Gene Transfer לאי ספיקת לב איסכמי במודל פרה
May 15th, 2011
השיטה של העברת גנים לטיפול באי ספיקת לב איסכמית מתואר באמצעות מודל החזירים של אוטם שריר הלב. שיטה פשוטה לשחזור שלנו מאפשר לנו בקלות להעריך את היעילות של העברת גנים שונים בצורה פשוטה מאוד לשחזור.
ריפוי גנטי. שימוש בווקטורים ויראליים הוא אחת הגישות המבטיחות ביותר לטיפול במחלות לב. ההליכים שאנו יוצרים מודל אי ספיקת לב איסכמית, כמו גם העברת גנים על ידי וקטור ויראלי מוצגים בסרטון זה.
השלב הראשון הוא יצירת אוטם שריר הלב במודל חזירים. לשם כך, חוט כלילי ממשיך לעורק הכלילי, ואחריו בלון חסימה. באמצעות מבטא אנדווסקולרי, הבלון ינופח כדי לחסום לחלוטין את העורק הכלילי.
כתוצאה מכך נוצר אוטם גדול באזור הקדמי, והחזירים יפתחו אי ספיקת לב כרונית. השלב הבא הוא הזרקת הנגיף. וקטורים נגיפיים מוזרקים לאט לעורק הכלילי.
הוא נישא בזרם הדם ויופץ לשריר הלב. הנגיף ייכנס לתוך הקרדיומיוציטים, ואז לתוך הגרעין, וישלח אותות ליצירת חלבונים. החלבונים המבוטאים יחזקו את ביצועי הלב ויגבירו את התפקוד הכללי.
בסרטון זה, אנו מייצגים נהלים לטיפול גנטי באי ספיקת לב איסכמית באמצעות מודל חזירים. ראשית, נראה כיצד ליצור שריר לב בייצור בשיא, ולאחר מכן נמשיך להדגים את המסירה הבין-כלילית של וקטור ויראלי. אנו משתמשים בהליך זה כדי לבדוק את היעילות והבטיחות של העברות גנים שונות.
אז בואו נתחיל. כדי להתחיל בהליך, הרדמה מושרית בחזיר באמצעות טלזול. הקים קו תוך ורידי בווריד האוזן, ואז החדיר את החזיר.
מניחים את החזיר בשכיבה גבית. השתמש בפרופופול להרדמה כללית במהלך הניסוי. כדי לשמור על לחץ הדם, נקו את אזור המפשעה באלכוהול ואחריו יוד.
מכסים את האתר בסדין סטרילי ומכינים הכל סטרילי. לנקב את עורק הירך בעזרת מחט בגודל 18 בשיטת סלדינגר. כאשר אתה רואה זרימה חוזרת פועמת, הכנס את החוט, ולאחר מכן הנח את הנדן לאחר החדרת הנדן, הזריק הפרין כדי למנוע היווצרות פקקת במהלך הניסוי.
לאחר מכן, הכינו שקית מלח עם 75 מיליגרם אמיודרון, 20 מיליגרם אשלגן ו -20 מיליגרם אטרופין, והשתמשו בקצב של 150 מיליליטר לשעה. בשלב זה ניתנת זריקה תוך שרירית של 75 מיליגרם אמיודארון. המשך את הצנתר המנחה לתוך אוסטאו העורק הכלילי השמאלי, וקח אנגיוגרמה כדי לבדוק את האנטומיה הכלילית.
הכנס את החוט בזהירות לעורק הכלילי היורד הקדמי השמאלי. לאחר מכן המשך את הבלון מעל החוט לעורק הכלילי. קח אנגיוגרמה כדי לוודא את מיקום הבלון.
יש לקחת אנגיוגרמה נוספת מזווית אחרת כדי לבדוק את מיקום הבלון. לאחר מכן נפח את הבלון בהדרגה לשלושה כספומטים. קח אנגיוגרמה נוספת כדי לאשר את חסימת העורק.
עקוב אחר החזיר הן באמצעות לחץ עורקי והן באמצעות אלקטרוקרדיוגרפיה. מדי פעם החזיר ייכנס לפרפור חדרים. דפיברילציה של החזיר בהלם זרם ישר בהקדם האפשרי.
אם הניסיון נכשל, דחסו את החזה עד שהקרדיו-וורטר יטען ותנו שוק חשמלי נוסף. התבוננו במשך 90 דקות ורוקנו את הבלון. לאחר שלחץ הדם והפרעת הקצב התייצבו, הסר את הנדן ושחזר את החזיר.
תן זריקה תוך שרירית של ניטרוגליצרין ופורוסמיד וכן נוזלים למשך הלילה המכילים אמיודרון. הכינו את עצמכם במסכת כובע, משקפי מגן, חלוק וכפפות. החזיר מוכן באותו אופן כמו יצירת אוטם שריר הלב.
הכנס חוט כלילי אחד כל אחד לעורק הכלילי היורד הפנימי השמאלי ולעורק הכלילי השמאלי. הנח קטטר ליד האוסטאום. שאבו 20 מיליליטר דם עורקי באמצעות 10 מיליליטר להזרקת הנגיף והשאר לשטיפה.
מערבבים את הנגיף עם 10 מיליליטר דם ומדללים אותו ל -20 מיליליטר במי מלח. ואז לדלל את הדם שנותר במי מלח ל -20 מיליליטר ולחלק אותו לשני מזרקים. חבר את המזרק המכיל דם, מעורבב עם הנגיף לקטטר, והתכונן לעירוי.
הזרקה תוך ורידית של 20 מיקרוגרם לדקה של ניטרוגליצרין מתחילה דרך וריד האוזן, לוקחת את האנגיוגרמה כדי לבדוק את מיקום הצנתר. לאחר מכן התחל את הזרקת הנגיף בקצב של מיליליטר לדקה כאשר 15 מיליליטר הוזרקו לעורק הכלילי השמאלי. החלף את המזרק לשטיפה והשתמש באותו קצב הזרקה לאחר ההזרקה לעורק הכלילי השמאלי, אותו הליך יבוצע בעורק הכלילי הימני באמצעות חמשת מיליליטר הדם הנותרים המכילים את הנגיף.
חודש לאחר יצירת אוטם שריר הלב, ה-P יפתח אי ספיקת לב עם תנועת דופן לקויה ולב מורחב. מקטע הפליטה הממוצע חודש לאחר אוטם שריר הלב במודל זה הוא 36% והוא נמוך משמעותית מחזירים באותו גודל ללא אוטם שריר הלב. הנפח הדיאסטולי הסופי הממוצע הוא 83 מיליליטר, בעוד שהממוצע של בקרה הוא 42 מיליליטר.
DP DT היה נמוך משמעותית גם בחזירי אוטם שריר הלב. אלה חתכי הרוחב של החדר השמאלי. חודש לאחר כריתת שריר הלב נמצאה צלקת גדולה מבסיס קודקוד הדופן הפנימית.
תמונה זו מציגה את ביטוי הסערה. חודש לאחר העברת גנים באמצעות וירוס הקשור לשיניים, נמצא ביטוי משמעותי באזור המוזרק לנגיף. זה עתה הראינו לכם כיצד ליצור אפקט שריר הלב בחזיר כמו גם הזרקת נגיף קורונה.
שילוב זה של מודל כשל I והעברת גנים הוא שיטה פשוטה וניתנת לשחזור לבדיקת סוגים שונים של טיפולים גנטיים במחלת מסלול. תודה שצפיתם ואיתנו עם החוויה העתידית שלכם P.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה כללית
מאמר זה מתאר שיטה להעברת גנים לטיפול באי ספיקת לב איסכמית באמצעות מודל חזיר של אוטם שריר הלב. הגישה מאפשרת הערכה של העברות גנים שונות באופן פשוט וניתן לשחזור.
רכיבי מחקר עיקריים
תחום המדע
- טיפול גנטי
- מחלות לב
- מודלי אוטם שריר הלב
רקע
- אי ספיקת לב איסכמית היא בעיית בריאות משמעותית.
- טיפול גנטי באמצעות וקטורים ויראליים מראה הבטחה בטיפול לבבי.
- מודלי חזיר שימושיים לחקר אוטם שריר הלב.
- הבנת מנגנוני העברת גנים חיונית להתקדמות טיפולית.
מטרת המחקר
- לפתח שיטה אמינה להעברת גנים בטיפול לבבי.
- להעריך את היעילות של טכניקות העברת גנים שונות.
- לשפר את ההבנה של טיפול גנטי באי ספיקת לב איסכמית.
שיטות ששימשו
- יצירת אוטם שריר הלב במודל חזיר.
- שימוש בחוט כלילי ובולונים לחסימת העורק.
- גישה אנדובסקולרית לניפוח הבלון.
- העברת וקטורים ויראליים לטיפול גנטי.
תוצאות עיקריות
- השיטה פשוטה וניתנת לשחזור.
- ניתן להעריך באופן יעיל טכניקות העברת גנים שונות.
- מודל החזיר מספק תובנות רלוונטיות לטיפול גנטי לבבי.
- התוצאות תומכות בחקירה נוספת של יישומים של טיפול גנטי.
מסקנות
- שיטת העברת הגנים הזו מבטיחה לטיפול באי ספיקת לב איסכמית.
- יש צורך במחקרים נוספים כדי לייעל את העברת הגנים.
- הגישה עשויה להוביל לאסטרטגיות טיפוליות משופרות למחלות לב.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Robust preclinical models for gene transfer in ischemic heart failure are critical for de-risking therapeutic hypotheses and enabling predictive evaluation of gene therapy candidates. The described swine model with reproducible myocardial infarction and intracoronary viral delivery supports rigorous target validation and comparative assessment of gene constructs. This platform advances portfolio decision-making by providing translationally relevant efficacy and safety data prior to clinical investment.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional interrogation of gene therapy targets in a disease-relevant large animal system.
- Supports biological de-risking by modeling severe heart failure with clinically relevant scar formation.
- Facilitates comparative evaluation of multiple gene constructs for mechanistic clarity.
- Provides a foundation for predictive confidence in translational advancement.
Screening & Assay Development
- Establishes a validated, reproducible workflow for gene delivery and expression analysis in cardiac tissue.
- Enables quantitative assessment of cardiac function post-gene transfer using standardized endpoints.
- Supports assay standardization for cross-study and cross-candidate comparisons.
- Prepares a scalable platform for screening gene therapy candidates in a controlled preclinical setting.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical efficacy and safety testing with human disease pathology through large animal modeling.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation by mirroring clinical heart failure features.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on reproducible functional and molecular readouts.
- Provides translational biomarker endpoints such as ejection fraction and scar quantification.
Pipeline & Workflow Integration
This methodology bridges early discovery and preclinical validation by enabling hypothesis-driven gene candidate testing in a translationally relevant model of heart failure.
- Discovery Biology: Supports rigorous hypothesis testing and mechanistic de-risking of gene therapy targets.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative cardiac function measurements for candidate prioritization.
- Analytics: Provides standardized endpoints such as ejection fraction and scar size for comparative analysis.
- Translational Research: Aligns preclinical outcomes with clinical disease features for improved predictive value.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, scalable platform for ongoing gene therapy candidate evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in gene therapy development.
- Operational Value: Standardizes preclinical workflows and enhances reproducibility across studies.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and optimizes resource allocation for gene therapy portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of gene therapy candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in large animal surgery, cardiac physiology, and viral vector handling.
- Demands access to advanced imaging, hemodynamic monitoring, and molecular analysis infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of surgical, delivery, and analytical protocols.
- Adaptation to other cardiac or gene therapy models may require protocol optimization.
- Limitations include resource intensity and the need for specialized animal care facilities.
