Aortica costrizione trasversale nei topi
April 21st, 2010
Restringimento aortico trasversale (TAC) nel topo è un modello comunemente usato sperimentale per studiare meccanismi che sottendono l'ipertrofia cardiaca e scompenso cardiaco sviluppo. Qui si descrivono le modalità per costrizione dell'aorta per creare un grado riproducibile di ipertrofia cardiaca nei topi.
Questa procedura inizia con l'anestetizzazione di un topo, la preparazione per la chirurgia asettica e il posizionamento in posizione supina sopra un termoforo. L'intubazione endotracheale viene eseguita utilizzando un tubo PE 90, che viene poi collegato a un ventilatore per roditori. Successivamente, viene eseguita una toracotomia parziale alla seconda costola e lo sterno viene retratto.
L'aorta trasversa viene identificata e successivamente legata tra l'arteria carotide innominata e quella sinistra. La gabbia toracica è chiusa, seguita dalla pelle con un modello di sutura continuo. Infine, il tubo endotracheale viene rimosso e il topo può riprendersi.
Ciao, sono Angela Dal Meda del laboratorio del Dr.Zander Wars nel Dipartimento di Fisiologia Molecolare e Biofisica del Baylor College of Medicine. Oggi ti mostreremo la procedura per la costrizione aortica trasversa nei topi. Utilizziamo questa procedura nel nostro laboratorio per studiare i meccanismi alla base dell'ipertrofia cardiaca e dello sviluppo dell'insufficienza cardiaca.
Quindi iniziamo. Prima di iniziare la costrizione aortica trasversa o l'intervento chirurgico fiscale, disinfettare il campo operatorio con alcol isopropilico al 75%. Accendi il termoforo e impostalo alla giusta temperatura.
Il sistema che consigliamo è una pompa dell'acqua di circolazione del giocatore collegata a un pad per la terapia del calore che viene mantenuta a 37 gradi Celsius più o meno. Sterilizzare gli strumenti chirurgici in uno sterilizzatore a perline calde prima dell'intervento chirurgico. Per la procedura di chirurgia fiscale, sono necessari i seguenti strumenti chirurgici.
Un paio di forbici smussate, due pinze curve grossolane per trovare pinze angolate a 45 gradi, un paio di forbici a molla angolate, un divaricatore toracico e un portaaghi. Gli applicatori di cotone dovrebbero essere a portata di mano anche in caso di sanguinamento. Con il campo operatorio preparato, possiamo procedere all'intubazione del topo.
In preparazione all'intubazione, il topo viene anestetizzato in una camera di induzione e vengono utilizzati tagliacapelli per radere il pelo dalla linea del collo al livello medio del torace. Posiziona il mouse in posizione supina sopra il termoforo. È importante mantenere la normale temperatura corporea durante l'intervento chirurgico per evitare una rapida diminuzione della frequenza cardiaca e una possibile morte improvvisa.
Applicare pressione sul letto ungueale del mouse per confermare che il mouse sia completamente anestetizzato. Posiziona un elastico sui denti anteriori dell'animale per estendere il collo Usando una pinza curva in una mano, manipola delicatamente la lingua di lato con l'altra mano. Inserire il tubo in PE 90 nella trachea.
Quindi, collegare il tubo endotracheale a un ventilatore per roditori a ciclo volumetrico Harvard. Il ventilatore deve funzionare a una velocità compresa tra 125 e 150 respiri al minuto e un volume corrente compreso tra 0,1 e 0,3 millilitri a seconda del peso corporeo del topo, disinfettare la pelle all'interno del campo chirurgico con una soluzione di Betadine seguita da alcol al 70%. Ripetere questa procedura tre volte per evitare la contaminazione del campo chirurgico durante l'operazione, posizionare un telo sterile sul topo lasciando esposto solo il campo operatorio.
Ora siamo pronti per eseguire la legatura dell'aorta trasversa durante questa procedura chirurgica. L'anestesia viene mantenuta all'1,5-2% di fluoro con 0,5-1 litro al minuto, 100% di ossigeno. Verificare il corretto livello di anestesia esercitando pressione sul letto ungueale del topo.
Per confermare l'assenza del riflesso del token. Inizia l'intervento chirurgico eseguendo una toracotomia parziale. Tagliare lo sterno partendo dall'estremità cranica fino al livello della seconda costola.
Utilizzando un microscopio operatorio, ritrarre lo sterno utilizzando un divaricatore toracico. Quindi, usa una pinza angolata a 45 gradi a punta fine per separare delicatamente il timo e il tessuto adiposo dall'arco aortico. Dopo aver identificato l'aorta trasversa, posizionare un piccolo pezzo di sutura di seta 6.0 tra l'an denominate e le arterie carotidi sinistra.
Fai due nodi sciolti attorno all'aorta trasversale e posiziona un pezzetto di un ago smussato calibro 27 e mezzo. Parallelo all'aorta di trasferimento. Legare rapidamente il primo nodo contro l'ago, seguito dal secondo nodo, quindi rimuovere prontamente l'ago in modo da ottenere una costrizione di 0,4 millimetri di diametro.
Una volta che l'aorta trasversa è stata legata, rimuovere il divaricatore toracico e pizzicare il deflusso del ventilatore per due secondi. Per rigonfiare accuratamente i polmoni, chiudere la gabbia toracica utilizzando una sutura di prolina 6.0 con un modello di sutura interrotto. Infine, chiudere la pelle utilizzando una sutura di prolina 6.0 con un modello di sutura continuo.
Per l'analgesia postoperatoria. Iniettare buprenorfina nel topo per via intraperitoneale. Se ci sono segni di disidratazione dopo l'intervento chirurgico, vengono somministrati da 0,3 a un millilitro di soluzione fisiologica sterile per via intraperitoneale.
Abbassare gradualmente l'anestesia in posizione off. Quando si verificano segni di respirazione spontanea, rimuovere il tubo endotracheale, quindi spostare il mouse in posizione prona e lasciarlo recuperare su un termoforo. Una settimana dopo la costrizione aortica trasversa, il topo viene rianestetizzato per determinare il grado di sovraccarico di pressione indotto dalla lazione dell'aorta trasversa.
L'anestesia e la temperatura corporea vengono mantenute come mostrato in precedenza. Posizionare una sonda Doppler da 20 megahertz sui lati sinistro e destro del collo con un angolo di 45 gradi. Per rilevare le velocità del flusso dell'arteria carotide, utilizziamo un processore di segnale Doppler basato su computer per visualizzare e memorizzare i segnali Doppler.
A seconda del grado di sovraccarico di pressione richiesto per il protocollo sperimentale, solo i topi con un rapporto di flusso tra carotide destra o RC e sinistra o lc entro un certo intervallo sono inclusi per ulteriori analisi. Ad esempio, un grado moderato di sovraccarico di pressione porta a un rapporto di cinque a otto, mentre una costrizione più stretta che provoca un grave sovraccarico di pressione porta a un rapporto di otto a 10. Un animale fittizio, tuttavia, dovrebbe avere un rapporto di circa uno.
La sopravvivenza chirurgica tipica dopo TAC nei topi wild type è di circa l'80-90% di successo. La legatura chirurgica dell'aorta trasversale porterà a un rapporto di velocità del flusso doppler tra l'arteria carotide destra e sinistra o RC su lc da cinque a 10 rispetto ai topi operati in modo fittizio. Si prevede che i topi con sovraccarico di pressione sviluppino ipertrofia cardiaca entro una o due settimane e dilatazione cardiaca dopo sei-otto settimane, a seconda della tenuta della costrizione.
Ti abbiamo appena mostrato come eseguire la costrizione aortica trasversa nei topi, ma l'esecuzione di questa procedura è importante per mantenere la normale temperatura corporea e ridurre al minimo la perdita di sangue. Quindi questo è tutto. Grazie per aver guardato e buona fortuna con i tuoi esperimenti.
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Panoramica
Questo articolo descrive la procedura per eseguire la costrizione aortica trasversale (TAC) nei topi, un modello utilizzato per studiare l'ipertrofia cardiaca e l'insufficienza cardiaca. Il metodo coinvolge tecniche chirurgiche per contrarre l'aorta, portando a un grado controllato di ipertrofia cardiaca.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Cardiologia
- Chirurgia sperimentale
- Fisiopatologia cardiaca
Sfondo
- La costrizione aortica trasversale è un modello ampiamente utilizzato nella ricerca cardiaca.
- Questo modello aiuta a comprendere i meccanismi dell'insufficienza cardiaca.
- Consente lo studio dell'ipertrofia cardiaca in un ambiente controllato.
- I modelli murini sono essenziali per gli studi preclinici nella ricerca cardiovascolare.
Obiettivo dello studio
- Fornire un protocollo dettagliato per eseguire TAC nei topi.
- Standardizzare la procedura per la riproducibilità nella ricerca.
- Facilitare lo studio dei meccanismi dell'ipertrofia cardiaca.
Metodi utilizzati
- Anestesia del topo prima della chirurgia.
- Preparazione chirurgica asettica e posizionamento su un panno riscaldante.
- Intubazione endotracheale utilizzando tubi PE 90 collegati a un ventilatore.
- Toracotomia parziale e legatura dell'aorta trasversale.
Principali risultati
- La procedura induce con successo l'ipertrofia cardiaca nei topi.
- La riproducibilità del modello è stabilita attraverso tecniche standardizzate.
- Consente ulteriori indagini sui meccanismi dell'insufficienza cardiaca.
- Fornisce una base per future ricerche cardiovascolari.
Conclusioni
- TAC è un modello efficace per studiare l'ipertrofia cardiaca.
- Le procedure standardizzate migliorano la riproducibilità nella ricerca.
- Questo modello può portare a intuizioni sui meccanismi dell'insufficienza cardiaca.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
The transverse aortic constriction (TAC) model in mice provides a reproducible system for studying pressure overload-induced cardiac hypertrophy and heart failure, enabling mechanistic de-risking of therapeutic targets in cardiovascular drug discovery. By establishing a controlled hemodynamic stress that mimics human pathophysiology, TAC supports target validation and phenotypic screening in preclinical pipelines. This model enhances predictive confidence for lead identification and translational biomarker development in heart failure therapeutics.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in pressure overload cardiac hypertrophy pathways.
- Operational Value: Supports biological de-risking through functional target validation in a disease-relevant system.
- Scientific Value: Facilitates mechanistic de-risking by elucidating signaling processes involved in maladaptive cardiac remodeling.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides a standardized murine model for assay development and compound screening in heart failure models.
- Operational Value: Enables reproducible quantitative assessment of cardiac hypertrophy via Doppler-derived carotid flow velocity ratios.
- Scientific Value: Supports phenotypic screening by generating consistent hypertrophic and dilatative phenotypes over defined time courses.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Offers disease relevance by mimicking human cardiac hypertrophy and heart failure progression timelines.
- Operational Value: Ensures translational continuity from discovery through preclinical validation with measurable hemodynamic endpoints.
- Scientific Value: Enables risk-adjusted advancement decisions by modeling gradual transition from compensated hypertrophy to heart failure.
Pipeline & Workflow Integration
The TAC model integrates into the cardiovascular discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification to preclinical efficacy studies, supporting go/no-go decisions based on hemodynamic and phenotypic outcomes.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification in cardiac stress response mechanisms.
- Screening: Delivers assay readiness through standardized surgical induction and Doppler-based pressure overload quantification.
- Analytics: Provides quantitative dependent variable measurements (RC/LC flow velocity ratio) enabling comparison of pressure overload severity across experimental groups.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity via temporal progression from hypertrophy to dilatation, mirroring human heart failure pathophysiology.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable platform for evaluating multiple therapeutic targets across cardiovascular discovery projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through reproducible induction of pressure overload cardiac hypertrophy.
- Operational Value: Standardization and reproducibility via defined surgical technique and hemodynamic validation using Doppler probe measurements.
- Strategic Value: Improved go/no-go decisions by reducing late-stage biological risk through mechanistic de-risking in a validated preclinical model.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization of compounds based on efficacy in attenuating pressure overload-induced hypertrophy and failure progression.
Implementation Considerations
- Required expertise in murine surgical techniques, anesthesia management, and postoperative care.
- Instrumentation needs include rodent ventilator, Doppler probe with signal processor, microsurgical tools, and heating pad for temperature maintenance.
- Cross-team standardization requires consistent surgical constriction size (0.4 mm) and Doppler ratio thresholds (5-10 for pressure overload) across sites.
- Adaptation considerations include genetic background effects on hypertrophy progression and constriction tightness impact on phenotype severity.
- Practical limitations include surgical mortality (10-20%) and variability in Doppler measurements requiring operator training and protocol adherence.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
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Title
0:42
Introduction
1:10
Preparing the Operating Field
2:02
Preparing and Intubation of Mice
6:31
Confirmation of Successful Ligation of the Transverse Aorta
3:25
Ligation of the Transverse Aorta
7:32
Results of a Successful Transverse Aortic Constriction
8:02
Conclusion
