Articolo metodologico

Infarto post-miocardico Insufficienza cardiaca in occlusione coronarica a torace chiuso/ modello di riperfusione nei minipig di Gottinga e nei maiali Landrace

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DOI:

10.3791/61901

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17 aprile 2021

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1Department of Pharmacology and Pharmacotherapy, Semmelweis University, 2Pharmahungary Group, 3Diagnostic, Radiation Oncology, Research and Teaching Center, Moritz Kaposi Somogy County Teaching Hospital, 4Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, Kaposvar University, 5Heart and Vascular Center, Semmelweis University, 6Quark Pharmaceuticals, Inc, 7Heart Institute, Medical School, University of Pécs

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

L'obiettivo generale dello studio attuale è quello di presentare le tecniche di induzione dell'infarto del miocardio (MI) e dell'insufficienza cardiaca da infarto post-miocardico (post-MI HF) nei minipig di Gottinga chiusi e adulti e la caratterizzazione del modello HF post-MI nei minipig di Gottinga rispetto ai maiali Landrace.

Abstract

Lo sviluppo dell'insufficienza cardiaca è il più potente predittore della mortalità a lungo termine nei pazienti sopravvissuti all'infarto miocardico acuto (MI). C'è un bisogno clinico insoddisfatto di prevenzione e terapia dell'insufficienza cardiaca da infarto post-miocardico (HF post-MI). I modelli di suini clinicamente rilevanti di HF post-MI sono prerequisiti per studi finali di prova del concetto prima di entrare in studi clinici nello sviluppo di farmaci e dispositivi medici.

Qui abbiamo mirato a caratterizzare un modello suino a torace chiuso di HF post-MI nei minipig adulti di Gottinga con follow-up a lungo termine tra cui la risonanza magnetica cardiaca seriale (CMRI) e a confrontarlo con il modello di maiale Landrace comunemente usato.

L'MI è stato indotto dall'occlusione intraluminale del palloncino anteriore sinistro dell'arteria coronarica discendente anteriore sinistra per 120 minuti nei minipig di Gottinga e per 90 minuti nei maiali Landrace, seguita da riperfusione. Il CMRI è stato eseguito per valutare la morfologia cardiaca e la funzione al basale in entrambe le razze e a 3 e 6 mesi nei minipig di Gottinga e a 2 mesi rispettivamente nei suini Landrace.

Le dimensioni delle cicatrici erano paragonabili nelle due razze, ma l'MI ha comportato una significativa diminuzione della frazione di espulsione ventricolare sinistra (LVEF) solo nei minipig di Gottinga, mentre i maiali Landrace non hanno mostrato una riduzione della LVEF. La frazione di espulsione ventricolare destra (RV) è aumentata in entrambe le razze nonostante le dimensioni trascurabili della cicatrice del camper. A differenza del significativo aumento della massa ventricolare sinistra end-diastolica (LVED) nei suini Landrace a 2 mesi, i minipig di Gottinga hanno mostrato un leggero aumento della massa LVED solo a 6 mesi.

In sintesi, questa è la prima caratterizzazione dell'HF post-MI nei minipig di Gottinga rispetto ai maiali Landrace, dimostrando che il modello minipig di Gottinga riflette parametri HF post-MI paragonabili alla patologia umana. Concludiamo che il modello minipig di Gottinga è superiore al modello di maiale Landrace per studiare lo sviluppo di HF post-MI.

Introduzione

Nonostante la diminuzione della mortalità dell'infarto miocardico acuto (MI), l'incidenza dell'insufficienza cardiaca da infarto post-miocardico (HF post-MI) non è cambiatanel tempo 1. L'insufficienza cardiaca (HF) è uno dei più potenti predittori di morte nei pazienti con MI2. Ad oggi, la terapia di riperfusione è l'unica opzione di trattamento disponibile per limitare le dimensioni dell'infarto del miocardio e ridurre il rischio di un successivo HF3,4,5. HF e altre complicazioni possono verificarsi a seguito di lesioni da riperfusione; pertanto, c'è ancora un bisogno insoddisfatto per lo sviluppo di terapie cardioprotettive oltre la tempestiva riperfusione6,7,8. Sono state descritte numerose terapie cardioprotettive efficaci anche in grandi modelli animali, ma solo il condizionamento ischemico remoto (RIC) sembrava migliorare gli esiti clinici dell'HF post-MI in un piccolo studio clinico9. Tuttavia, questo risultato incoraggiante sull'efficacia del RIC è stato messo in discussione in uno studio controllato randomizzato single-blind (CONDI-2/ERIC-PPCI) eseguito in 33 centri in tutta Europa in pazienti STEMI, dove RIC non è riuscito a migliorare gli esiticlinici 10. Le potenziali ragioni della omesso traduzione dei dati preclinici potrebbero essere l'uso di modelli animali non ottimale post-MI HF a bassa rilevanza clinica11.

La morfologia cardiovascolare (patho)e (patho)fisiologia dei modelli di maiale assomigliano alle condizioni umane; pertanto, è ampiamente usato e accettato nella ricerca cardiovascolaretraslazionale 12,13,14. Le razze suine utilizzate nella ricerca cardiovascolare appartengono alle diverse specie di suini domestici (Sus scrofa domestica) che includono suini che variano per dimensioni, aspetto e background genetico15,16. Sebbene l'HF post-MI sia stato ampiamente studiato sui suini, non è stato pubblicato alcuno studio con l'obiettivo di caratterizzare e confrontare l'effetto dell'MI sull'esito delle HF post-MI nei suini Landrace e nei minipig di Gottinga. Il tasso di crescita intensivo dei suini Landrace può influenzare gli esiti morfofunzionali cardiaci; tuttavia, i minipig di Gottinga con modelli di crescita limitati possono superare queste preoccupazioni e possono servire da modello fattibile per il follow-up a lungo termine nella valutazione delle HF post-MI. Inoltre, una linea guida sulla pertinenza del rigore e della riproducibilità negli studi preclinici sulla cardioprotezione raccomanda l'uso della risonanza magnetica cardiaca (CMRI) come modello clinicamente rilevante per la misurazione della funzione ventricolare nei suini12.

Per analizzare l'interesse scientifico su HF post-MI nei suini abbiamo eseguito ricerche bibliografiche su PubMed utilizzando la seguente stringa di ricerca: "(maiale O maiale O suini O sus-scrofa O minipig O mini-maiale O mini-maiale O miniatura-maiale e (infarto* OR ischem* OR ischaem* OR reperfus*) AND (cuore OR cardi* OR miocard*) AND (LAD OR left-anterior* OR LCX OR left-circum E (insufficienza cardiaca O lvef OR frazione di espulsione-o dimensione infarto o infarto)" e ha scoperto che i modelli di maiale di ischemia cardiaca/riperfusione sono frequentemente utilizzati per studiare MI e post -MI HF, ma solo il 17% (71 articoli su 425) di studi ha coinvolto minipig e il 7% (30 articoli su 425) ha utilizzato minipig di Gottinga. Solo circa l'1% (5 su 425) degli studi ha utilizzato minipig di Gottinga e protocolli clinicamente rilevanti con follow-up a lungo termine (1-9 mesi di riperfusione) e CMRI per analizzare la funzione cardiaca. L'esibile numero di studi clinicamente rilevanti evidenzia il divario traslizionale tra la ricerca di base e gli studi clinici. Pertanto, è necessaria una caratterizzazione completa dei modelli HF post-MI a torace chiuso nei minipig di Gottinga e nei maiali Landrace con valutazione ripetuta della funzione ventricolare sinistra e destra e dell'anatomia utilizzando CMRI durante il follow-up a lungo termine. Qui abbiamo mirato a concentrarci sulla fattibilità tecnica e la rilevanza clinica di due modelli HF post-MI per descrivere protocolli sperimentali standardizzati e riproducibili per studi HF post-MI che possono essere utilizzati per valutare farmaci cardioprotettivi e / o terapie di dispositivi medici.

Il presente studio è il primo in letteratura a caratterizzare un modello clinicamente rilevante di HF post-MI utilizzando minipig adulti di Gottinga e a confrontare parametri funzionali ventricolari morfologici e cardiaci sinistro e destro con quello dei maiali adolescenti Landrace.

Protocollo

13 minipig di Gottinga sani e sessualmente maturi (età compresa tra 12 e 14 mesi) e 10 maiali Landrace femmina sani e sessualmente immaturi (età compresa tra 2 e 3 mesi) sono stati alloggiati in bancarelle di maiali conformi alle raccomandazioni sulle dimensioni della più recente Guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio DHEW e delle linee guida dell'UE 63/2010. Gli animali non erano spayed. La temperatura delle stanze degli animali era controllata e gli animali erano tenuti a un ciclo chiaro / scuro di 12 ore e senza parassiti. L'alimentazione ad libitum porta a un aumento di peso totale sia nei minipig di Gottinga che nei maiali Landrace, quindi, i maiali di entrambe le razze sono stati nutriti con un regime dietetico limitato. I minipig di Gottinga sono stati messi a dieta limitata non appena sono arrivati alla struttura animale e per l'intera durata dello studio. Special Diet Services pig chow 180-220 g/meal/animal è stato somministrato due volte al giorno secondo la linea guida "Prendersi cura di Ellegaard Göttingen Minipigs" (data di revisione: 13 marzo 2013) nei primi 2 giorni. Tra il giorno 3 e il 12 gli animali sono stati nutriti con il 50% di chow di maiale dei servizi dietetici speciali e il 50% di dieta minipig di mantenimento. Dal giorno 14 fino alla fine dello studio gli animali sono stati nutriti con una dieta minipig di mantenimento. I maiali Landrace hanno ricevuto chow di scrofa incinta, l'1,5% del peso corporeo somministrato due volte al giorno secondo PIC Wean to Finish Manual 2008 e 2013. Tutti gli animali hanno ricevuto cibo erogato individualmente e l'assunzione di cibo è stata monitorata per evitare la concorrenza per il chow. Gli animali con difficoltà di alimentazione sono stati nutriti individualmente aiutati dal personale addetto alla cura. Tutti gli animali hanno ricevuto ad libitum l'acqua del rubinetto. Il protocollo sperimentale dell'HF post-MI nei minipig di Gottinga e nei suini Landrace è illustrato nella figura 1.

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Figura 1. Protocollo sperimentale per l'insufficienza cardiaca indotta dall'infarto post-miocardico nei maiali Landrace e nei minipig di Gottinga. CMRI - risonanza magnetica cardiaca. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

1. CMRI di base

  1. Prelevare il cibo dagli animali almeno 12 ore prima dell'inizio dell'anestesia ma garantire l'accesso all'acqua per prevenire la disidratazione.
  2. anestesia
    1. Indurre l'anestesia degli animali con cloridrato di ketamina (12 mg/kg), xiazina (1 mg/kg) e atropina (0,04 mg/kg) come iniezione intramuscolare nella regione del collo.
    2. Misurare il peso corporeo e la lunghezza degli animali. Il calcolo delle formule delle superfici corporee (BSA) è stato descritto da Itok et al. per i minipig di Gottinga (BSA [m2] = (7,98 × BW [kg]2/3)/100)17 e per I suini Landrace (BSA [m2] = (7,34 × BW [kg]0,656)/100)18.
    3. Intubare gli animali, mantenere l'anestesia con isoflurane (2% di isoflurane, 2 L/min di ossigeno). La dimensione del tubo endotracheale dipende dalle caratteristiche anatomiche individuali di ciascun animale e varia da 6,0 a 7,5 mm.
    4. Cannucolare la vena dell'orecchio con ago da 18 G e iniziare la somministrazione del 5% di glucosio nella soluzione ringer (1 L / ora).
  3. CMRI
    1. Trasferire l'animale nell'impianto CMRI e somministrare 0,4-0,5 mg/kg di besilato di atracurium i.v.. Il besilato di atracurium è un rilassante muscolare scheletrico non depolarizzante che viene utilizzato per evitare manufatti respiratori durante le misurazioni CMRI. Avviare la ventilazione a pressione positiva (frequenza 16/min, volume di 350 mL, pressione positiva di 25-30 mmHg).
    2. Posizionare gli animali in posizione supina. Posizionare bobine flessibili sul petto e le bobine a 32 canali sono posizionate nel letto CMRI. Eseguire risonanza magnetica cardiaca senza contrasto con uno scanner 1.5T, utilizzando una bobina phased array e un sistema elettrocardiogramma vettoriale (ECG) per valutare la funzione cardiaca e la morfologia (frazione di espulsione (EF), uscita cardiaca (CO), dimensioni della camera e della parete). Acquisire immagini cine MRI utilizzando una tecnica di risonanza magnetica cine a retrospettivamente ecg-gated e senza stato stazionario in viste a basso asse e asse lungo del cuore utilizzando tempo di eco di 1,2 ms, tempo di ripetizione di 40 ms, angolo di capovolgimento di 50 gradi, campo visivo di 300 mm, spessore della fetta di 8 mm e matrice di immagini di almeno 256x256.
    3. Quantificare i volumi ventricolari sinistro e destro del diastolico finale (LVEDV e RVEDV) e i volumi sistolici finali (LVESV e RVESV), i volumi di corsa (LVSV e RVSV), gli EF-s (LVEF e RVEF) e le masse mediante planimetria manuale di immagini cine a corto asse end-diastolic (massa LVED) e end-systolic (massa RVED). Quantificare il volume atriale sinistro tracciando le immagini cineche a due e quattro camere. Correggere i volumi atriali sinistro in BSA per ottenere il volume atriale sinistro indicizzato alla superficie corporea (LAVi). Valutare la presenza di edema polmonare sulle immagini del localizzatore.
    4. Per il calcolo dell'indice cardiaco (CI) utilizzare BSA e uscita cardiaca.
    5. Terminare l'anestesia con il ritiro dell'isoflurane. Quando ritorna la respirazione spontanea, estorcono l'animale, rimuovi la cannula i.v. e riportala nella sua gabbia.

2. Premedicazione, accesso vascolare e occlusione dell'arteria coronarica

  1. premedicazione
    1. Un giorno prima della procedura chirurgica somministrare 500 mg di acido salicilico acetil e 300 mg di clopidogrel per via orale.
    2. Applicare analgesia (meloxicam 0,4 mg/kg di peso corporeo) e cocktail antibiotico (benzilpenicillina-procaina (24,8 mg/mL), benzilpenicillina-benzatina (83,6 mg /mL), diidrostreptomicina-solfato (156,3 mg/mL), 3 mL/50 kg di peso corporeo) mediante iniezioni intramuscolari il giorno dell'occlusione dell'arteria coronarica.
    3. Ripetere i passaggi descritti nelle sezioni 1.2.1-1.2.4.
    4. Utilizzare la cannula della vena dell'orecchio per la sostituzione del fluido e la somministrazione di farmaci. Somministrare 1 g di solfato di magnesio durante tutta la procedura tramite vena uditiva ogni 30 minuti per prevenire la tachicardia ventricolare (VT) e la fibrillazione ventricolare (VF).
  2. Accesso vascolare
    1. Posizionare l'animale sul tavolo operatorio, fissare gli arti e applicare cunei per immobilizzare l'animale in posizione supina.
    2. Disinfettare il sito chirurgico con povidone-iodio. Il sito chirurgico è intorno alla piega della pelle tra il gracilis e il muscolo sartoriale.
    3. Rimuovere i capelli nel sito chirurgico con un rasoio.
    4. Posizionare gli elettrodi ECG di superficie nel triangolo di Einthoven. Questo triangolo è formato dai due arti anteriori e dall'arto posteriore sinistro e gli elettrodi sono posizionati sugli arti.
    5. Avviare la ventilazione a pressione positiva (frequenza 16/min, volume di 350 mL, pressione positiva di 25-30 mmHg).
    6. Isolare l'area chirurgica disinfettata con un drappo chirurgico.
    7. Avvicinati alla regione femorale come descritto in dettaglio da K. S. Ettrup etal. In breve, fare un'incisione longitudinale sulla pelle tra il gracilis e i muscoli sartoriali. Separare il tessuto sottocutaneo e la fascia. Isolare l'arteria femorale e mettere due suture chirurgiche sotto di essa per controllare l'emorragia.
    8. Foratura e cannulato l'arteria femorale con un intro introno 6F-ACT utilizzando la tecnica Seldinger20,21.
    9. Fissare la suona sulla pelle.
    10. Utilizzare l'arteria per il prelievo del sangue per ulteriori analisi biochimiche.
    11. Somministrare 5000 IU di eparina attraverso la toria femorale per garantire un'adeguata anticoagulazione e prevenire la trombosi durante l'intervento chirurgico. Readminister 2500 IU eparina ogni 60 minuti durante tutta la procedura. Gli animali hanno ricevuto circa 370-440 UI/kg di eparina durante l'intero intervento.
    12. Attaccare un sensore di pressione al vaso femorale per monitorare la pressione arteriosa durante l'intervento chirurgico.
    13. Per la calibrazione della pressione posizionare il sistema di registrazione della pressione sul livello del cuore di ogni animale. Dopo aver rimosso le bolle d'aria, la calibrazione a pressione zero viene eseguita quando il stopcock a tre direzioni viene aperto nella direzione dell'aria libera.
  3. Occlusione dell'arteria coronarica, riperfusione e somministrazione di farmaci intracoronari
    1. Si noti che questo intervento deve essere eseguito solo da cardiologo interventista addestrato. Attraverso la torcia femorale, introdurre e far avanzare il filo guida verso l'arco aortico e introdurre il catetere guida 5F sul filo guida. In primo luogo, far avanzare il filo guida per avvicinarsi atraumaticamente alla radice aortica. Eseguire l'intubazione profonda da un sottile catetere guida 5F per evitare una significativa ostruzione del flusso sanguigno.
    2. Posizionare il fluoroscopio in posizione antero-posteriore.
    3. Assicurarsi che non vi sia trombo o bolla d'aria all'interno del catetere con l'aspirazione di almeno 5 ml di sangue, il volume del catetere, con la siringa collegata al catetere.
    4. Collegare la porzione esterna del catetere a una siringa riempita con agente radiocontrasto (iobitridolo 1,1 mL/50 kg di peso corporeo).
    5. Fare attenzione che la siringa sia tenuta elevata per prevenire l'infusione di bolle d'aria nell'arteria coronarica.
    6. Per eseguire l'angiografia di base, intubare separatamente e riempire con agente di contrasto selettivamente l'ostia dell'arteria coronarica destra e l'arteria coronarica principale sinistra. Per maggiori dettagli tecnici, fare riferimento ai libri di testo dicateterizzazione 20,21.
    7. Eseguire il punteggio BARI (Bypass Angioplasty Revascularization Investigation Myocardial Jeopardy Index) dopo l'angiografia di base. Un punteggio a tutte le arterie terminali (porzione terminale della discendenza anteriore sinistra, circonflesso sinistro e arteria coronarica destra, così come il ramus, le diagonali, i marginali ottusi, i rami posteriori discendenti e posterolaterali) viene assegnato in base alla loro lunghezza e calibro secondo criterispecifici 22,23. Un valore pari a 0 rappresenta una dimensione della nave quasi insignificante. Al contrario, un valore di 3 definisce un'arteria di grandi dimensioni con una lunghezza di due terzi della distanza tra la base e l'apice cardiaco. Non tenere conto dei marginali ventricolari destro e dei rami del setto dell'arteria discendente posteriore.
      1. Calcolare il punteggio BARI finale (% del ventricolo sinistro a rischio) dividendo il valore totale dall'arteria correlata all'infarto per i valori totali di tutte le arterie(Figura 2A-D)che fornisce il LV. Scegliere il sito di occlusione sull'arteria coronarica del discendente anteriore sinistro (LAD) per ottenere circa il 25-30% di miocardio a rischio come valutato dal punteggio BARI.
    8. Inserire il filo conduttore di angioplastica coronarica transluminale percutanea (PTCA) attraverso il catetere guida. Posizionarlo distostamente sul sito pianificato dell'occlusione sotto guida fluoroscopica e controllare l'angiografia alla ricerca di potenziali complicazioni (ad esempio, dissezione coronarica, perforazione).
    9. Determinare per stima visiva la dimensione ottimale del palloncino in base al diametro dell'arteria coronarica.
    10. Posizionare il catetere a palloncino (diametro del palloncino 2,5 mm e lunghezza del palloncino 12 mm) sul filo guida PTCA e avanzare nella posizione pianificata.
    11. Riempire il palloncino con agente di contrasto e controllare la posizione del catetere a palloncino per angiografia.
    12. Gonfiare il palloncino sotto la pressione nominale (7-9 atmosfere) del palloncino per sviluppare il tocco morbido tra la parete laterale del palloncino e la superficie del vaso. Soft-touch è definito come l'interazione della parete laterale del palloncino che è sufficiente per occludere il vaso senza causare lesioni alla parete del vaso.
    13. Confermare l'occlusione (TIMI 0) con l'angiografia visualizzando l'arresto del flusso di contrasto. Tenere in posizione il filo guida e il palloncino e tirare indietro il catetere guida dall'ostium dell'arteria coronarica per evitare l'ischemia cardiaca diffusa.
    14. Strumenti a nastro al drappo chirurgico per evitare la lussazione del palloncino intracoronario.
    15. Registrare e documentare il segno ECG di occlusione per elevazione ST.
    16. Durante l'intera procedura, monitorare attentamente i segni vitali, la frequenza cardiaca (HR), la pressione sanguigna, la temperatura interna utilizzando la sonda rettale e l'ossimametria dell'impulso.
    17. Coprire l'animale con un dispositivo di riscaldamento per mantenere la temperatura interna.
    18. Somministrare 1 g di solfato di magnesio come bolo endovenoso se si verifica VT o VF pulsato e iniziare immediatamente le compressioni toraciche con una frequenza di 100 /min. Applicare 300J DC shock e lidocaina 2-4 mg/kg come bolo endovenoso. Trattare l'asestolo con 1 mg di epinefrina come bolo endovenoso.
    19. Controllare la pressione del palloncino ogni 30 minuti durante l'occlusione coronarica. Se c'è una diminuzione di oltre 0,5 bar nella pressione del palloncino, impostarlo di nuovo sui valori iniziali.
    20. Eseguire l'angiografia poco prima della fine dell'occlusione coronarica per verificare il posizionamento del palloncino mantenuto e l'assenza di flusso distorsi verso il sito di occlusione.
    21. Somministrare 2500 UI di eparina e 1 g di solfato di magnesio per via intracoronariale come bolo lento per prevenire trombosi e aritmie.
    22. Inizia la riperfusione con deflazione del palloncino dopo 120 minuti di ischemia cardiaca nei minipig di Gottinga e dopo 90 minuti nei maiali Landrace.
    23. Rimuovere il palloncino sgonfio.
    24. Confermare il successo della riperfusione con angiografia coronarica per dimostrare il flusso sanguigno nella parte distale del vaso coronarica (TIMI 3).

3. Somministrazione di farmaci intracoronari

  1. Per prevenire l'embolizzazione dell'arteria coronarica, riempire il microcatetere terapeutico perfusione con soluzione salina.
  2. Posizionare il microcatetere sopra il filo guida PTCA.
  3. Avanzare e confermare la posizione del microcatetere. La punta del microcatetere deve essere posizionata a livello di occlusione.
  4. Rimuovere il filo guida PTCA.
  5. Collegare il microcatetere con la pompa perfusione e iniziare la somministrazione intracoronaria 5 minuti dopo l'inizio della riperfusione.
  6. Dopo la somministrazione del farmaco rimuovere il microcatetere.
  7. Effettuare un'angiografia di controllo per controllare il flusso di 3 gradi TIMI del contrasto ed escludere tale intervento ha portato all'emboli dell'aria o alla dissezione coronarica.

4. Chiusura delle ferite e cure post-operatorie

  1. Rimuovere la torcia arteriosa e legare l'arteria femorale prossimale al sito di puntura. L'occlusione dell'arteria femorale a seguito dell'intervento angiografico non ha alcun effetto sulla funzione delle gambe nei suini, come valutato dalle osservazioni veterinarie quotidiane.
  2. Chiudere la ferita con suture continue e applicare il rivestimento antisettico.
  3. Terminare l'anestesia con il ritiro dell'isoflurane.
  4. Monitorare da vicino gli animali nel periodo di recupero e ispezionarli ogni 12 ore fino al giorno di postoperazione 3, quindi ogni 24 ore fino alla fine dello studio. Particolare attenzione dovrebbe essere data al comportamento alimentare e potabile, letargia, segni di infezione, condizione dolorosa, cambiamento di peso, mobilità e stato di salute generale. Seguendo la procedura, gli animali sono stati trasportati con un furgone in piccoli gruppi in gabbie per evitare inutili stress nel primo periodo postoperatorio.

5. CMRI post-MI e sua valutazione

  1. anestesia
    1. Utilizzare il protocollo anestetico descritto nelle sezioni 1.2.1-1.2.4.
  2. CMRI
    1. Somministrare un bolo endovenoso di agente di contrasto, 0,2 mmol/kg di gadobutrolo ad una velocità di 4 mL/sec, utilizzando un iniettore manuale.
    2. Scatta immagini di miglioramento ritardate usando una sequenza gradiente-eco preparata per il ripristino dell'inversione. Ottenere immagini ad asse corto e ad asse lungo da 10 a 15 minuti dopo la somministrazione dell'agente di contrasto.
    3. valutazione
      1. Eseguire la valutazione utilizzando il software di analisi MASS 7.6 in modo accecato.
      2. Valuta lo spessore della parete segmentale end-diastolica sulle immagini cine a corto asse.
      3. Misura la transmuralità della cicatrice sulle immagini di miglioramento ritardate dell'asse corto.
      4. Quantificare la necrosi miocardica con planimetria manuale sulle immagini di miglioramento del contrasto ritardato delineando il miocardio con intensità del segnale 5 SD sopra il segnale medio ottenuto nel miocardio remoto non infarto.

6. Statistiche

  1. Mostra dati continui come media ± errore standard.
  2. Valuta la differenza usando misure ripetute ANOVA uni-way seguito dal test LSD di Fisher nei minipig di Gottinga e dal test t accoppiato nei maiali Landrace. I punteggi di BARI sono stati confrontati con i tassi di t-test e mortalità non accoppiati con il test chi quadrato tra le due razze.
  3. Usa GraphPad Prism per la valutazione dei dati. Le differenze sono state dichiarate statisticamente significative se p<0,05.

Risultati

mortalità

Su 13 minipig di Gottinga sottoposti a infarto del miocardio, due animali sono morti (15,4% di mortalità), uno durante il periodo ischemico a causa di VT irreversibile e uno a causa dell'asstolo nella riperfusione. Nei minipig di Gottinga, un animale è stato rianimato con successo durante l'ischemia cardiaca. Il tasso di mortalità era dello 0% nei maiali Landrace, dieci animali su dieci sopravvissero, due di loro richiedevano la rianimazione a causa della fecondazione in vitro nel periodo ischemico. La mortalità non differiva significativamente tra le due razze.

Le dimensioni della cicatrice del miocardio erano paragonabili tra le due razze

Per misurare l'entità della cicatrice cardiaca come conseguenza dell'MI, è stata eseguita la CMRI. Le dimensioni delle cicatrici e i punteggi bari erano comparabili tra le due razze misurate al 2 ° mese di follow-up nei suini Landrace e al 3 ° e 6 ° mese nei minipig diGottinga (figura 2E,F). Non sono state osservate differenze quando le dimensioni delle cicatrici erano correlate ai punteggi bari nei suini Landrace a 2 mesi (0,55 ± 0,1) e nei minipig di Gottinga rispettivamente a 3 mesi e 6 mesi (rispettivamente 0,75 ± 0,12 e 0,57 ± 0,08). Le cicatrici erano localizzate nei segmenti anteriore, anteriore, setto, anteroapicale e apicale del cuore in entrambe le razze. Il muro laterale fu colpito solo nei minipig di Gottinga. L'infarto ventricolare destro era trascurabile, ha colpito solo un animale su undici minipig di Gottinga sopravvissuti e un su dieci maiali Landrace (2,11 ± 2,11 contro 0,97 ± 0,97).

L'aumento della massa ventricolare sinistra è stato più pronunciato nei suini Landrace durante il follow-up

Il tasso di crescita cardiaca è stato misurato dal CMRI. La massa LVED nei minipig di Gottinga è aumentata solo moderatamente (8%) a 6 mesi(figura 3A). Per contro, nei suini Landrace, la massa LVED è aumentata di quasi il 100% a 2 mesi(figura 3B).

La frazione di espulsione ventricolare sinistra è diminuita solo nei minipig di Gottinga

LVEF, come parametro più utilizzato della funzione sistolica ventricolare sinistra, è stato misurato da CMRI. L'MI ha comportato una significativa diminuzione della LVEF nei minipig a 3 mesi e 6 mesi(figura 4A). Nei suini Landrace, l'LVEF non è cambiato dopo 2 mesi(figura 4B).

La LVESV e la LVEDV post-infarto sono aumentate in modo significativo in entrambe le razze(tabella 1). La LVESV è aumentata rispettivamente del 69% e dell'80% nei minipig di Gottinga dopo 3 e 6 mesi e dell'80% nei suini Landrace dopo 2 mesi. LVEDV ha mostrato un aumento del 28% dopo 3 mesi e un aumento del 42% dopo 6 mesi nei minipig di Gottinga e un aumento dell'82% dei suini Landrace dopo 2 mesi. LVSV dei suini Landrace è aumentato dell'85% in 2 mesi e l'LVSV dei minipig di Gottinga non è aumentato in modo significativo nemmeno a 6 mesi.

Il volume atriale sinistro indicizzato alla superficie corporea è aumentato solo nei minipig di Gottinga, ma entrambe le razze hanno sviluppato edema polmonare a seguito dell'infarto del miocardio

Al fine di esaminare ulteriormente i segni di HF, abbiamo eseguito la misurazione del volume atriale sinistro indicizzato alla superficie corporea (LAVi). I LAVi sono aumentati del 34% nei minipig di Gottinga dopo 6 mesi(figura 5A)e non sono cambiati in modo significativo nei suini Landrace dopo 2 mesi(figura 5B). Le immagini rappresentative mostrano la traccia degli atri di sinistra (Figura 5C-D). Inoltre, la presenza o l'assenza di edema polmonare è stata valutata dal CMRI sulle immagini localizzatori (Figura 5E). L'edema polmonare è stato osservato in entrambe le razze a causa della scompensazione cardiaca. Dieci minipig di Gottinga su undici e nove maiali Landrace su dieci hanno mostrato evidenti segni di edema polmonare.

L'aumento del peso corporeo è stato più pronunciato nei suini Landrace durante il follow-up

Nei minipig di Gottinga l'aumento di peso corporeo è stato solo dell'8% dopo 3 mesi e del 30% dopo 6 mesi(figura 6A), mentrel'aumento del peso cardiaco è stato accompagnato da un aumento di quasi il 100% del peso corporeo nei suini Landrace a 2mesi (figura 6B).

Le tendenze nei parametri funzionali cardiaci differiscono tra i minipig di Gottinga e i maiali Landrace

L'occlusione dell'arteria coronarica ha portato a una diminuzione quasi significativa della pressione arteriosa media (MAP) nei minipig di Gottinga (57,9 ± 3,98 mmHg vs. 49,89 ± 1,24 mmHg) e diminuito significativamente nei suini Landrace (65,4 ± 5,97 mmHg contro 45,47 ± 4,79* mmHg) nella fase di riperfusione precoce rispetto ai valori di base (pre-infarto).

CI è un indicatore affidabile delle prestazioni cardiache, che mette in relazione il CO ventricolare sinistro con il BSA. Nei minipig di Gottinga, l'CI non è cambiato nei punti di tempo misurati (figura 7A), mentre nei suini landrace è stata rilevata una tendenza all'aumento dell'indice cardiaco(figura 7B).

Le risorse umane dei minipig di Gottinga sono aumentate significativamente a 3 (20%) e 6 mesi (22%) dopo mi rispetto ai valori di riferimento (tabella 2).

Al contrario, le risorse umane dei suini Landrace non sono cambiate in modo significativo durante il periodo di follow-up. Nei minipig co di Gottinga si è registrato un aumento significativo del 32% solo a 6 mesi dal follow-up, mentre il CO è stato aumentato del 76% nei suini Landrace dopo 2 mesi a causa di un aumento significativo della LVSV(tabella 2). La BSA è aumentata significativamente in entrambe le razze nei punti di tempo misurati (tabella 2). La BSA è aumentata rispettivamente del 4% e del 19% nei minipig di Gottinga dopo 3 e 6 mesi e del 54% nei suini Landrace dopo 2 mesi.

L'aumento dei parametri morfofunzionali ventricolari destro è stato osservato sia nei minipig di Gottinga che nei suini Landrace

L'MI ha influenzato non solo la funzione ventricolare sinistra, ma ha anche comportato un aumento significativo del RVEF in entrambe le razze (Figura 8) misurato da CMRI, nonostante le trascurabili dimensioni della cicatrice ventricolare destra. La massa RVED è aumentata solo nei suini Landrace(tabella 3).

RVESV non è cambiato durante il follow-up in nessuna delle razze. L'RVEDV è aumentato significativamente del 37% solo nei suini Landrace(tabella 3). Mentre il RVSV nei minipig di Gottinga è aumentato significativamente del 23% solo dopo 6 mesi, nei suini Landrace è stato osservato un aumento significativo dell'80% del RVSV a 2 mesi.

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Figura 2. Stima del miocardio a rischio sulla base del punteggio BARI (Bypass Angioplasty Revascularization Investigation Myocardial Jeopardy Index) (A-D). Il valore totale dell'arteria correlata all'infarto è diviso per la somma dei 3 valori totali di ogni arteria coronarica, l'arteria coronarica destra (RCA), l'arteria coronarica circonflessa sinistra (LCX) e l'arteria coronarica discendente anteriore sinistra (LAD). Dimensioni della cicatrice ventricolare sinistra nei minipig di Gottinga e nei maiali Landrace misurati mediante risonanza magnetica cardiaca(E). La dimensione della cicatrice è mostrata come un rapporto tra la massa di infarto e la massa del ventricolo sinistro alla fine del diastole (LVED). Bari punteggi nei minipig di Gottinga e nei maiali Landrace misurati prima dell'occlusione coronarica (F). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 3. Massa diastolica finale ventricolare sinistra (LVED) (g) dei minipig di Gottinga (A) e dei suini Landrace (B) misurata mediante risonanza magnetica cardiaca. *p<0.05 rispetto alla linea di base corrispondente (misure ripetute ANOVA uni-way seguite dal test LSD di Fisher nei minipig di Gottinga; test t accoppiato nei maiali Landrace). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 4. Frazione di espulsione ventricolare sinistra (LV) (%) dei minipig di Gottinga (A) e dei maiali Landrace (B) misurati mediante risonanza magnetica cardiaca. *p<0.05 rispetto alla linea di base corrispondente (misure ripetute ANOVA uni-way seguite dal test LSD di Fisher nei minipig di Gottinga; test t accoppiato nei maiali Landrace). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Parametro misuratoMinipig di GottingaMaiali Landrace
riferimento3 mesi6 mesiriferimento2 mesi
LVESV [ml]25.77 ± 1.7343.65 ± 4.53*46.28 ± 4.35*54.59 ± 2.0098.26 ± 8.60*
LVEDV [ml]55.49 ± 3.1471.08 ± 5.25*78.81 ± 5.46*93.99 ± 3.85171.20 ± 11.50*
LVSV [ml]29.71 ± 1.6527.44 ± 1.9732.52 ± 2.3739.40 ± 3.0572.94 ± 3.99*

La tabella 1. Volume sistolico finale ventricolare sinistro (LVESV), volume diastolico finale ventricolare sinistro (LVEDV) e volume della corsa ventricolare sinistra (LVSV) nei punti di tempo misurati nei maiali Landrace e nei minipig di Gottinga. *p<0.05 rispetto alla linea di base corrispondente (misure ripetute ANOVA uni-way seguite dal test LSD di Fisher nei minipig di Gottinga; test t accoppiato nei maiali Landrace).

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Figura 5. Volume atriale sinistro indicizzato alla superficie corporea (LAVi) in mL/m2 nei minipig di Gottinga (A) e nei suini Landrace (B) misurati mediante risonanza magnetica cardiaca. Immagini rappresentative dei volumi atriali di sinistra, le tracce sono state fatte sulle immagini cine a due (C) e quattro camere (D). Le frecce bianche mostrano la presenza di edema polmonare sull'immagine localizzatore rappresentativa (E). *p<0.05 rispetto al basale corrispondente (test t accoppiato nei minipig di Gottinga e nei suini Landrace). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 6. Peso corporeo (kg) dei minipig di Gottinga (A) e dei maiali Landrace (B). *p<0.05 rispetto alla linea di base corrispondente (misure ripetute ANOVA uni-way seguite dal test LSD di Fisher nei minipig di Gottinga; test t accoppiato nei maiali Landrace). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 7. Indici cardiaci ventricolari a sinistra (L/min/m2)dei minipig di Gottinga (A) e dei suini Landrace (B). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Parametro misuratoMinipig di GottingaMaiali Landrace
riferimento3 mesi6 mesiriferimento2 mesi
HR [1/min]79.64 ± 4.0395.55 ± 5.34*97.00 ± 4.46*93.44 ± 2.7388.00 ± 2.52
CO [L/min]2.37 ± 0.162.58 ± 0,203.12 ± 0,24*3.65 ± 0,256.41 ± 0,39*
BSA [m2]0,70 ± 0,010,73 ± 0,01*0,83 ± 0,03*0,70 ± 0,011.08 ± 0.03*

La tabella 2. Frequenza cardiaca (HR), produzione cardiaca (CO) e superficie corporea (BSA) dei minipig di Gottinga e dei suini Landrace. *p<0.05 rispetto alla linea di base corrispondente (misure ripetute ANOVA uni-way seguite dal test LSD di Fisher nei minipig di Gottinga; test t accoppiato nei maiali Landrace).

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Figura 8. Frazioni di espulsione ventricolari destra (RV) (%) dei minipig di Gottinga (A) e dei maiali Landrace (B). *p<0.05 rispetto alla linea di base corrispondente (misure ripetute ANOVA uni-way seguite dal test LSD di Fisher nei minipig di Gottinga; test t accoppiato nei maiali Landrace). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Parametro misuratoMinipig di GottingaMaiali Landrace
riferimento3 mesi6 mesiriferimento2 mesi
Massa RVED [g]8.64 ± 0,688.98 ± 0,767.94 ± 0,7716.49 ± 0,9023.61 ± 1.40*
RVESV [ml]18.27 ± 1.4716.91 ± 1.8014.57 ± 1.0243.59 ± 3.6842.65 ± 2.37
RVEDV [ml]44.16 ± 2.6142.14 ± 2.8346.27 ± 3.4583.03 ± 3.42113.72 ± 5.12*
RVSV [ml]25.82 ± 1.7225.25 ± 1.6731.71 ± 2.99*39.44 ± 3.5271.06 ± 3.38*

La tabella 3. Massa diastolica finale ventricolare destra (RVED), volume sistolico finale ventricolare destro (RVESV), volume diastolico finale ventricolare destro (RVEDV) e volume destro della corsa ventricolare (RVSV) nei minipig di Gottinga e nei maiali Landrace. *p<0.05 rispetto alla linea di base corrispondente (misure ripetute ANOVA uni-way seguite dal test LSD di Fisher nei minipig di Gottinga; test t accoppiato nei maiali Landrace).

Discussione

Qui abbiamo descritto un protocollo dettagliato che evidenzia le fasi critiche di una tecnica di induzione dell'MI acuta e la valutazione dell'HF post-MI in un modello a torace chiuso di minipig di Gottinga adulti. Abbiamo anche descritto il metodo di somministrazione di farmaci intracoronari, il punteggio BARI e riportato cambiamenti morfo-funzionali cardiaci ventricolari sinistro e destro in un modello HF traslazionale post-MI. Questa è la prima caratterizzazione dell'HF post-MI nei minipig di Gottinga rispetto ai maiali Landrace, mostrando che il modello minipig di Gottinga riflette parametri HF post-MI paragonabili agli esseri umani. Concludiamo che il modello minipig di Gottinga è superiore al maiale Landrace per dare seguito allo sviluppo di modelli di suini post-MI HF. I modelli di maiale clinicamente rilevanti di HF post-MI sono prerequisiti per gli studi finali proof-of-concept prima di entrare in studi clinici nella maggior parte dei progetti di sviluppo di farmaci cardiovascolari e dispositivi medici6,7,12. In effetti, i modelli di maiale assomigliano agli esseri umani in anatomia, fisiologia e proprietà biochimiche in particolare nel campo della ricerca sull'MI mentre sviluppano infarti trans-murali a causa della mancanza di perfusione collaterale14. Pertanto, i modelli di maiale possono servire come modelli per l'analisi delle terapie cardioprotettive e dei loromeccanismi 24,25,26,27,28,29.

Qui abbiamo scoperto che nonostante le stesse dimensioni delle cicatrici, i tassi di mortalità e i punteggi BARI nelle due razze, la disfunzione ventricolare sinistra caratterizzata da diminuzione della LVEF è stata osservata solo nei minipig di Gottinga. Qui abbiamo osservato una mortalità acuta del 15,4% nei minipig di Gottinga e nessuna mortalità nel periodo successivo, quest'ultimo è paragonabile a quello degli studi clinici. In effetti, una meta-analisi a livello di paziente di 10 studi clinici randomizzati ha rilevato che il tasso di mortalità per tutte le cause stimato da Kaplan-Meier era basso fino al 2,2% a seguito dell'infarto del miocardio30. Le dimensioni delle cicatrici qui riportate sono paragonabili a quelle degli studi clinici. Negli studi clinici eseguiti da Lonborg et al e Stone et al in pazienti sopravvissuti all'infarto miocardico st-elevation le dimensioni mediane delle cicatrici, misurate in % della massa miocardiale ventricolare sinistra erano rispettivamente del 9,5% e del 17,9%30,31. Inoltre, le dimensioni delle cicatrici nel presente studio sono in linea con quelle riportate in precedenti pubblicazioni sui minipig di Gottinga (12-25%)32,33,34,35,36,37 e nei maiali Landrace (14-18%)38,39,40. La presente constatazione sulla LVEF di base nei suini landrace è secondo i dati riportati da altri13,41,42. Questi valori nei suini di grandi dimensioni sono inferiori rispetto agli intervalli di riferimento LVEF umani sani (58-61%)43 e valori di base (pre-infarto) nei minipig di Gottinga (55-73%)33,44,45. Tuttavia, vale la pena notare che nella maggior parte delle pubblicazioni sono riportati solo i dati post-infarto o i cambiamenti delta della LVEF46,47,48,49,50. Conformemente ai risultati attuali, studi precedenti di HF post-MI indotti da occlusione del LAD da 45 a 90 minuti seguita da riperfusione o da occlusione permanente del LAD non hanno dimostrato alcuna riduzione o modesta riduzione di LVEF a Landrace o yorkshire suina dopo 4-6 settimane di follow-up rispetto al basale (pre-infarto) LVEF51,52,53. Tuttavia, Schuleri et al. tuttavia, i valori lvef di base nei suini dello Yorkshire non sono stati54. In altri esperimenti su suini Dalland Landrace femminili, il rimodellamento avverso post-MI è stato indotto da un'occlusione del LAD di 90 minuti, tuttavia, l'LVEF non è stato segnalato dopo 4 settimane di follow-up55. A differenza dei nostri risultati, in uno studio di de Jong et al., l'LVEF è notevolmente diminuito nei suini Landrace sottoposti a occlusione aperta del LAD toracico e seguito da un follow-up di 12 settimane56. Questa differenza può essere attribuita a un periodo ischemico sostanzialmente più lungo (150 min), che ha portato a dimensioni infarto maggiori (23,4 ± 2,1% di LV). Altrove, l'occlusione a torace chiuso di 120 minuti dell'arteria coronarica circonflesso sinistro (LCX) nei maiali Landrace tedeschi ha portato a una significativa riduzione dell'LVEF dopo otto settimane di riperfusione, suggerendo che la diversa posizione dell'MI può anche influenzare la funzione ventricolare sinistra globale57. I nostri risultati attuali sono coerenti con altri che mostrano una significativa riduzione dell'LVEF negli HF post-MI nei minipig di Gottinga dopo un follow-up a lungo termine33,44,45.

La riduzione dell'LVEF nei minipig di Gottinga a seguito dell'MI è coerente con i dati clinici che mostrano disfunzione cardiaca come conseguenza del rimodellamento ventricolare nei pazienti dopo AMI58. In conclusione, i minipig di Gottinga imitano meglio le condizioni umane, poiché l'LVEF pre-infarto, le dimensioni della cicatrice, l'LVEF post-infarto e la mortalità sono tutti paragonabili a questi parametri trovati nell'uomo.

Qui abbiamo osservato un aumento dell'8% della massa LVED dopo sei mesi nei minipig di Gottinga e un netto aumento (97%) aumento delle masse LVED nei suini Landrace dopo due mesi. Dati simili sono stati riportati da Schuleri et al. Al contrario, in altri esperimenti di HF post-MI a torace chiuso nei minipig di Gottinga non sono stati osservati cambiamenti significativi nelle masse ventricolarisinistra 33,44. Pertanto, le differenze tra le due razze per quanto riguarda l'LVEF possono essere attribuite a un tasso di crescita cardiaca intensiva nei suini Landrace e quindi a un rimodellamento cardiaco alterato.

In contesti clinici, oltre alla LVEF, il volume ventricolare sinistro fornisce preziose informazioni sulla prognosi a lungo termine e sul tasso di mortalità nei pazienti post-MI59. LVESV è il principale fattore determinante della mortalità precoce e tardiva nei pazienti dopo AMI60,61. Qui abbiamo dimostrato che il volume ventricolare valutato dal CMRI è aumentato in modo significativo in entrambe le razze. Il rimodellamento post-MI ha indotto un aumento più pronunciato della LVESV che del LVEDV nei minipig di Gottinga, mentre sia LVESV che LVEDV sono stati aumentati di un tasso simile nei suini Landrace. Di conseguenza, la frazione di espulsione ventricolare sinistra (LVEF) è stata significativamente diminuita a 3 e 6 mesi solo nei minipig di Gottinga, ma non nei suini Landrace dopo 2 mesi. Questi risultati devono essere interpretati con cautela nei suini Landrace, dove l'aumento di LVESV, LVEDV e LVSV (calcolato come differenza tra LVESV e LVEDV) sono più probabilmente correlati a un aumento intensivo della massa cardiaca. L'aumento di LVESV e LVEDV è coerente con i dati clinici dei pazienti con HFpost-MI 62,63,64. Inoltre, il rimodellamento ventricolare sinistro avverso è stato definito come un aumento del 15% o più nel LVEDV negli studi clinici65,66 e abbiamo riscontrato qui un aumento del 28% dopo 3 mesi e un aumento del 42% dopo 6 mesi in LVEDV nei minipig di Gottinga che mostrano un rimodellamento avverso clinicamente rilevante. Inoltre, qui abbiamo dimostrato che i LAVi sono aumentati solo nei minipig di Gottinga, ma non nei suini Landrace. L'aumento del volume atriale sinistro è un'ulteriore alterazione strutturale chiave nel contesto dell'HF ed è un predittore indipendente della morte e del ricovero in HF nei pazienti sopravvissuti all'MI67.

La funzione ventricolare destra è raramente studiata nei modelli HF post-MI. Qui abbiamo scoperto che la giusta frazione di espulsione ventricolare è aumentata in entrambe le razze. Sebbene il camper non fosse praticamente coinvolto nella necrosi miocardico, il RVEF è aumentato significativamente in entrambe le razze indicando un sovraccarico del volume del camper e quindi una disfunzione ventricolare sinistra. Allo stesso modo, uno studio clinico che ha arruolato 2008 pazienti con HF sistolico cronico ha mostrato che 733 pazienti (37%) apparteneva alla normale categoria di funzione ventricolare destra con RVEF≥40%68.

In conclusione, abbiamo dimostrato qui che il modello minipig di Gottinga adulto con follow-up a lungo termine imita parametri funzionali e morfologici di HF post-MI paragonabili all'uomo. I nostri dati attuali mostrano anche che i maiali Landrace non sono adatti per la valutazione di HF post-MI principalmente a causa delle conseguenze del rapido aumento del peso corporeo e cardiaco che non consente il follow-up a lungo termine e interferisce con la patologia HF post-MI. I maiali Landrace potrebbero essere adatti a valutare le conseguenze dell'infarto miocardico acuto. L'attuale caratterizzazione completa dei modelli di infarto a torace chiuso nei minipig Landrace e Gottinga sarà utile per scegliere i modelli animali di grandi dimensioni ottimali per studiare hf post-MI e sviluppare nuove terapie contro questa patologia.

Limitazioni

L'esperimento attuale è stato eseguito solo su suini femmine, quindi, il potenziale effetto dei diversi sessi su HF post-MI rimane sconosciuto in questi modelli69. I segni di HF sono stati valutati dal CMRI, secondo le raccomandazioni di una recente linea guida sulla pertinenza del rigore e della riproducibilità negli studi preclinici sulla cardioprotezione12. Tuttavia, l'uso di un'angolazione più mirata dei piani di imaging CMRI e di una sequenza più mirata può comportare una migliore stima dei volumi atriali a sinistra e dell'edema polmonare. Sebbene non abbiamo misurato biomarcatori e segni istologici di HF post-MI in questo studio, questi modelli sono adatti per l'analisi di eventuali biomarcatori poiché la disponibilità di campioni di plasma e tessuti. A causa della diversa suscettibilità delle 2 razze a ischemia / lesione da riperfusione, qui sono state selezionate diverse durate di occlusione coronarica che possono anche se limitare il confronto dei 2 modelli, tuttavia, con questo approccio abbiamo raggiunto dimensioni infarto simili. Il tempo di follow-up nelle 2 razze è stato diverso in quanto nei maiali Landrace è possibile ottenere solo 2 mesi di follow-up per motivi tecnici, vale a dire un rapido aumento del peso corporeo che mostra una grande limitazione del modello Landrace. Un'ulteriore limitazione è la mancanza di diversi fattori di rischio e comorbilità e quindi gli attuali grandi modelli animali non imitano completamente la situazione clinica in termini di presenza di molteplici fattori di rischio tra cui le comorbilità e i loro farmaci. Tuttavia, attualmente, non esistono modelli animali di grandi dimensioni consolidati con comorbilità multiple per l'uso di routine. Questi grandi modelli animali non possono essere alimentati per l'analisi della mortalità a causa di motivi etici animali e dell'elevato costo di questi studi.

Dichiarazioni

PF è il fondatore e CEO di Pharmahungary Group, un gruppo di società di ricerca e sviluppo

Ringraziamenti

Questo studio è stato finanziato da Quark Pharmaceuticals Inc dove S.A. ed E.F. sono dipendenti. Questo studio è stato sostenuto anche dall'Ufficio nazionale per la ricerca, lo sviluppo e l'innovazione dell'Ungheria (NKFIA; NVKP-16-1-2016-0017 National Heart Program), e dal Programma di Eccellenza Istituzionale dell'Istruzione Superiore del Ministero delle Capacità Umane in Ungheria, nell'ambito del programma tematico di Sviluppo Terapeutico dell'Università semmelweis. è .B da EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00009 e Gedeon Richter Plc. Z.G. è stato supportato da una borsa di studio di ricerca János Bolyai dell'Accademia ungherese delle scienze e dal nuovo programma di eccellenza nazionale ÚNKP-19-4 del Ministero delle capacità umane.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Servizi di dieta speciale cibo di maialeSDS, Witham, Inghilterra, distributore ungherese: Akronom Kft.
Dieta per maialini di mantenimento n. 9023, Altromin
scrofa incinta chowBonafarm-Bá bolna Takarmá ny Plc
ketamina cloridratoRichter Pharma AG
xilazinaMedicus Partner
atropinaEgis
tubo endotracheale Portex
isofluraneAbbot
Drä ger Julian
18 G agoAnhul Kangda Medical Products Co., Ltd.
5% di glucosio in soluzione RingerB Braun
atracurio besilatoGSK
macchina per risonanza magnetica cardiacaSiemens Healthineers Medical GmbH
acetil acido salicilicoBayer
clopidogrelZentiva
meloxicam (meloxidyl)Ceva
antibiotico coctail (tardomyocel) comp III.Cannula
B Braun Melsungen AG
solfato di magnesioWö rwag Pharma GmbH
elettrodi ECG povidone-iodioEgis
Leonhard Lang GmbH
introduttore 6F-ACTSt Jude Medical
eparinaTEVA
sensore di pressione arteriosa e sistema
di monitoraggio PT2MS Catetere guida Boston Scientific
5FMedtronic Launcher,
, C-bowSiemens Medical GmbH
Iobitridol (Xenetix)Catetere
Boston Scientific, EMERGE, dispositivo di riscaldamento 2,5 mm x 12 mm
3M
sonda rettaleVatner Kft
pulsossimetroComen medical
epinefrinaRichter Gedeon Rt.
lidocainaEGIS
microcatetereCaravella ASAHI
defibrillatoreGE Marquette Responder 1100
pompa di perfusione TSE system
Friedrich Huber aeronova GmbH& Software
gadobutroloBayer
MASS 7.6Medis Medical Imaging Software, Leiden
Macchina per anestesia venosa dell'orecchio Norbrook fluoroscopio 5F a palloncino Guerbet Rivestimento antisettico di analisi Co

Riferimenti

  1. Gerber, Y., et al. A contemporary appraisal of the heart failure epidemic in Olmsted County, Minnesota 2000 to 2010. JAMA Internal Medicine. 175 (6), 996-1004 (2015).
  2. Gerber, Y., et al. Mortality Associated With Heart Failure After Myocardial Infarction: A Contemporary Community Perspective. Circulation: Heart Failure. 9 (1), e002460(2016).
  3. Paradies, V., Chan, M. H. H., Hausenloy, D. J. Primary Angioplasty: A Practical Guide. Watson, T. J., Ong, P. J. L., Tcheng, J. E. , Springer. 307-322 (2018).
  4. Ponikowski, P., et al. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC)Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. European Heart Journal. 37 (27), 2129-2200 (2016).
  5. Windecker, S., et al. ESC/EACTS Guidelines on myocardial revascularization: The Task Force on Myocardial Revascularization of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS)Developed with the special contribution of the European Association of Percutaneous Cardiovascular Interventions (EAPCI). European Heart Journal. 35 (37), 2541-2619 (2014).
  6. Hausenloy, D. J., et al. Novel targets and future strategies for acute cardioprotection: Position Paper of the European Society of Cardiology Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. 113 (6), 564-585 (2017).
  7. Lecour, S., et al. ESC working group cellular biology of the heart: position paper: improving the preclinical assessment of novel cardioprotective therapies. Cardiovascular Research. 104 (3), 399-411 (2014).
  8. Ferdinandy, P., Hausenloy, D. J., Heusch, G., Baxter, G. F., Schulz, R. Interaction of risk factors, comorbidities, and comedications with ischemia/reperfusion injury and cardioprotection by preconditioning, postconditioning, and remote conditioning. Pharmacological Reviews. 66 (4), 1142-1174 (2014).
  9. Gaspar, A., et al. Randomized controlled trial of remote ischaemic conditioning in ST-elevation myocardial infarction as adjuvant to primary angioplasty (RIC-STEMI). Basic Research in Cardiology. 113 (3), 14(2018).
  10. Hausenloy, D. J., et al. Effect of remote ischaemic conditioning on clinical outcomes in patients with acute myocardial infarction (CONDI-2/ERIC-PPCI): a single-blind randomised controlled trial. Lancet. 394 (10207), 1415-1424 (2019).
  11. Heusch, G. Cardioprotection research must leave its comfort zone. European Heart Journal. 39 (36), 3393-3395 (2018).
  12. Bøtker, H. E., et al. Practical guidelines for rigor and reproducibility in preclinical and clinical studies on cardioprotection. Basic Research in Cardiology. 113 (5), 39(2018).
  13. McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nature Protocols. 7 (8), 1479-1496 (2012).
  14. Cesarovic, N., Lipiski, M., Falk, V., Emmert, M. Y. Animals in cardiovascular research. European Heart Journal. 41 (2), 200-203 (2020).
  15. Gutierrez, K., Dicks, N., Glanzner, W. G., Agellon, L. B., Bordignon, V. Efficacy of the porcine species in biomedical research. Frontiers in Genetics. 6, 293(2015).
  16. Lelovas, P. P., Kostomitsopoulos, N. G., Xanthos, T. T. A comparative anatomic and physiologic overview of the porcine heart. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 53 (5), 432-438 (2014).
  17. Itoh, T., et al. Body surface area measurement in laboratory miniature pigs using a computed tomography scanner. Journal of Toxicological Sciences. 41 (5), 637-644 (2016).
  18. Swindle, M. M., Makin, A., Herron, A. J., Clubb, F. J. Jr, Frazier, K. S. Swine as models in biomedical research and toxicology testing. Veterinary Pathology. 49 (2), 344-356 (2012).
  19. Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Gottingen minipig: intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), (2011).
  20. Pepine, C. J., Hill, J. A., Labert, C. R. Diagnostic and therapeutic cardiac catheterization. , Wilkins & Wilkins. (1998).
  21. Thompson, C. A. Textbook Of Cardiovascular Intervention. , Springer London LTD. (2016).
  22. Moral, S., et al. Quantification of myocardial area at risk: validation of coronary angiographic scores with cardiovascular magnetic resonance methods. Revista Española de Cardiología (English Edition). 65 (11), 1010-1017 (2012).
  23. Candell-Riera, J., et al. Culprit lesion and jeopardized myocardium: correlation between coronary angiography and single-photon emission computed tomography. Clinical Cardiology. 20 (4), 345-350 (1997).
  24. Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67(2017).
  25. Giricz, Z., et al. Swiprosin-1/EFhD-2 Expression in Cardiac Remodeling and Post-Infarct Repair: Effect of Ischemic Conditioning. International Journal of Molecular Sciences. 21 (9), (2020).
  26. Gyöngyösi, M., et al. Inhibition of interleukin-1beta convertase is associated with decrease of neointimal hyperplasia after coronary artery stenting in pigs. Molecular and Cellular Biochemistry. 249 (1-2), 39-43 (2003).
  27. Gyöngyösi, M., et al. Platelet activation and high tissue factor level predict acute stent thrombosis in pig coronary arteries: prothrombogenic response of drug-eluting or bare stent implantation within the first 24 hours. Thrombosis and Haemostasis. 96 (2), 202-209 (2006).
  28. Lukovic, D., et al. Transcriptional Alterations by Ischaemic Postconditioning in a Pig Infarction Model: Impact on Microvascular Protection. International Journal of Molecular Sciences. 20 (2), (2019).
  29. Pavo, N., et al. On-line visualization of ischemic burden during repetitive ischemia/reperfusion. JACC Cardiovascular Imaging. 7 (9), 956-958 (2014).
  30. Stone, G. W., et al. Relationship Between Infarct Size and Outcomes Following Primary PCI: Patient-Level Analysis From 10 Randomized Trials. Journal of the American College of Cardiology. 67 (14), 1674-1683 (2016).
  31. Lønborg, J., et al. Final infarct size measured by cardiovascular magnetic resonance in patients with ST elevation myocardial infarction predicts long-term clinical outcome: an observational study. European Heart Journal: Cardiovascular Imaging. 14 (4), 387-395 (2013).
  32. Karantalis, V., et al. Synergistic Effects of Combined Cell Therapy for Chronic Ischemic Cardiomyopathy. Journal of the American College of Cardiology. 66 (18), 1990-1999 (2015).
  33. Natsumeda, M., et al. A Combination of Allogeneic Stem Cells Promotes Cardiac Regeneration. Journal of the American College of Cardiology. 70 (20), 2504-2515 (2017).
  34. Quevedo, H. C., et al. Allogeneic mesenchymal stem cells restore cardiac function in chronic ischemic cardiomyopathy via trilineage differentiating capacity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (33), 14022-14027 (2009).
  35. Schuleri, K. H., et al. CT for evaluation of myocardial cell therapy in heart failure: a comparison with CMR imaging. JACC: Cardiovascular Imaging. 4 (12), 1284-1293 (2011).
  36. Schuleri, K. H., et al. Cardiovascular magnetic resonance characterization of peri-infarct zone remodeling following myocardial infarction. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 14 (1), 24(2012).
  37. Schuleri, K. H., et al. Autologous mesenchymal stem cells produce reverse remodelling in chronic ischaemic cardiomyopathy. European Heart Journal. 30 (22), 2722-2732 (2009).
  38. Jansen of Lorkeers, S. J., et al. Xenotransplantation of Human Cardiomyocyte Progenitor Cells Does Not Improve Cardiac Function in a Porcine Model of Chronic Ischemic Heart Failure. Results from a Randomized, Blinded, Placebo Controlled Trial. PLoS One. 10 (12), e0143953(2015).
  39. van Hout, G. P., et al. Admittance-based pressure-volume loops versus gold standard cardiac magnetic resonance imaging in a porcine model of myocardial infarction. Physiological Report. 2 (4), e00287(2014).
  40. Thavapalachandran, S., et al. Platelet-derived growth factor-AB improves scar mechanics and vascularity after myocardial infarction. Science Translational Medicine. 12 (524), (2020).
  41. Pahlm, U. S., et al. Regional wall function before and after acute myocardial infarction; an experimental study in pigs. BMC Cardiovascular Disorders. 14, 118(2014).
  42. Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67(2017).
  43. Petersen, S. E., et al. Reference ranges for cardiac structure and function using cardiovascular magnetic resonance (CMR) in Caucasians from the UK Biobank population cohort. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 19 (1), 18(2017).
  44. Bellera, N., et al. Single intracoronary injection of encapsulated antagomir-92a promotes angiogenesis and prevents adverse infarct remodeling. Journal of the American Heart Association. 3 (5), e000946(2014).
  45. Sharp, T. E. 3rd, et al. Cortical Bone Stem Cell Therapy Preserves Cardiac Structure and Function After Myocardial Infarction. Circulation Research. 121 (11), 1263-1278 (2017).
  46. Crisostomo, V., et al. Delayed administration of allogeneic cardiac stem cell therapy for acute myocardial infarction could ameliorate adverse remodeling: experimental study in swine. Journal of Translational Medicine. 13, 156(2015).
  47. Uitterdijk, A., et al. VEGF165A microsphere therapy for myocardial infarction suppresses acute cytokine release and increases microvascular density but does not improve cardiac function. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 309 (3), H396-H406 (2015).
  48. Vilahur, G., et al. HMG-CoA reductase inhibition prior reperfusion improves reparative fibrosis post-myocardial infarction in a preclinical experimental model. International Journal of Cardiology. 175 (3), 528-538 (2014).
  49. Vilahur, G., et al. Reperfusion-triggered stress protein response in the myocardium is blocked by post-conditioning. Systems biology pathway analysis highlights the key role of the canonical aryl-hydrocarbon receptor pathway. European Heart Journal. 34 (27), 2082-2093 (2013).
  50. Zalewski, J., et al. Cyclosporine A reduces microvascular obstruction and preserves left ventricular function deterioration following myocardial ischemia and reperfusion. Basic Research in Cardiology. 110 (2), 18(2015).
  51. Galvez-Monton, C., et al. Comparison of two preclinical myocardial infarct models: coronary coil deployment versus surgical ligation. Journal of Translational Medicine. 12, 137(2014).
  52. Ghugre, N. R., Pop, M., Barry, J., Connelly, K. A., Wright, G. A. Quantitative magnetic resonance imaging can distinguish remodeling mechanisms after acute myocardial infarction based on the severity of ischemic insult. Magnetic Resonance in Medicine. 70 (4), 1095-1105 (2013).
  53. Sim, D. S., et al. Cardioprotective effect of fimasartan, a new angiotensin receptor blocker, in a porcine model of acute myocardial infarction. Journal of Korean Medical Science. 30 (1), 34-43 (2015).
  54. Schuleri, K. H., et al. The adult Gottingen minipig as a model for chronic heart failure after myocardial infarction: focus on cardiovascular imaging and regenerative therapies. Comparative Medicine. 58 (6), 568-579 (2008).
  55. Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. Journal of Visualized Experiments. (86), (2014).
  56. de Jong, R., et al. Cardiac function in a long-term follow-up study of moderate and severe porcine model of chronic myocardial infarction. BioMed Research International. 2015, 209315(2015).
  57. Raake, P. W. J., et al. Comprehensive cardiac phenotyping in large animals: comparison of pressure-volume analysis and cardiac magnetic resonance imaging in pig post-myocardial infarction systolic heart failure. International Journal of Cardiovascular Imaging. 35 (9), 1691-1699 (2019).
  58. Burns, R. J., et al. The relationships of left ventricular ejection fraction, end-systolic volume index and infarct size to six-month mortality after hospital discharge following myocardial infarction treated by thrombolysis. Journal of the American College of Cardiology. 39 (1), 30-36 (2002).
  59. Cohn, J. N., Ferrari, R., Sharpe, N. Cardiac remodeling--concepts and clinical implications: a consensus paper from an international forum on cardiac remodeling. Behalf of an International Forum on Cardiac Remodeling. Journal of the American College of Cardiology. 35 (3), 569-582 (2000).
  60. Migrino, R. Q., et al. End-systolic volume index at 90 to 180 minutes into reperfusion therapy for acute myocardial infarction is a strong predictor of early and late mortality. The Global Utilization of Streptokinase and t-PA for Occluded Coronary Arteries (GUSTO)-I Angiographic Investigators. Circulation. 96 (1), 116-121 (1997).
  61. White, H. D., et al. Left ventricular end-systolic volume as the major determinant of survival after recovery from myocardial infarction. Circulation. 76 (1), 44-51 (1987).
  62. Asgeirsson, D., et al. Longitudinal shortening remains the principal component of left ventricular pumping in patients with chronic myocardial infarction even when the absolute atrioventricular plane displacement is decreased. BMC Cardiovascular Disorders. 17 (1), 208(2017).
  63. Pfeffer, M. A., Lamas, G. A., Vaughan, D. E., Parisi, A. F., Braunwald, E. Effect of captopril on progressive ventricular dilatation after anterior myocardial infarction. New England Journal of Medicine. 319 (2), 80-86 (1988).
  64. McKay, R. G., et al. Left ventricular remodeling after myocardial infarction: a corollary to infarct expansion. Circulation. 74 (4), 693-702 (1986).
  65. Cung, T. T., et al. Cyclosporine before PCI in Patients with Acute Myocardial Infarction. New England Journal of Medicine. 373 (11), 1021-1031 (2015).
  66. Savoye, C., et al. Left ventricular remodeling after anterior wall acute myocardial infarction in modern clinical practice (from the REmodelage VEntriculaire [REVE] study group). American Journal of Cardiology. 98 (9), 1144-1149 (2006).
  67. Meris, A., et al. Left atrial remodelling in patients with myocardial infarction complicated by heart failure, left ventricular dysfunction, or both: the VALIANT Echo study. European Heart Journal. 30 (1), 56-65 (2009).
  68. Meyer, P., et al. Effects of right ventricular ejection fraction on outcomes in chronic systolic heart failure. Circulation. 121 (2), 252-258 (2010).
  69. Perrino, C., et al. Improving Translational Research in Sex-specific Effects of Comorbidities and Risk Factors in Ischemic Heart Disease and Cardioprotection: Position Paper and Recommendations of the ESC Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. , (2020).

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