הדגם הארנב של טרשת עורקים מואצת: מבט מתודולוגי הפגיעה בעורק Iliac בלון
3 באוקטובר 2017
מודלים חייתיים של טרשת עורקים חיוניים כדי להבין את המנגנון וכדי לחקור גישות חדשות כדי למנוע התפתחות פלאק או קרע, סיבת המוות המובילה בעולם המתועש. פרוטוקול זה משתמשת בשילוב של בלון פציעות ותזונה עשירה כולסטרול לזירוז טרשת עורקים הפלאק בעורק iliac ארנב.
המטרה הכוללת של הליך זה היא לגרום להיווצרות פלאק טרשת עורקים בארנבים על ידי שיבוש כירורגי של האנדותל של עורקי הכסל השמאלי שלהם, והאכלתם בתזונה אטרוגנית. על ידי פציעה בודדת בארנבים מבוצעת לעתים קרובות באבי העורקים כדי לחקור את הרכב הפלאק. עם זאת, עורק הכסל דומה מאוד לעורק הכלילי האנושי, מה שהופך אותו למקום אטרקטיבי לדוגמנות פלאק טרשת עורקים.
תכולת השרירים, הנגעים האחידים, פעילות גורם רקמת העין וממדי כלי הדם העקביים של עורק הכסל הארנב דומים כולם לעורק הכלילי האנושי. בסופו של דבר, זה מאפשר הערכה של מכשירים המיוצרים באופן מסחרי לנקודות קצה מורפומטריות ואנגיוגרפיות. מי שתדגים את ההליך תהיה אורליאן פרוברט, משתפת פעולה מהמעבדה שלי.
הקפד לעקר את כל כלי הניתוח באמצעות, למשל, מעקר חרוזי זכוכית. לאחר מכן, הכן ובדוק את שני מכלולי צנתר הבלון. על כל אחד מהם, חבר מזרק נעילת Luer בנפח מיליליטר אחד מלא במי מלח רגילים, ולאחר מכן בדוק אם יש סמלים לכודים באמצעות מנגנון הניפוח של הבלון.
לאחר מכן, הגדר את הרפידה התרמית בפלטפורמת הניתוח ל-37 מעלות צלזיוס. ואז שקלו את הארנב. לאחר מכן, ספקו זריקה של בופרנורפין והרדימו את הארנב באמצעות איזופלואורן 5% בחמישה ליטר לדקה למשך 10 עד 15 דקות.
כעת, הניחו את הארנב המורדם על כרית החימום על משטח כירורגי. חבר חיישנים כדי לנטר את הטמפרטורה והנשימה של הארנב ולאסוף אלקטרוקרדיוגרמות. לאחר מכן, צרף מסכת פנים כדי לספק 4% איזופלואורן ב-2.5 ליטר לדקה.
לאחר מכן ודא רמת הרדמה נכונה על ידי בדיקת אובדן של הקאה ורפלקסים קטנוניים. טונוס שרירים רגוע אוניברסלי הוא גם אינדיקטור להרדמה עמוקה. לאחר מכן, יש למרוח משחה אבטונית על שתי העיניים.
לאחר מכן, הסר את השיער מאזור הגחון ממש מתחת למפרקי הברכיים באמצעות קוצץ שיער של בעלי חיים. לאחר מכן, הסירו את השיער הרופף ונקו את העור החשוף עם שלושה קרצוף לסירוגין של 70% אתנול ובטדין ועטפו את החיה והשאירו רק את הגפה התחתונה חשופה. כדי להתחיל בניתוח יש לאתר את עורק הספנוס ולבצע חתך של 1.5 סנטימטר.
לאחר מכן באמצעות מלקחיים קטנים ומעוקלים חושפים בזהירות חלק קטן מעורק הספנוס. היזהר להימנע מפגיעה בווריד הירך או בעצב הירך. ניקוי יסודי של העורק חשוב מאוד במהלך חשיפה זו.
לאחר מכן, הנח שתי לולאות קשירה רופפות מתחת לעורק הספנוס וקשר לולאת קשירה אחת ליד הקצה הדיסטלי של העורק. לאחר מכן הנח מהדק מיקרו-וסקולרי לאורך העורק מעל הקשירה וסגור את המהדק כדי לעצור את זרימת הדם. מרחו מיד טיפת פפברין כדי להרחיב את העורק ולמנוע התכווצויות פאזה.
לאחר מכן, בעזרת הקשירה, הרם את עורק הספנוס ובצע חתך קטן לכריתת עורקים באמצעות מחט בגודל 24. לאחר מכן הרם את דשי החתך והכנס לאט קיסם ורידים או מחט מנחה ללומן העורק. כעת, הכנס בזהירות קטטר לכריתת תסחיף עורקי לעורק הספנוס.
היו עדינים כדי להימנע מיצירת קרעים. לאחר מכן הסר את קוטף הוורידים ושחרר את מהדק המיקרו וסקולרי על העורק. כדי ליצור את הפציעה, יש לקדם תחילה את צנתר הבלון לסימון השלישי.
זה אמור לשים בערך שניים עד חמישה סנטימטרים מעל התפצלות הכסל. לאחר מכן, נפחו את הבלון ב 0.1 מיליליטר מי מלח רגילים. כעת, הצמד את הקטטר ומשוך אותו לאחור שישה סנטימטרים תוך כדי סיבובו כדי לפגוע ברקמה.
לאחר הנסיגה, רוקנו את הבלון. וכדי להבטיח הרחבה מלאה של האנדותל, חזור על התהליך פעמיים נוספות. לאחר מכן הסר את הקטטר וקשר מיד את לולאת הקשירה ממש מעל אתר כריתת העורקים כדי לעצור את הדימום.
לאחר מכן, יש למרוח חומר חיטוי מתאים סביב ניקוב הפצע ולנגב את קרישי הדם. לבסוף, סגור את חתך העור וחטא את מקום הניתוח בתמיסת פובידון-יוד. לאחר מכן חזור על כל ההליך הכירורגי על עורק הכסל הנגדי באמצעות הצנתר השני.
לאחר הניתוח יש לנקות תחילה את המשחה האבטונית מצידי הארנב. לאחר מכן יש לתת סולפדוקסין וטרימתופרים. לאחר מכן העבירו את הארנב עם כרית הכותרת לכלוב התאוששות נקי ומדבקת ניטור וקליפסים.
ברגע שהחיה חוזרת לשכיבה חיצונית ומסתובבת, החזירו אותה לכלוב הביתי שלה. לטיפול בכאב, יש לספק בופרנורפין. כעת, התחל להאכיל את החיה בתזונה אטרוגנית כל עוד יש צורך.
כדי לקצור פשתן דק מוקדם, שבועיים או ארבעה שבועות לאחר הניתוח, תחילה יש להרדים את הארנב ולאחר מכן להמית את הארנב עם חתך בין-קרדינלי. לאחר מכן, פתח את הבטן וחשוף את הרטרופריטונאום. לאחר מכן עקבו אחר אבי העורקים לכיוון התפצלות הכסל וקשרו אותו מעל ההתפצלות.
לאחר מכן הסירו בזהירות את הרקמות שמסביב ובודדו את שני עורקי הכסל. כעת נתחו את שני העורקים וטבלו אותם ב-PBS קר כקרח. שם מסירים את הקרישים באמצעות מלקחיים ומחלקים כל עורק ל-46 מקטעים.
לאחר מכן הטמיעו מיד את הקטעים בתבנית המכילה תרכובת OCT והצמידו רקמות הקפאה בחנקן נוזלי. אחסן את הרקמות במינוס 80 מעלות צלזיוס ולאחר מכן צבע חלקים בעובי חמישה מיקרון במתודולוגיה סטנדרטית. פגיעה בבלון של עורקי הכסל בוצעה בהצלחה ללא סיבוכים תוך פחות משעה.
הארנב התאושש תוך שעה ו/או נראה בריא ללא ירידה משמעותית במשקל. לא נתקלו בסיבוכים לאחר הניתוח. ואחרי ארבעה שבועות של דיאטה אטרוגנית, כל הארנבים סבלו מהיפרכולסטרולמיה.
השילוב של פגיעה בבלון ודיאטת הכולסטרול הביא לשינויים מבניים בדופן כלי הדם שהובילו להתפתחות פלקס עורקים תוך שבועיים. עורקי הכסל שלא נפגעו ופגועי בלון בודדו מאותה חיה והושוו. פשתן התאפיין בחדירת שומנים כמו גם בנדידת רעש של שרירים חלקים והתפשטות.
הפשתן ממשיך לגדול בכלי הדם הפגועים בעוד שגודל הלומן ממשיך להתכווץ. השינויים שהתקבלו היו בולטים מאוד בארבעה שבועות. לאחר שבועיים וארבעה שבועות, כימות מורפומטרי חשף עובי אינטימה מדיה מוגבר, שטח פלאק מוגבר, שטח לומן מופחת, ולבסוף עלייה בהצטברות שומנים.
צביעה עם אנטי גוף אקטין שריר חלק אלפא מגיב עם אקטין שריר, ובכך מזהה תאי שריר חלק בכלי הדם. בעוד שצביעה עם יותר מ-11 נוגדנים חד-שלווניים חושפת את הציטופלזמה של מקרופאגים. יחד הכתמים חושפים את המידה שבה גם תאי שריר חלק וגם מקרופאגים מתרבים לרובד טרשת עורקים בכלי הדם הפגועים.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להיות בעל הבנה טובה של בטיחות רכב ולבצע בקלות פציעה אלימה בעורקי הכסל של הארנב. פגיעה זו בתזונה אטרוגנית גורמת להתפתחות הפלאק של עורקי הכסל בצורה הומוגנית בזמן.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר שיטה להשראת פלאקים אתרוסקלרוטיים בארנבונים על ידי פגיעה כירורגית באנדותל של עורקי השן השמאליים והאכלתם בתזונה אתרוגנית. עורק השן נבחר בשל הדמיון שלו לעורקי הכליליים של בני אדם, מה שהופך אותו למודל רלוונטי לחקר התפתחות פלאקים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- טרשחית
- מודלים בבעלי חיים
- מחקר קרדיווסקולרי
רקע
- טרשקת היא סיבה מובילה לתמותה במדינות מתועשות.
- הבנת תהליך היווצרות הפלאק חיונית לפיתוח אסטרטגיות מניעה.
- עורק המשקית (iliac artery) של הארנב משמש כמודל מתאים בשל דמיון אנטומי לעורקים הכליליים של בני אדם.
- מחקר זה נועד להעריך את השפעותיה של טרשקת עורקים מושרית על נקודות סוף שונות.
מטרת המחקר
- להשראת פלאקים אתרוסקלרוטיים בארנבים למטרות מחקר.
- לחקירת המכניזמים של התפתחות וקרע של פלאקים.
- להערכת היעילות של התקנים והתערבויות טיפוליות חדשות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- פגיעה כירורגית באנדותל בעורק החזה השמאלי (iliac artery).
- האכלת ארנבונים בתזונה אתרוגנית לעידוד היווצרות פלאקים.
- השוואת הרכב הפלאקים בעורק החזה לעומת אלו באבי העורקים (aorta).
- הערכת מדדי קצה מורפומטריים ואנגיוגרפיים באמצעות מכשירים מסחריים.
תוצאות עיקריות
- השראה מוצלחת של פלאקים אתרוסקלרוטיים במודל של ארנב.
- הדגמת הפרוצדורה על ידי Aurelien Frobert.
- השוואה של מאפייני הפלאקים בין עורקי ה-iliac לעורקי ה-aorta.
- תובנות לגבי הפוטנציאל להתערבויות טיפוליות באתרוסקלרוזיס.
מסקנות
- העורק האילי של ארנב הוא מודל בעל ערך לחקר טרשת עורקים.
- שיטה זו יכולה לסייע בהערכת טיפולים חדשים לניהול פלאקים.
- נדרש מחקר נוסף כדי לבחון את ההשלכות של ממצאים אלו.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודל הפגיעה בבלון של העורק האילי בארנב מאיץ את התפתחות הפלאקים האתרוסקלרוטיים, ובכך מאפשר הערכה מהירה של התערבויות טיפוליות בתוך מסגרת זמן של שבועיים. גישה זו תומכת בתיקוף יעדים ובצמצום סיכונים מנגנוניים בגילוי תרופות קרדיווסקולריות, על ידי אספקת מערכת הדירה ורלוונטית למחלה המדמה פתולוגיה של עורקי כלי הדם המספקים דם ללב (coronary) בבני אדם. המודל מגביר את הביטחון החזוי במחקרים פרה-קליניים על ידי אספקת נקודות סיום מורפומטריות ואנגיוגרפיות כמותיות להערכת יעילות ובטיחות התרופה.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות על ידי השראה של פגיעה אנדותליאלית מבוקרת והצטברות ליפידים במיטה עורקית בעלת רלוונטיות קלינית.
- ערך תפעולי: מספק שיטה סטנדרטית וניתנת לשחזור ליצירת נגעים אתרוסקלרוטיים עקביים, לתמיכה במחקרים של מעורבות מטרה (target engagement).
- ערך אסטרטגי: מאיץ את לוחות הזמנים של תיקוף המטרה, ומאפשר קבלת החלטות מהירה של go/no-go בהתבסס על מורפולוגיית הפלאק וביטוי של ביומארקרים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- ערך מדעי: מייצר מדדי פלאק כמותיים, כגון עובי האינטימה-מדיה (intima-media thickness), שטח ליפידים וחדירת מקרופאגים, לצורך סטנדרטיזציה של קריאת הבדיקה.
- ערך תפעולי: מספק שיעור הצלחה גבוה ביצירת נגעים עם שיעורי תמותה נמוכים, מה שתומך במערכי סריקה רחבים (scalable screening campaigns).
- ערך אסטרטגי: מאפשר מוכנות של הבדיקה להערכת השפעות תרופתיות על ייצוב פלאק, דלקת והצטברות ליפידים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: מציע מערכת רלוונטית למחלה עם הרכב פלאק דמוי אנושי, הכולל פרוליפרציה של תאי שריר חלק ותאי קצף שמקורם במקרופאגים.
- ערך תפעולי: מאפשר ניטור אורך של התקדמות הפלאק באמצעות כימות מורפומטרי במרווחי זמן מוגדרים (למשל, שבועיים וארבעה שבועות).
- ערך אסטרטגי: תומך בהלימה של ביומרקרים תרגומיים על ידי קישור מאפייני הנגע לתגובה טיפולית.
שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד (Pipeline & Workflow)
המודל משתלב ברצף הגילויים הקרדיווסקולריים, ותומך החל מאימות מטרות בשלב מוקדם ועד להערכת יעילות פרה-קלינית, על ידי אספקת מודל טרשוזי מהיר וכמותי.
- ביולוגיה של תגליות: תומכת בבדיקת השערות לגבי מסלולים אתרוגניים באמצעות היווצרות פלאק הניתנת להשראה ותלויה בזמן בעורק האיליאקי.
- סריקה: מאפשרת הערכה סטנדרטית של תרכובות באמצעות פיתוח נגעים הדיר ונקודות קצה מדידות, כגון הפחתת שטח הלומן והעביית האינטימה.
- אנליטיקה: מספקת פלטי Morphometric ואנגיוגרפיים (למשל, שטח פלאק, הצטברות ליפידים) המאפשרים השוואה אובייקטיבית בין קבוצות טיפול.
- מחקר תרגומי: מקשר לתיקוף פרה-קליני על ידי מידול פתולוגיה הדומה למחלה כלילית אנושית ומאפשרת הערכה של השפעות מכשירים או תרופות על הרכב הפלאק.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת פלטפורמה לשימוש חוזר לבדיקה איטרטיבית של תרופיות קרדיווסקולריות במספר פרויקטים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מספק תובנה מכניסטית לגבי נתיבי התפתחות הפלאק, ובכך מפחית עמימות בתיקוף המטרה.
- ערך תפעולי: מבטיח הדירות וסטנדרטיזציה באמצעות פרוטוקולים כירורגיים ותזונתיים מוגדרים עם שיעורי הצלחה גבוהים.
- ערך אסטרטגי: משפר את היעילות ההונית על ידי האצת לוחות הזמנים הפרה-קליניים והפחתת הסיכון לכישלון בשלבים מאוחרים באמצעות הפחתת סיכונים ביולוגית מוקדמת.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעודוף של מועמדים מותאם סיכון, בהתבסס על השפעות המשנות את הפלאק ופרופילי בטיחות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בניתוחים כלי דם במכרסמים, הרדמה וטיפול לאחר ניתוח.
- תלוי בגישה לקטטרי בלון, פלטפורמות כירורגיות ותשתיות דימיון או היסטולוגיה לצורך ניתוח נקודות סיום.
- מחייב סטנדרטיזציה בין צוותים להבטחת אורך פגיעה עקבי, משך תזונה ועיבוד רקמות.
- שיקולי התאמה כוללים מטבוליזם של ליפידים הספציפי למין והבדלים בהרכב הפלאק בהשוואה למחלה בבני אדם.
- מגבלות מעשיות כוללות את חלון ההשראה של שבועיים, אשר עשוי שלא ללכוד את מורכבות הפלאק הכרונית או את ההסתייכות הנצפית באתרוסקלרוזיס מתקדם בבני אדם.
