מודל של שיפוץ לב באמצעות התכווצות של אבי העורקים בבטן בחולדות
2 בדצמבר 2016
מתואר מודל חולדה של התכווצות אבי העורקים הבטני הגורם להיפרטרופיה של הלב ועיצוב מחדש. שיטה יעילה, ניתנת לשחזור וזעיר פולשנית משמשת כדי לספק פלטפורמה פשוטה אך שימושית למחקר בהיפרטרופיה ותפקוד לקוי של שריר הלב.
המטרה הכוללת של ההליך הכירורגי היא לספק פלטפורמה פשוטה לחקר היפרטרופיה של שריר הלב, שיפוץ ותפקוד לקוי. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הלב וכלי הדם כגון איתות הכרוך בהיפרטרופיה קרדיולוגית ושיפוץ. כמו גם גילוי מטרות טיפוליות חדשות במחלות לב יתר לחץ דם.
היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שמדובר בשיטה זעיר פולשנית הדורשת טכניקות כירורגיות פשוטות מאוד ועם זאת התוצאות ניתנות לשחזור גבוה. ההשלכות של טכניקות אלה משתרעות על הטיפול שלנו במחלות לב יתר לחץ דם. מכיוון שהתכווצות אבי העורקים הבטני גורמת לעומס יתר בלחץ ובסופו של דבר מובילה להיפרטרופיה לבבית, שיפוץ ואי ספיקת לב.
כדי להתחיל, הכינו מחט מזרק בגודל 22 על ידי שימוש באבן השחזה כדי להקהות את הקצה. לאחר מכן בעזרת צבת, קש את המחט בזווית ישרה. הכנת חומרי הניתוח הנדרשים כולל כלוב ההתאוששות וחיטוי מכשירי הניתוח.
שמרו על החולדות בסביבות 200 גרם והחזיקו אותן במחזורי אור-חושך של 12 שעות בטמפרטורה מבוקרת עם גישה חופשית למזון ומים. הנח את החולדה במצב שכיבה על משטח ניתוח עם כרית חימום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף. לגלח לחלוטין את אזור הניתוח כדי למנוע זיהום של הפצע באמצעות מגע עם פרווה.
לאחר מכן, בעזרת בטדין או מגיב נעים אחר, שפשפו את הבטן המגולחת היטב. לאחר מכן, בעזרת אזמל, בצע חתך של שני סנטימטרים לאורך קו האמצע של הבטן. לאחר מכן, באמצעות מי מלח רגילים, הרטיבו את איברי הבטן ושמרו על לחות האיברים במהלך הניתוח.
בעזרת כדורי צמר גפן העבירו בזהירות את איברי העיכול הצידה כדי לחשוף את הווריד הנבוב התחתון ואת אזור הצפק האחורי. לאחר מכן זהה את אבי העורקים הבטני שנמצא לצד ובדרך כלל משמאל לווריד הנבוב התחתון. כעת, בעזרת מלקחיים, חודרים את הצפק כדי לחשוף את הכלים שמתחתיו.
בודד בעדינות את אבי העורקים הבטני הסמוך לעורקי הכליה והעביר תפר משי 4/0 באורך שמונה סנטימטרים מתחת לכלי בין מקורות עורקי הכליה הימניים והשמאליים. צרו קשר כפול רופף עם התפר והשאירו לולאה בקוטר שלושה מילימטרים. לאחר מכן הנח את המחט הקהה והכפופה בגודל 22 בתוך הלולאה.
הדק את הקשר סביב אבי העורקים והמחט ולאחר מכן הסר מיד את המחט כדי להשיג התכווצות בקוטר 0.7 מילימטר. עם 6/0 תפרים סוגרים את חלל הבטן. לאחר מכן השתמש בתפרים קטועים פשוטים כדי לסגור את חתכי השריר והעור.
השתמש בתמיסת יוד כדי לקרצף את אתר הניתוח כדי למנוע זיהום. כדי למנוע כאבים לאחר הניתוח, יש לטפל בבעל החיים באצטמינופן ולהתבונן מקרוב בבעל החיים עד שהוא חוזר להכרה מספקת כפי שמצוין על ידי תנועה חופשית וצריכת מזון ושומר על שכיבה על החזה. לאחר 10 שבועות לאחר הניתוח שקלו את החולדה.
לאחר הרדמת החיה ואישור עומק ההרדמה, הניחו את החולדה על מגש מתכת. כעת בצע חתך של חמישה סנטימטרים באזור בית החזה סביב קו האמצע של תהליך ה- xiphoid. בעזרת מלקחיים חדים חודרים את הסרעפת.
לאחר מכן, בעזרת מספריים, חותכים ומסירים את כלוב הצלעות לאורך קווי האמצע משני הצדדים כדי לחשוף את הלב. כרתו בזהירות את הלב לאורך גבולות הלב וכלי הדם. לאחר מכן הסר בעדינות את הלב מבלי לתפוס את הרקמה.
הרכיב את הלב על מכשיר זלוף לנגנדורף מותאם על ידי קשירת תא המטען של אבי העורקים למחט הזילוף. לאחר מכן השתמש במאגר קרבס כדי לחלחל את הלב ולשטוף את הדם. שקלו את הלב וחשבו את היחס בין משקל הלב למשקל הגוף.
לאחר מכן, תוך כדי חבישת מסכה, הניחו את האיבר ב-4% פרפורמלדהיד וקבעו אותו על קרח למשך הלילה. לאחר קיבוע רקמת הלב הניחו אותה על מכשיר חיתוך רקמות, חתכו אותה לפרוסות בעובי שני מילימטר והניחו את החלקים בקלטת הטמעה. לאחר הטמעת פרפין וחתך נוסף על פי פרוטוקול הטקסט, הפחיתו את השקופיות על ידי הנחתן במיכל עם קסילן למשך 30 דקות.
לאחר מכן יש להחזיר לחות לרקמה בסדרת אלכוהול מדוללת ברצף ואחריה מים מזוקקים. לאחר מכן, השתמש בתמיסה אדומה מספקת של פיקרוזיריוס כדי לכסות לחלוטין את חלקי הרקמה ולדגור למשך שעה. לאחר מכן השתמש בתמיסת חומצה אצטית של 0.5% כדי לשטוף את השקופיות פעמיים.
ושוטפים את הדגימות פעמיים באלכוהול מוחלט. יבש את הדגימות באוויר והרכיב אותן בשרף סינטטי עם פתק כיסוי. לאחר מכן השתמש באור נראה מתחת למיקרוסקופ בהגדלה של פי 200 כדי לצלם את השקופיות.
לבסוף, חשב את אחוז האזור החיובי האדום של פיקרוזיריוס על פני השטח הכולל המציין את היקף הפיברוזיס. כפי שמוצג כאן, נפח הלב גדל לאחר ניתוח התכווצות אבי העורקים הבטני. כפי שמודגם על ידי יחס גבוה יותר בין משקל הלב למשקל הגוף, המהווה אינדיקטור להיפרטרופיה של הלב.
על ידי שימוש בצביעה אדומה של פיקרוזיריוס, ניתן להבחין בשריר הלב הפיברוטי עם תכולת קולגן מוגברת מאזורים רגילים. כפי שהודגם בדגימות מוכתמות אלה, פיברוזיס לב הוגבר לאחר ניתוח התכווצות אבי העורקים הבטני בהשוואה לביקורת. לאחר השליטה ניתן לבצע את הניתוח תוך 30 דקות אם הוא מבוצע כראוי.
לאחר הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו אקו לב על מנת לענות על שאלות נוספות על תפקוד הלב. לאחר פיתוחה טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום מחלות לב יתר לחץ דם לחקור את המנגנונים המעורבים בהיפרטרופיה קרדיו, שיפוץ וכישלון. לאחר צפייה בסרטון זה אתה אמור להבין היטב כיצד לבצע התכווצות אבי העורקים הבטני כדי לגרום לקרדיוהיפרטרופיה ושיפוץ שריר הלב בחולדות.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מתאר מודל חולדה של היצרות אבי העורקים הבטני המשרה היפרטרופיה ושכתוב של הלב. השיטה היא פולשנית במידה מינימלית, בעלת הדירות גבוהה, ומספקת פלטפורמה שימושית למחקר של היפרטרופיה ודיספונקציה של השריר הלבבי.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מחקר קרדיווסקולרי
- היפרטרופיה של השריר הלבבי
- מנגנוני אי-ספיקת לב
רקע
- ההליך הכירורגי נועד לחקור היפרטרופיה ורימודלינג של השריר הלבבי.
- הוא עונה על שאלות מרכזיות באותות קרדיו-וסקולריים הקשורים להיפרטרופיה.
- הטכניקה תוכננה להיות פשוטה ואפקטיבית.
- יש לה השלכות על טיפולים המכוונים למחלות לב תלויות יתר לחץ דם.
מטרת המחקר
- לספק פלטפורמה למחקר של היפרטרופיה ותפקוד לקוי של הלב.
- לבחון מסלולי איתות המעורבים במידול מחדש (remodeling) של הלב.
- לזהות מטרות טיפוליות חדשות למחלות לב הנובעות מיתר לחץ דם.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- מודל כירורגי של היצרות אבי העורקים הבטני.
- טכניקות כירורגיות פולשניות באופן מינימלי.
- הערכה של היפרטרופיה של הלב ובנייה מחדש (remodeling).
- הערכת השפעות עומס לחץ על הלב.
תוצאות עיקריות
- השיטה ניתנת לשחזור גבוה ויעילה.
- היא משרה עומס לחץ המוביל להיפרטרופיה של הלב.
- התוצאות יכולות להנחות אסטרטגיות טיפוליות למחלות לב.
- נצפו ממצאים משמעותיים הקשורים לרמיodeling של הלב.
מסקנות
- מודל היצרות של אבי העורקים הבטני הוא כלי מחקר בעל ערך.
- הוא משפר את ההבנה של מנגנוני היפרטרופיה של הלב.
- יש לו השלכות פוטנציאליות לטיפול במחלות לב על רקע יתר לחץ דם.
שאלות נשאלות השכיחות
רלוונטיות תעשייתית למסגרת ניהולית
remodeling של הלב המושרה על ידי עומס לחץ מהווה נקודת מפנה קריטית בגילוי תרופות למערכת לב-דם, המשפיעה באופן ישיר על תיקוף המטרה ובחירת מודלים תרגומיים. מודל היצרות אבי העורקים הבטני בחולדה מציע פלטפורמה הניתנת לשחזור ופולשנית במידה מינימלית לחקר מנגנוים של היפרטרופיה ופיברוזיס של השריר הלבבי. הפתולוגיה הפרוגרסיבית והתוצרים הכמותיים שלו מאפשרים ביטחון ניבויי לבדיקת השערות טיפוליות בשלבים מוקדמים ולמיון תיקי פיתוח.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר חקירה מכניסטית של מסלולי איתות המניעים היפרטרופיה של הלב וremodeling.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות להתערבויות במחלות לב תלויות יתר לחץ דם.
- מסייע בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי מידול התקדמות הדרגתית של המחלה הרלוונטית לפתולוגיה אנושית.
- מספק פלטפורמה לזיהוי ותיעדוף של מטרות טיפוליות חדשות.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מספק מערכת validated in vivo לבדיקת יעילות של תרכובות בשלבים הבאים.
- מסטנדרט את נקודות הקצה הכמותיות, כגון יחס משקל לב/משקל גוף ושטח הפיברוזיס.
- מאפשר הערכה הדירה של שכתוב לבבי (cardiac remodeling) לצורך סריקת מולקולות מועמדות.
- תומך ביכולת הרחבה (scalability) ובהשוואה בין מחקרים באמצעות פרוטוקולים כירורגיים ואנליטיים עקביים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתואם עם מנגנונים רלוונטיים למחלה שנצפו בחולים עם אי-ספיקת לב היפרטנסיבית.
- מספק רצף משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני של סוכנים אנטי-פיברוטיים או אנטי-היפרטרופיים.
- מאפשר קבלת החלטאות על קידום מותאם סיכון על בסיס מדדי פיברוזיס וremodeling כמותיים.
- מקל על גילוי ותיקוף של ביומרקרים בהקשר רלוונטי קלינית.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד
מודל זה מגשר בין שלבי הגילוי המוקדמים לבין תיקוף פרה-קליני, ותומך בבדיקת השערות, זיהוי מועמדים (leads) ומחקר תרגומי בפורטפוליו של מחלות לב וכלי דם.
- ביולוגיה של הגילוי: תומך בבדיקת השערת האפס (null hypothesis) לגבי מעורבות של מטרה בתהליכי עיצוב מחדש (remodeling) והיפרטרופיה של הלב.
- סינון (Screening): מספק קריאות כמותיות הניתנות לשחזור לצורך הערכת תרכובות ופיתוח בדיקות.
- אנליטיקה: מאפשר מדידה של יחס משקל הלב למשקל הגוף ושל שטח הפיברוזיס לצורך ניתוח השוואתי.
- מחקר תרגומי: מדמה פתולוגיה לבבית הדרגתית הרלוונטית למחלות לב היפרטנסיביות בבני אדם.
- שימוש חוזר ארגוני: מציע פלטפורמה סטנדרטית וניתנת להרחבה לשימוש חוזר בתוכניות מחקר ופיתוח קרדיווסקולריות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף מטרות.
- ערך תפעולי: מספק מידול in vivo סטנדרטי, הניתן לשחזור ובעל יכולת הרחבה.
- ערך אסטרטגי: משפר את איכות קבלת ההחלטות לגבי המשך התהליך (go/no-go) ואת היעילות ההונית על ידי מתן אפשרות להפחתת סיכונים מוקדמת ורובסטית.
- השפעה על הפורטפניו: תומך בתיעדוף מותאם סיכונים ובקידום של נכסים קרדיווסקולריים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות כירורגית ופרוטוקולים עקביים לטיפול בבעלי חיים.
- נחוש גישה לתשתית של צביעה היסטולוגית, דימיון ואנליזה כמותית.
- דורש סטנדרטיזציה בין צוותים לצורך הדירות והשוואתיות של הנתונים.
- התאמה לדגמי מכרסמים אחרים עשויה לדרוש אופטימיזציה של הפרוטוקול.
- המגבלות כוללות ספציפיות של הדגם לעומס לחץ ודרישה לניטור אורך.
