Articolo metodologico

Valutazione ecocardiografica completa della funzione del ventricolo destro in un modello di ratto di ipertensione arteriosa polmonare

DOI:

10.3791/63775

⸱

20 gennaio 2023

 ,  ,  , 
1Department of Pharmacy Practice, College of Pharmacy, University of Illinois at Chicago, 2CorDynamics, Inc.

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Il presente protocollo descrive la caratterizzazione ecocardiografica della morfologia e della funzione ventricolare destra in un modello di ratto di ipertensione arteriosa polmonare.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

L'ipertensione arteriosa polmonare (PAH) è una malattia progressiva causata dalla vasocostrizione e dal rimodellamento delle piccole arterie nei polmoni. Questo rimodellamento porta ad un aumento della resistenza vascolare polmonare, a un peggioramento della funzione ventricolare destra e alla morte prematura. Le terapie attualmente approvate per la PAH mirano in gran parte alle vie vasodilatatorie polmonari; tuttavia, le recenti modalità terapeutiche emergenti si concentrano su altri nuovi percorsi coinvolti nella patogenesi della malattia, incluso il rimodellamento del ventricolo destro (RV). Le tecniche di imaging che consentono la valutazione longitudinale di nuove terapie sono molto utili per determinare l'efficacia di nuovi farmaci negli studi preclinici. L'ecocardiografia transtoracica non invasiva rimane l'approccio standard per valutare la funzione cardiaca ed è ampiamente utilizzata nei modelli di roditori. Tuttavia, la valutazione ecocardiografica del RV può essere difficile a causa della sua posizione anatomica e struttura. Inoltre, mancano linee guida standardizzate per l'ecocardiografia nei modelli preclinici di roditori, rendendo difficile effettuare una valutazione uniforme della funzione RV tra gli studi in diversi laboratori. Negli studi preclinici, il modello di danno monocrotalino (MCT) nei ratti è ampiamente utilizzato per valutare l'efficacia del farmaco per il trattamento della PAH. Questo protocollo descrive la valutazione ecocardiografica del RV in ratti PAH naïve e indotti da MCT.

Introduzione

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La PAH è una malattia progressiva definita come una pressione arteriosa polmonare media a riposo superiore a 20 mmHg1. I cambiamenti patologici nella PAH includono il rimodellamento dell'arteria polmonare (PA), la vasocostrizione, l'infiammazione e l'attivazione e la proliferazione dei fibroblasti. Questi cambiamenti patologici portano ad un aumento della resistenza vascolare polmonare e, di conseguenza, al rimodellamento ventricolare destro, all'ipertrofia e al fallimento2. La PAH è una malattia complessa che coinvolge la diafonia tra diverse vie di segnalazione. I farmaci attualmente approvati per il trattamento della PAH mirano principalmente alle vie vasodilatatorie, tra cui la via dell'ossido nitrico-guanosina monofosfato ciclico, la via della prostaciclina e la via dell'endotelina. Le terapie mirate a queste vie sono state utilizzate sia come monoterapie che in terapia combinata 3,4. Nonostante i progressi nel trattamento per la PAH nell'ultimo decennio, i risultati del registro REVEAL con sede negli Stati Uniti mostrano uno scarso tasso di sopravvivenza a 5 anni per i pazienti di nuova diagnosi5. Più recentemente, le modalità terapeutiche emergenti si sono concentrate su agenti modificanti la malattia che possono avere un impatto sulla fisiopatologia multifattoriale del rimodellamento vascolare che si verifica nella PAH nella speranza di interrompere la malattia6.

I modelli animali di PAH sono strumenti inestimabili per valutare l'efficacia di nuovi trattamenti farmacologici. Il modello di ratto PAH indotto da MCT è un modello animale ampiamente utilizzato caratterizzato dal rimodellamento dei vasi arteriosi polmonari, che a sua volta porta ad un aumento della resistenza vascolare polmonare e ipertrofia e disfunzione ventricolare destra 7,8. Per valutare l'efficacia dei nuovi trattamenti, i ricercatori normalmente si concentrano sulla valutazione terminale della pressione RV senza considerare la valutazione longitudinale della pressione PA, della morfologia RV e della funzione RV. L'uso di tecniche di imaging non invasive e non terminali è fondamentale per un esame completo della progressione della malattia nei modelli animali. L'ecocardiografia transtoracica rimane l'approccio standard per valutare la morfologia e la funzione del cuore nei modelli animali grazie al suo basso costo e alla facilità d'uso rispetto ad altre modalità di imaging, come la risonanza magnetica. Tuttavia, la valutazione ecocardiografica del RV può essere difficile a causa del posizionamento del RV sotto l'ombra dello sterno, della sua trabecolazione ben sviluppata e della sua forma anatomica, che rendono difficile delineare il bordo endocardico 9,10,11.

Questo articolo ha lo scopo di descrivere un protocollo completo per valutare le dimensioni, le aree e i volumi RV e la funzione sistolica e diastolica nella PAH naïve e indotta da MCT nei ratti Sprague Dawley (SD). Inoltre, questo protocollo descrive un metodo per valutare le dimensioni ecocardiografiche nell'atrio destro normale e dilatato.

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Protocollo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutti gli esperimenti in questo protocollo sono stati eseguiti seguendo le linee guida per la cura degli animali dell'Università dell'Illinois a Chicago, Chicago Institutional Animal Care and Use Committee. I ratti maschi di Sprague Dawley (SD) pesavano tra 0,200-0,240 kg al momento dell'iniezione di MCT; Tuttavia, il protocollo descritto in questo articolo può essere utilizzato con un intervallo di peso corporeo più ampio. Gli animali sono stati ottenuti da una fonte commerciale (vedi Tabella dei materiali).

1. Disegno dello studio

  1. Animali
    1. Ottenere ratti SD maschi e consentire loro di acclimatarsi per 4-7 giorni. Raggruppare i ratti dal gruppo sperimentale in gabbie pulite e tenerli in una stanza mantenuta a 20-26 ° C (68-79 ° F) e illuminata con luci fluorescenti programmate per dare una luce di 14 ore, ciclo di buio di 10 ore.
    2. Dare ai ratti ad libitum l'accesso a una dieta standard e all'acqua del rubinetto per tutta la durata dell'esperimento.
  2. Amministrazione MCT
    1. Il giorno 0 dello studio, somministrare ai ratti una dose sottocutanea (3,0 ml/kg) di MCT (60 mg/kg in HCl/NaOH, pH 7,4; vedere Tabella dei materiali; MCT Group) o veicolo (acqua deionizzata, pH 7,4; Gruppo di controllo).
      NOTA: A causa delle precauzioni di manipolazione associate al dosaggio MCT, tutti i ratti devono essere trattati il giorno 0 di studio in una stanza di stabulazione a rischio chimico e ospitati lì fino al giorno di studio 7.
    2. Il giorno 7 dello studio, trasferire i ratti in una stanza di alloggio generale per tutta la durata dello studio.
  3. Osservazioni cliniche
    1. Eseguire osservazioni lato gabbia per la salute generale e l'aspetto una volta al giorno. Osserva gli animali per la mortalità e i segni di dolore e angoscia.
    2. Registrare eventuali osservazioni insolite annotate per tutta la durata dello studio nel quaderno dei dati grezzi.
  4. Pesi corporei
    1. Registrare i pesi corporei il giorno 0 dello studio (predose), settimanalmente durante lo studio e il giorno dell'ecocardiografia.

2. Ecocardiografia

  1. Preparazione
    1. Il giorno di studio 23 dopo la somministrazione di MCT, anestetizzare i ratti con isoflurano al 2%-3%, guidato dal 100% di ossigeno (1 L/min) in una camera di induzione (vedere Tabella dei materiali).
    2. Rimuovere i ratti dalla camera una volta che la coscienza è stata persa e trasferirli sulla piattaforma animale della stazione di imaging (vedi Tabella dei materiali) in posizione di decubito dorsale. Somministrare isoflurano utilizzando un cono naso collegato ad un vaporizzatore che eroga isoflurano all'1%-2% alimentato al 100% da ossigeno (1 L/min).
    3. Applicare il gel dell'elettrodo su ciascuna zampa e fissare le zampe nelle piastre di piombo dell'elettrocardiogramma della piattaforma animale.
    4. Rimuovere la pelliccia radendo il petto e usando un agente depilante (vedi Tabella dei materiali). Fissare una sonda di temperatura rettale (vedere la tabella dei materiali) in posizione. Posizionare rotoli di cotone sui lati destro e sinistro dell'animale e fissarli con del nastro adesivo per mantenere la posizione dell'animale quando la piattaforma è inclinata.
  2. Monitoraggio
    1. Monitorare la temperatura corporea e la frequenza cardiaca (FC) tramite il sistema di imaging a ultrasuoni (vedere Tabella dei materiali) durante tutta la procedura.
    2. Mantenere la temperatura corporea a 37 ± 0,5 °C e mantenere la FC a 350 bpm o superiore, se possibile. Utilizzare il tavolo riscaldante e una lampada di calore per mantenere la temperatura.
  3. Acquisizione di immagini
    1. Eseguire l'ecocardiografia transtoracica utilizzando un sistema di immagini ecografiche ad alta frequenza dotato di un trasduttore a ultrasuoni a stato solido (vedi Tabella dei materiali).
      NOTA: Tutte le direzioni annotate nei metodi ecocardiografici si riferiscono alla destra o alla sinistra dell'ecografista.
    2. Vista dell'asse lungo parasternale (LV) del ventricolo sinistro (LV) (PLAX)
      1. Con i ratti in posizione di decubito dorsale, inclinare la piattaforma verso sinistra e portarla caudalmente verso il basso di circa 10°.
      2. Posizionare il trasduttore nel supporto in una posizione semi-bloccante con la tacca rivolta nella direzione caudale. Spostare il trasduttore in modo che punti verso la linea parasternale sinistra. Ruotare il trasduttore in senso antiorario di circa 30°-45° e inclinarlo leggermente cranialmente lungo l'asse y (asse laterale del trasduttore).
      3. Applicare il gel caldo per ultrasuoni (vedere la tabella dei materiali) sul torace del ratto e abbassare il trasduttore fino a quando non è a contatto con il gel.
      4. Spostare la piattaforma a destra o a sinistra per ottenere una visione dell'intero LV al centro dello schermo. Se necessario, regolare la profondità dell'immagine e spostare la zona focale sulla parete posteriore.
      5. Effettuare regolazioni precise nella posizione della piattaforma per garantire che l'aorta e l'apice siano sullo stesso piano orizzontale e che il tratto di deflusso LV sia visibile.
      6. Premere Cine Store per registrare i dati. Esempi di viste PLAX delle immagini LV sono mostrati nella Figura 1A.
        NOTA: l'imaging del ventricolo sinistro consente di familiarizzare con la posizione del cuore nel torace. Un camper dilatato può spostare il LV.
    3. Vista PLAX modificata del tratto di efflusso ventricolare destro
      1. Inclinare la piattaforma verso destra di circa 10°-15° e portarla caudalmente verso il basso di circa 5°.
      2. Spostare il trasduttore in modo che punti alla linea parasternale destra del ratto. Ruotare il trasduttore in senso antiorario di circa 30°.
      3. Applicare il gel ad ultrasuoni sul petto del ratto e abbassare il trasduttore fino a quando non è in contatto con il gel.
      4. Spostare la piattaforma a sinistra o a destra fino a quando il camper è in vista. In questa vista PLAX modificata, la parete RV e il setto interventricolare (IVS) sono chiaramente visibili, come mostrato nella Figura 1B.
      5. Ruotare il trasduttore in senso antiorario, se necessario, per assicurarsi che l'aorta e la valvola mitrale siano visibili.
      6. Spostare la zona focale nella regione della parete libera del camper per migliorare la definizione del bordo endocardico e regolare il guadagno se necessario.
      7. Premere Cine Store per registrare i dati.
      8. Posizionare la linea del volume del campione M-mode nella regione in cui il RV è più largo e regolare il gate per includere RV e LV. La linea del volume del campione è generalmente posizionata tra l'ombra di due vertebre contigue nei ratti.
      9. Premere Aggiorna e quindi premere Cine Store per registrare i dati. Esempi di modalità M nelle immagini della vista PLAX modificata sono mostrati nella Figura 1C e queste immagini vengono utilizzate per analizzare il diametro interno del RV durante la diastole (RVIDd), il diametro interno del RV durante la sistole (RVID) e lo spessore della parete libera RV (RVFWT).
      10. Sollevare il trasduttore e riposizionarlo in modo che sia solo leggermente inclinato verso la linea parasternale destra del ratto. Spostare la piattaforma in una posizione solo leggermente inclinata verso destra.
      11. Abbassare il trasduttore fino a quando non è a contatto con il gel.
      12. Spostare la piattaforma caudalmente e a destra o a sinistra fino a quando la pista di deflusso del camper è in vista e la valvola polmonare (PV) è a fuoco e chiaramente visibile.
      13. Premere Cine Store per registrare i dati. Esempi di B-mode nella vista PLAX modificata a livello delle immagini del tratto di efflusso ventricolare destro sono mostrati nella Figura 2A; queste immagini vengono utilizzate per analizzare il diametro del fotovoltaico.
      14. Mantenendo la stessa posizione dell'immagine in modalità B, premere Colore per facilitare l'identificazione del flusso attraverso il PV. Regola la velocità per ottimizzare l'aliasing, in modo che sia visibile il punto di velocità più alto. Aumentare la frequenza dei fotogrammi, se necessario, diminuendo le dimensioni della casella dell'immagine Doppler a colori.
      15. Premere PW (onda pulsata) per quantificare lo spettro del flusso sanguigno. Aumentare al massimo le dimensioni del gate del volume del campione.
      16. Regolare la velocità della linea di base e il guadagno Doppler, se necessario, in modo che il flusso sia visibile.
      17. Allineare l'angolo PW parallelamente alla direzione del flusso attraverso il PV. Posizionare il volume del campione alla massima velocità (punto di aliasing) o sulle punte del foglietto fotovoltaico.
      18. Premere Aggiorna per visualizzare le velocità polmonari.
      19. Premere Cine Store per registrare i dati. Esempi di immagini PV PW Doppler sono mostrati nella Figura 2B; queste immagini vengono utilizzate per analizzare il tempo di eiezione polmonare (PET), il tempo di accelerazione polmonare (PAT), la velocità sistolica di picco polmonare (PV PSV), la gittata cardiaca (PV CO), il volume dell'ictus (PV SV), HR e la lunghezza del ciclo cardiaco (CL).
    4. Vista apicale a quattro camere focalizzata su camper
      1. Inclina la piattaforma nell'angolo sinistro e verso il basso cranialmente il più lontano possibile.
      2. Ruotare il trasduttore in senso antiorario di 30°-45° e spostare il trasduttore in modo che punti verso la spalla/l'orecchio destro dell'animale.
      3. Abbassare il trasduttore fino a quando non è a contatto con il gel. Questa posizione consente una tipica vista a quattro camere in cui sono visibili il LV e gli atri sinistri (LA), ma l'ombra dello sterno è sopra la parete libera del camper.
      4. Regolare la vista apicale a quattro camere per acquisire la vista focalizzata sul camper posizionando il trasduttore leggermente lateralmente all'apice reale. Effettuare regolazioni fini fino ad ottenere il piano massimale. Spostare la piattaforma leggermente caudalmente, se necessario. In questa vista, l'ombra dello sterno è posizionata nel setto e il muro libero del camper è chiaramente visibile.
      5. Assicurarsi che il camper, gli atri destri (RA) e la valvola tricuspide (TV) siano visibili nella finestra acustica.
        NOTA: se la camera RV è molto dilatata, la camera BT potrebbe non essere completamente visibile. Tenendo manualmente il trasduttore è possibile regolare con precisione l'angolo del trasduttore per migliorare la visualizzazione del camper.
      6. Assicurarsi che il camper non sia scorciato e che il tratto di deflusso BT non sia aperto.
      7. Premere Cine Store per registrare i dati. Esempi di B-mode nelle immagini apicali a quattro camere focalizzate sul RV sono mostrati in Figura 3A,B; queste immagini vengono utilizzate per analizzare l'area atriale destra (RAA), l'area diastolica terminale RV (RVEDA) e l'area end-sistolica RV (RVESA).
      8. Posizionare il cursore M-mode attraverso l'anello tricuspide sulla parete libera del camper. Assicurati di avere un orientamento ottimale dell'immagine per evitare la sottostima delle velocità. Premere Aggiornamento e Cine Store per registrare i dati.
        NOTA: Esempi di immagini del movimento dell'anulus tricuspide sono mostrati nella Figura 4A,B; queste immagini sono utilizzate per analizzare l'escursione sistolica del piano anulare tricuspide (TAPSE).
      9. Premere B-Mode e quindi premere Color per facilitare l'identificazione del flusso attraverso il televisore. Regola la velocità per ottimizzare l'aliasing, in modo che sia visibile il punto di velocità più alto. Aumentare la frequenza dei fotogrammi diminuendo le dimensioni della casella dell'immagine Doppler a colori.
      10. Premere PW per quantificare lo spettro del flusso sanguigno. Aumentare al massimo le dimensioni del gate del volume del campione.
      11. Se necessario, regolare la velocità della linea di base e il guadagno Doppler.
      12. Allineare l'angolo PW parallelamente alla direzione dell'afflusso del camper. Posizionare il volume del campione alla massima velocità (punto di aliasing) o sulla punta del foglietto tricuspide.
        NOTA: l'imaging delle velocità di afflusso della tricuspide può essere difficile; Può essere necessaria una regolazione fine della posizione del trasduttore.
      13. Premere Aggiorna per visualizzare le velocità di afflusso della tricuspide.
      14. Premere Cine Store per registrare i dati. Esempi di immagini tricuspidi PW Doppler sono mostrati in Figura 5A,B; queste immagini vengono utilizzate per analizzare la velocità del flusso sanguigno attraverso il televisore durante il riempimento diastolico precoce (E), la velocità del flusso sanguigno attraverso il televisore durante il riempimento diastolico tardivo (A), il tempo di apertura della chiusura tricuspide (TCO) e il tempo di espulsione (ET).
      15. Tornare alla modalità B e premere Tissue. Regolare leggermente la piattaforma per assicurarsi che l'anulus tricuspide sia chiaramente visibile e posizionare la porta del volume del campione Doppler tissutale sull'anello tricuspide sulla parete libera del camper. Aumentare il gate del volume del campione alla larghezza massima.
      16. Se necessario, regolare la velocità della linea di base e il guadagno Doppler.
      17. Premere Aggiorna per visualizzare l'immagine Doppler tissutale.
      18. Premere Cine Store per registrare i dati. Esempi di immagini Doppler tissutali sono mostrati in Figura 6A,B; queste immagini sono utilizzate per analizzare la velocità anulare della tricuspide alla diastole precoce (E'), la velocità anulare della tricuspide alla diastole tardiva (A') e la velocità anulare della tricuspide alla sistole (S').
        NOTA: TAPSE e tissue doppler sono sempre misurati sulla parete libera del camper e non sul setto interventricolare.
  4. Analisi delle immagini
    1. Eseguire l'analisi delle immagini offline utilizzando il software compatibile con lo strumento (vedere Tabella dei materiali).
    2. Evitare le aree in cui si verifica l'ispirazione per tutte le misurazioni e prendere sempre almeno tre misurazioni per ogni parametro da analizzare.
    3. Vista dell'asse lungo parasternale modificata del ventricolo destro M-mode
      1. Selezionare un'immagine ottenuta dalla vista dell'asse lungo parasternale modificata del modo M ventricolare destro e analizzare RVIDd (mm), RVID (mm) e RVFWT (mm).
      2. Selezionate Profondità (Depth) dagli strumenti di misurazione generici.
      3. Tracciare il diametro interno della camera RV alla diastole e alla sistole (Figura 1C) ed etichettare le misurazioni rispettivamente come RVIDd e RVID.
      4. Selezionate lo strumento profondità per misurare lo spessore della parete libera RV. Allineare il cursore con il picco dell'onda R dell'ECG e tracciare la parete alla diastole finale (Figura 1C). Escludere le trabecolazioni RV e il muscolo papillare dal bordo endocardico RV, se presente, per misurare con precisione lo spessore della parete RV. Escludere anche il grasso epicardico, se presente, per evitare misurazioni erroneamente aumentate.
        NOTA: le trabecolazioni RV e il muscolo papillare si mostrano come linee interrotte che seguono il movimento della parete del camper. Le misurazioni RVIDd, RVID e RVFWT verranno visualizzate nel report nella sezione del pacchetto generico. Quando c'è un ispessimento significativo del pericardio, la misurazione della parete del camper può essere difficile; Pertanto, selezionare attentamente l'area di analisi.
    4. Modalità B fotovoltaica
      1. Selezionare un'immagine ottenuta dalla modalità B PV e analizzare il diametro FV (mm).
      2. Selezionare Funzione RV e PV dal menu a discesa del pacchetto cardiaco.
      3. Selezionare PV diam e scegliere un telaio in cui la valvola è aperta. A livello della valvola, tracciare la distanza da parete a parete, evitando l'anello della valvola (Figura 2A).
        NOTA: le misurazioni verranno visualizzate nel rapporto nella sezione Funzione RV e PV.
    5. PV PW Doppler
      1. Selezionare un'immagine ottenuta dal PV PW Doppler per analizzare PET (ms), PAT (ms), PV PSV (mm/s), HR (battiti al minuto), CL (ms), rapporto PAT/PET, gittata cardiaca (PV CO; mL/min), volume della corsa (PV SV; μL) e rapporto PAT/CL.
      2. Selezionare RV and PV Function (Funzione RV e PV) dal menu a discesa del pacchetto cardiaco e scegliere almeno tre velocità PA rappresentative.
      3. Selezionare PAT e tracciare la velocità del flusso PA a partire dal punto di accelerazione e termina al picco della velocità.
      4. Selezionare PET e iniziare la misurazione dal punto di accelerazione e terminare quando il segnale raggiunge la linea di base.
      5. Selezionare PV peak vel, posizionare il cursore nel punto di massima velocità e fare clic con il pulsante sinistro del mouse.
      6. Per ottenere la misura dell'integrale del tempo di velocità del PV (PV VTI), scegliete l'opzione negativa sotto lo strumento Vevo di picco.
        NOTA: la sensibilità di rilevamento può essere modificata, ma deve essere mantenuto un valore costante per tutto lo studio.
      7. Selezionare PV VTI dal menu a discesa. Iniziare la misurazione facendo clic con il pulsante sinistro del mouse sull'inizio del picco e terminare facendo clic con il pulsante destro del mouse alla fine del picco per completare la misurazione. Regolate il contorno del picco spostando le linee in base alle esigenze.
      8. Posizionare il cursore su una misurazione VTI PV e fare clic con il pulsante destro del mouse per selezionare Proprietà, quindi abilitare la misurazione FC nell'opzione parametri. Ripetere questo passaggio per tutte e tre le misurazioni VTI PV.
      9. Selezionare Tempo dagli strumenti di misurazione generici e tracciare il tempo dal punto di accelerazione di un ciclo al punto di accelerazione del ciclo successivo per calcolare il CL (Figura 2B).
        NOTA: le misurazioni verranno visualizzate nel rapporto nella sezione Funzione RV e PV. Il rapporto PAT/PET, PV CO e PV SV sono calcolati dal software dello strumento.
    6. Vista apicale a quattro camere focalizzata su RV B-mode
      1. Selezionare un'immagine ottenuta dalla vista apicale a quattro camere focalizzata su RV B-mode per analizzare RAA (mm 2), RVEDA (mm 2), RVESA (mm2) e la variazione dell'area frazionaria RV [RVFAC = (RVEDA-RVESA)/RVEDA, %].
      2. Selezionare SAX (asse corto parasternale) dal menu a discesa del pacchetto cardiaco.
      3. Scegli un'immagine in modalità B alla diastole finale dalla vista apicale a quattro camere focalizzata su RV. Assicurarsi che l'intero camper sia in vista, compresi l'apice e la parete laterale.
      4. Selezionare ENDOarea;d e tracciare l'endocardio RV dall'anulus, lungo la parete libera fino all'apice, e poi di nuovo all'anello lungo il setto interventricolare, escluse le trabecolazioni se presenti.
      5. Scegliere un'immagine B-mode a end-systole, selezionare ENDOarea;s dalla finestra a discesa SAX B-mode e ripetere la traccia del RV. Utilizzando la stessa immagine, selezionare l'area 2D dagli strumenti di misurazione generici e tracciare la RA seguendo l'endocardio ed escludendo la vena cava e l'appendice RA. Anche l'area tra i lembi della valvola tricuspide e l'anulus è esclusa (Figura 3).
      6. Ripetere la misurazione dell'area ENDO alla diastole e alla sistole e la misurazione dell'area RA in due immagini aggiuntive.
        NOTA: le misurazioni dell'area RV in diastole e sistole verranno visualizzate nel rapporto nella sezione Modalità SAX-B. L'area RA verrà visualizzata sotto le misure del pacchetto generico. RVFAC è calcolato utilizzando la formula RVFAC = (RVEDA-RVESA)/RVEDA10.
    7. M-mode nella parte laterale dell'anulus tricuspide
      1. Selezionare un'immagine M-mode ottenuta dalla parte laterale dell'anello tricuspide per analizzare il TAPSE (mm).
      2. Selezionare Profondità dagli strumenti di misurazione generici e scegliere una regione di almeno tre siti cardiaci consecutivi privi di interferenze inspiratorie.
      3. Tracciare la distanza dalla diastole terminale alla sistole di picco del segmento anulare RV in tre cicli cardiaci consecutivi (Figura 4).
        NOTA: le misurazioni verranno visualizzate nel report nella sezione relativa al pacchetto generico.
    8. TV PW Doppler
      1. Selezionare un'immagine ottenuta dal doppler TV PW per analizzare l'indice di prestazione miocardica E (mm/s), A (mm/s), TCO (ms), ET (ms) e RV [RVMPI = (TCO-ET)/ET]11.
      2. Selezionare TV Flow dal menu a discesa della confezione cardiaca e scegliere almeno tre velocità TV rappresentative.
      3. Selezionare TV E (riempimento iniziale tricuspide), posizionare il cursore nel punto di velocità più alta dell'onda E e fare clic con il pulsante sinistro del mouse; Una linea viene tracciata dalla velocità massima alla linea di base. Allo stesso modo, selezionare TV A (riempimento tardivo tricuspide), posizionare il cursore alla massima velocità dell'onda A e fare clic con il pulsante sinistro del mouse; un'altra linea viene tracciata dalla velocità massima alla linea di base (Figura 5).
      4. Per misurare il tempo di espulsione (ET), selezionare lo strumento Tempo dagli strumenti di misurazione generici e misurare il tempo dall'inizio (bordo d'attacco) alla cessazione (bordo finale) dell'afflusso di tricuspidi (un'area in cui il flusso viene espulso). Etichettare le misurazioni come ET (Figura 5).
      5. Per misurare il tempo TCO, selezionare lo strumento Tempo e tracciare il tempo dalla fine dell'onda tricuspide A di un ciclo all'inizio dell'onda tricuspide E del ciclo successivo. Etichettare le misurazioni come TCO (Figura 5).
        NOTA: le misurazioni di TV E e TV A verranno visualizzate nel rapporto nella sezione Flusso TV. Le misurazioni ET e TCO verranno visualizzate sotto le misurazioni del pacchetto generico. RVMPI è calcolato come (TCO-ET)/ET11. E, ET e TCO vengono misurati con un intervallo R-R costante per ridurre al minimo l'errore. Le misurazioni ET possono anche essere eseguite dal bordo centrale al bordo d'uscita; La coerenza nel modo in cui la misurazione viene acquisita durante l'analisi è molto importante.
    9. RV Doppler laterale tricuspide anulus
      1. Selezionare un'immagine ottenuta dal Doppler del tessuto andulo tricuspide laterale RV per analizzare il rapporto E' (mm/s), A' (mm/s), S' (mm/s) e E/E'.
      2. Selezionare TV Flow dal menu a discesa del pacchetto cardiaco e scegliere almeno tre velocità rappresentative del tessuto a parete libera.
      3. Selezionare TV LW E, posizionare il cursore nel punto di massima velocità dell'onda E' e fare clic con il pulsante sinistro del mouse; Una linea viene tracciata dalla velocità massima alla linea di base. Allo stesso modo, selezionare TV LW A, posizionare il cursore nel punto di velocità più alta dell'onda A' e fare clic con il pulsante sinistro del mouse; un'altra linea viene tracciata dalla velocità massima alla linea di base (Figura 6).
      4. Selezionare MV Flow dal menu a discesa del pacchetto cardiaco e selezionare S WAVE.
      5. Posizionare il cursore alla massima velocità sistolica durante la fase di espulsione, senza sovraccaricare l'inviluppo Doppler, e fare clic con il pulsante sinistro; viene tracciata una linea dalla velocità massima alla linea di base (Figura 6).
        NOTA: le misurazioni verranno visualizzate nel report nelle sezioni Flusso TV e Flusso MT. Il rapporto E/E' viene calcolato manualmente.
  5. Autopsia
    1. Eutanasia dei ratti mediante dissanguamento sotto sovradosaggio di isoflurano al giorno di studio 24 post-somministrazione MCT seguendo il protocollo approvato istituzionalmente.
    2. Rimuovere il blocco cuore-polmone e infondere delicatamente attraverso la vascolarizzazione con soluzione salina ghiacciata fino a quando il perfusato non si esaurisce. Separare il cuore e i polmoni e rimuovere la soluzione salina in eccesso.
    3. Pesare ogni organo separatamente.
    4. Rimuovere gli atri e scartare.
    5. Separare il ventricolo sinistro con il setto (LV + S) dal camper e pesare i ventricoli separatamente.
    6. Rimuovere la tibia sinistra e separarla dal tessuto molle.
    7. Ottenere una misurazione longitudinale della tibia utilizzando un calibro digitale (vedi Tabella dei materiali).
    8. Smaltire il cuore, i polmoni e la tibia sezionati con il resto della carcassa.
      NOTA: Il peso cardiaco (HW), il peso polmonare (LW), il peso LV + S e il peso RV sono normalizzati dalla lunghezza della tibia (TL). L'ipertrofia RV è valutata dall'indice di Fulton, dove il peso RV è normalizzato dal peso LV+S [indice di Fulton = RV/(LV+S)]12.

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Risultati

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In questo studio, i ratti trattati con MCT sono stati utilizzati come modello di IPA. L'analisi ecocardiografica è stata eseguita il giorno di studio 23 dopo la somministrazione di MCT e tutte le misurazioni e i calcoli rappresentavano medie di tre cicli consecutivi. I parametri ecocardiografici ottenuti da ratti di controllo (veicolo: acqua deionizzata) e trattati con MCT (60 mg/kg) sono mostrati nella Tabella 1.

Le immagini rappresentative della vista PLAX nei ratti trattati...

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Discussione

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La valutazione ecocardiografica del RV è un prezioso strumento di scoperta per lo screening dell'efficacia di nuovi trattamenti in modelli animali di PAH. Una caratterizzazione approfondita della struttura e della funzione del RV è necessaria come nuovi bersagli nel trattamento del rimodellamento dei RV con indirizzo PAH 4,14. Questo studio descrive un protocollo dettagliato che consente la caratterizzazione di successo della struttura e della funzione del camper...

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Questo lavoro è stato supportato da NHLBI K01 HL155241 e AHA CDA849387 assegnato all'autore P.C.R.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Iniezione di cloruro di sodio allo 0,9% USPBaxter2B1324
Rotoli di cotone intrecciato4MD Medical Solutions RIHD201205
Agente depilanteWallgreensNair Hair Remover 
Elettrodo gelParker Laboratories 15-60
Sistema di immagini ecografiche ad alta frequenza e stazione di imagingFUJIFILM VisualSonics, Inc.Vevo 2100
IsofluranoMedVetRXISO-250
Maschio sprague Dawley rattiCharles River LaboratoriesCD 001CD IGS Ratti (Crl:CD(SD))
Monocrotalina (MCT)Sigma-AldrichC2401
Sonda di temperatura rettale  FisioterapiaRET-3
Camere di induzione sigillateScivena ScientificRES644 Taglia 3 L
Trasduttore a ultrasuoni array a stato solidoFUJIFILM VisualSonics, Inc.Trasduttore Vevo MicroScan MS250S
Calibri digitali in acciaio inossidabile Calibridigitali VWR62379-531
Gel per ultrasuoniLaboratori Parker 11-08
Software Vevo LabFUJIFILM VisualSonics, Inc.Versione 5.5.1

Riferimenti

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  2. Tyagi, S., Batra, V. Novel therapeutic approaches of pulmonary arterial hypertension. International Journal of Angiology. 28 (2), 112-117 (2019).
  3. Hoeper, M. M., et al. Targeted therapy of pulmonary arterial hypertension: Updated recommendations from the Cologne Consensus Conference 2018. International Journal of Cardiology. 272, 37-45 (2018).
  4. Sommer, N., et al. Current and future treatments of pulmonary arterial hypertension. British Journal of Pharmacology. 178 (1), 6-30 (2021).
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