים מורדם למניעת ייבוש הקרנית |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה