אפיון המודינמי של מודלים מכרסמים של יתר לחץ דם ריאתי עורקי
11 באפריל 2016
יתר לחץ דם ריאתי (PAH) היא מחלה של עורקי ריאה המובילה להכחדתם ולהתפתחות אי ספיקת חדר ימין. מודלים של מכרסמים של PAH הם קריטיים להבנת הפתופיזיולוגיה של PAH. כאן אנו מדגימים אפיון המודינמי, עם צנתור לב ימין ואקו לב, בעכבר ובחולדה.
המטרה הכוללת של אקו לב וצנתור לב ימין במכרסמים היא לקבוע את תפקוד הלב הימני במודלים שונים של מחלות לב וריאות. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח במחקר פיזיולוגיה של הלב וכלי הדם, כגון, מהן ההשפעות של מניפולציות גנטיות או השפעות תרופתיות על התפתחות יתר לחץ דם ריאתי? היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מספקת ניתוח מקיף של תפקוד הלב הימני במודלים אלה של מחלות לב וריאות.
כדי לראות את הציר הארוך של לב מכרסם, התחל בהנחת מכרסם מורדם במצב שכיבה. יש לאשר את רמת ההרגעה המתאימה על ידי צביטה בבוהן ולמרוח משחה וטרינרית על עיני החיה. לאחר מכן, יש לגלח את החזה ולמרוח ג'ל אולטרסאונד.
בחר B-Mode כדי להקרין תמונה חיה דו-ממדית. לאחר מכן, יישר מתמר אולטרסאונד בתדר המתאים לקו הפרסטרנלי השמאלי. סובב את המתמר נגד כיוון השעון 30 מעלות, כאשר מחוון הבדיקה מצביע לכיוון הזנב.
לאחר מכן, סובב מעט את המתמר, נדנד את המכשיר לאורך הציר הקצר של המתמר באותו מישור טומוגרפי כדי לקבל תצוגה מלאה של תא החדר השמאלי במרכז המסך. אתר והצג את לומן החדר השמאלי, המחיצה הבין חדרית, לומן החדר הימני, אבי העורקים העולה והאטריום השמאלי. כדי view הציר הקצר הפרסטרנלי ברמת אבי העורקים, במצב B, סובב את המתמר ב-90 מעלות וזווית המתמר לכיוון הגולגולת כדי לזהות את חתך שסתום אבי העורקים view.
לאחר מכן, החזק את המתמר יציב באותו מיקום, עבור למצב דופלר גל דופק. לאחר מכן, הנח את נפח הדגימה הפרוקסימלי לגובה המסתם הריאתי במרכז דרכי היציאה של החדר הימני ומקם את הסמן במקביל לכיוון זרימת הדם דרך הכלי. התאם את הסולם לאורך כיוון זרימת הדם לפי הצורך כדי לקבל מעטפת דופלר טובה, כלומר תמונה עם גבולות לבנים וחלול כהה בפנים, המעיד על זרימת דם למינרית, והקלט את מעקב הדופלר.
כדי לבצע צנתור לב ימני בחזה סגור, הנח את המכרסם המורדם מתחת למיקרוסקופ דיסקציה וחתך את העור מהלסת התחתונה ועד עצם החזה. הנח זוג מחזירים בכל צד של החתך כדי לחשוף את אזור צוואר הרחם במלואו. לאחר מכן, הפרד את בלוטות הרוק על ידי דיסקציה קהה, ולאחר מכן שימוש במלקחיים עדינים וקהים כדי לחשוף את וריד הצוואר החיצוני הימני.
בודדו בזהירות את וריד הצוואר החיצוני הימני מרקמת החיבור שמסביב, והניחו שתי חתיכות תפר משי מתחת לווריד הצוואר החיצוני הימני. קשרו את הווריד קרוב ככל האפשר ללסת התחתונה וקשרו קשר רופף בסמיכות. בעזרת מספריים בקשתית, בצע חתך קטן בווריד הצוואר החיצוני הפרוקסימלי לקשר הקשור הדיסטלי.
לאחר מכן, סמן את הקטטר באורך המתאים בערך לזה מווריד הצוואר החיצוני ללב. לאחר מכן, בעזרת מלקחיים, הכנס את הקטטר לחתך והדק את הקשר הפרוקסימלי. דחפו בעדינות את הצנתר ללב הימני, תוך מעקב אחר עומק ההתקדמות בהתאם לסימון שעל הצנתר ואימות מיקום הקטטר באתרו על ידי מעקב הלחץ על צג המחשב.
לאחר שזוהה מעקב לחץ בחדר ימין, ייצב את הצנתר לאיסוף נתונים. כדי להשיג לולאות נפח לחץ בחדר ימין, לאחר מכן החדרו את המכרסם. לאחר מכן, בצע חתך מתחת לתהליך ה- xiphoid ונתח את העור באופן דו צדדי במספריים לכיוון האגף.
כדי לפתוח את חלל הבטן דרך דופן הבטן, בצע דיסקציה דו צדדית דרך דופן הבטן מתחת לסרעפת. לאחר מכן, פתח את הסרעפת כדי לחשוף את קודקוד הלב וחתוך את כלוב הצלעות באופן דו-צדדי. בודדו בזהירות את הווריד הנבוב התחתון מרקמת החיבור שמסביב והניחו גזה סטרילית ספוגה במי מלח רגילים מעל חלל הבטן ואתרי האינטובציה.
לאחר מכן, באמצעות חתיכה קטנה של צינור PE 60, הנח את הנקב של קטטר המוליכות לקודקוד החדר הימני והכנס את קצה הקטטר דרך פצע הדקירה עד שכל האלקטרודות נמצאות בתוך החדר. כעת עקוב אחר לולאת נפח הלחץ בתוכנה, התאם את מיקום הצנתר כדי לקבל לולאות בעלות צורה עקבית שאינן מדגימות שונות נשימתית משמעותית לפי הצורך. כדי להשיג משפחה של לולאות נפח לחץ, הפעל בעדינות לחץ על הווריד הנבוב התחתון כדי להקטין את מילוי החדר הימני.
לאחר מכן ניתן לחשב מספר פרמטרים המודינמיים מנתונים אלה. כדי לבצע זלוף ניפוח של הריאה, ראשית, חבר צינורות ניפוח למעמד טבעת. לאחר מכן, נתחו בבוטות את קנה הנשימה מהשריר ורקמת החיבור שמסביב, והניחו חתיכת תפר משי סביב קנה הנשימה.
לאחר מכן, קשרו קשר רופף בתפר, לחצו על הראש כדי למתוח בעדינות את קנה הנשימה, וחתכו 70% מהיקף קנה הנשימה קרוב ללסת התחתונה. תוך שמירה על קנה הנשימה מתוח, הכנס צינורית קנה הנשימה ואבטח את הצינורית בתפר. חבר את הצינורית לצינור הניפוח, ואז דקר את הדופן החופשית של החדר הימני עם מזרק של 10 מיליליטר מלא ב-PBS, ושטוף את הריאות, תוך הזרקה לכיוון עורק הריאה.
כאשר הריאות מתחילות להלבין, חתכו פעם אחת את הפרוזדור השמאלי. לאחר מכן, חותכים את שורש אבי העורקים כדי לקצור את הלב. לבסוף, נפחו את הריאה בפורמלין ניטרלי עם 10% חוצץ למשך חמש דקות והסירו את צינורית קנה הנשימה.
לאחר מכן, קשרו את קנה הנשימה, הסירו את הריאה מבית החזה וקבעו את רקמת הריאה עם פורמלין ניטרלי טרי של 10%. ניתן לדמיין בקלות מבט על ציר קצר פאראסטרנלי ברמת אבי העורקים במכרסמים, המאפשר רישום ומדידה של מעקב אחר דופלר עורקי ריאתי, שצורותיהם נקשרו למידת יתר לחץ דם ריאתי. בצנתור לב ימני בחזה סגור של עכבר שנחשף להיפוקסיה כרונית, הלחץ הסיסטולי של החדר הימני מוגבר ל-45 מילימטרים של כספית, בהתאם ליתר לחץ דם ריאתי משמעותי.
בצנתור לב ימני בחזה פתוח של חולדה רגילה, הלחץ הסיסטולי של החדר הימני נצפה ברמה נמוכה משמעותית של 27 מילימטר כספית. ההליך יכול להיות רק לחלוטין תוך מספר דקות אם ניתן לשלוט בטכניקה ולבצע אותה כראוי. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לוודא שהמכרסם מורדם כראוי וכי אין מקורות משמעותיים לדימום או ייבוש רקמות שעלולים לגרום להיפרבולמיה.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבצע אפיון המודינמי מקיף של הלב הימני. תרגול הוא קריטי לשליטה בטכניקות אלה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
יתר לחץ דם עורקי ריאתי (PAH) הוא מצב חמור המשפיע על העורקיקים הריאתיים ומוביל לכשיל של החדר הימני. מחקר זה עושה שימוש באקו-קרדיוגרפיה ובקתטריזציה של הלב הימני במודלים של מכרסמים כדי לחקור את ההמודינמיקה הקשורה ל-PAH.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- פיזיולוגיה קרדיווסקולרית
- מודלים של מחלות ריאה
- ניתוח תפקוד הלב הימני
רקע
- PAH גורמת לחסימה של העורקיקים הריאתיים.
- מודלים של מכרסמים חיוניים לחקר הפתופיזיולוגיה של PAH.
- הבנת תפקוד הלב הימני היא קריטית במחקר של PAH.
- טכניקות כגון אקו-קרדיוגרפיה מספקות תובנות לגבי התפקוד הלבבי.
מטרת המחקר
- להערכת תפקוד הלב הימני במודלים של PAH.
- לבחינת השפעות של התערבויות גנטיות ותרופתיות על יתר לחץ דם ריאתי.
- לשיפור ההבנה של מנגנונים של מחלות קרדיווסקולריות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- אקו-קרדיוגרפיה להדמיה של תפקודי הלב.
- צנתור לב ימני למדידות המודינמיות.
- שימוש במכרסמים תחת הרדמה לצורך הערכות מדויקות.
- ניתוח מקיף של ביצועי הלב הימני.
תוצאות עיקריות
- הושגה אפיון המודינמי מפורט.
- תובנות לגבי השפעת ההתערבויות על תפקוד הלב הימני.
- ביסוס של מתודולוגיה מהימנה למחקרים עתידיים.
- הבנה משופרת של התקדמות PAH במודלים של מכרסמים.
מסקנות
- בדיקת אקו-לב וצנתור הן יעילות במחקר של PAH.
- מודלים של מכרסמים מספקים תובנות בעלות ערך לגבי מנגנוני המחלה.
- הממצאים עשויים להנחות אסטרטגיות טיפוליות עתידיות עבור PAH.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית להנהלה
אפיון המודינמי מקיף במודלים של מכרסמים עם יתר לחץ דם ריאתי (PAH) הוא חיוני להפחתת סיכונים בשלבים מוקדמים של גילוי תרופות למערכת القلب ואישור מנגנוני מחלה. הערכה כמותית של תפקוד החדר הימני ומערכות יחסי לחץ-נפח מאפשרת ביטחון תחזיתי במודולציה של מטרות ורצף תרגומי ממודלים פרה-קליניים למחלה בבני אדם. יכולות אלו תומכות במיון תיקי פיתוח ומספקות מידע לקבלת החלטות של המשך או עצירה (go/no-go) עבור תוכניות טיפוליות ב-PAH.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בדיקה קפדנית של היפותזות טיפוליות ב-PAH באמצעות כימות תפקוד הלב הימני.
- תומך בהפחתת סיכונים מכניסטיים באמצעות מדידה ישירה של נקודות קצה המודינמיות במודלים שעברו מניפולציה גנטית או פרמקולוגית.
- מסייע בתיקוף תפקודי של מטרות על ידי קישור התערבויות מולקולריות לתוצאות פיזיולוגיות.
- מספק נתונים לביטחון חיזויי בקידום נכסים קרדיווסקולריים בשלבים מוקדמים.
סריקה ופיתוח בדיקות (Assay)
- מקיים מערכות in vivo שעברו תיקוף לבדיקת יעילות המשכית של תרכובות מועמדות.
- מספק מדידות המודינמיות סטנדרטיות וניתנות לשחזור, החיוניות להשוואה בין בדיקות.
- מאפשר תוצרים כמותיים, כגון לחץ סיסטולי בחדר ימני ומדד Fulton, לצורך הערכה רובוסטית של התרכובת.
- תומך ביכולת הרחבה ובשימוש חוזר בפלטפורמה על פני מספר מודלים והתערבויות של PAH.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה נקודות קצה פרה-קליניות למסמנים ביולוגיים המודינמיים ותפקודיים הרלוונטיים למחלה.
- מבטיחה רציפות משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני על ידי מתן אפשרות להשוואה בין מודלים שונים של השפעות התערבות.
- מפחיתה את הסיכון התרגומי על ידי אספקת קישור מכניסטי בין מודלים של מכרסמים לבין הפתופיזיולוגיה של PAH בבני אדם.
- מספקת מידע לקבלת החלטות מותאמות סיכון עבור מועמדים פרה-קליניים בשלבים מאוחרים.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד
מתודולוגיה זו משלבת שלבים החל מהגילוי המוקדם, דרך זיהוי מולקולות מובילות (lead identification) ועד לתיקוף פרה-קליני במסלולי פיתוח של תרופות למערכת קרדיו-וסקולרית.
- ביולוגיה של הגילוי: תומכת בבדיקת השערות ובבירור מסלולים על ידי מדידת תגובות פיזיולוגיות ישירות להתערבויות.
- סקרינג: מספקת פלטיים המודינמיים כמותיים וניתנים לשחזור לצורך מיון ותיעוד של תרכובות.
- אנליטיקה: מאפשרת השוואה סטטיסטית של מדדי לחץ, נפח ומדדים תפקודיים בין קבוצות ניסוי.
- מחקר תרגומי: מקשרת בין ממצאים פרה-קליניים לנקודות סיום קליניות על ידי התאמת המודינמיקה של מכרסמים לסממני מחלה בבני אדם.
- שימוש חוזר ארגוני: משמשת כפלטפורמה הניתנת לשימוש חוזר להערכת מודלים של מחלות לב-ריאה על פני תוכניות שונות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף מטרות PAH.
- ערך תפעולי: מספק הערכות in vivo סטנדרטיות, הניתנות לשחזור ובעלות יכולת התרחבות, לצורך השוואה בין מחקרים.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת לגבי המשך או הפסקת פיתוח (go/no-go) וניהול יעיל של הון בפורטפוליו מו"פ קרדיווסקולרי.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעדוף מותאם סיכון ובקידום מועמדים תרפויטיים בעלי רמת ביטחון גבוהה.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בפיזיולוגיה קרדיווסקולרית של מכרסמים ובטכניקות כירורגיות.
- דורש גישה לאקו-קרדיוגרפיה, למתמירים של לחץ ולמכשור קטטריזציה.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולי מדידה וניתוח נתונים.
- ייתכן הצורך בהתאמה עבור זני מכרסמים שונים או שיטות השראה שונות של PAH.
- מיומנות טכנית היא קריטית למזעור השונות ולהבטחת איכות הנתונים.
שאלות נפוצות בנושא ביו-פארמה
Chapters in this video
0:05
Title
0:43
Echocardiography
2:48
Right Heart Catheterization
4:45
Open-chest Right Ventricle Pressure-volume Loop Analysis
6:24
Heart and Lung Sample Collection
7:58
Results: Representative Pulmonary Arterial Hypertension Data in Rodent Models
8:49
Conclusion
