La registrazione ECG ambulatoriale nei topi
27 maggio 2010
Telemetrico ECG è emerso come uno strumento essenziale per la valutazione dei modelli animali per aritmie cardiache e morte cardiaca improvvisa. Qui vi presentiamo una guida graduale per telemetrici registrazioni ECG per l'applicazione nel monitoraggio a lungo termine ECG ambulatoriale nei topi.
Chirurgia del beacon rasando il topo, posizionandolo sotto anestesia e sterilizzando l'addome e il torace nel sito operatorio pianificato, effettuare un'incisione mediana verticale nell'addome con un bisturi esponendo il peritoneo. Effettuare un'altra incisione mediana verticale nel peritoneo per l'inserimento del telemetro. Inserire il TER nell'addome destro al di sotto del peritoneo, lasciando esposti soltanto i fili conduttori.
Pertanto, chiudere il peritoneo sottocutaneamente impiantando i fili conduttori di TER in modo che il catodo o filo bianco venga posizionato nel quadrante superiore destro del torace e l'anodo o filo rosso venga impiantato sulla parte superiore sinistra dell'addome. Infine, chiudere la cute con punti di sutura. Salve, sono Mark McCauley del laboratorio di Xandr Wearan del Dipartimento di Medicina presso il Baylor College of Medicine.
Oggi vi mostrerò una tecnica per l'impianto di ECG TER nei topi. Utilizziamo questa tecnica per studiare le variazioni della frequenza cardiaca e del ritmo cardiaco nei topi. Cominciamo dunque.
Prima di inserire un telemetro ECG nel topo, è importante assicurarsi che il telemetro sia sterile e in buone condizioni di funzionamento. Questo è un esempio di un telemetro per piccoli animali prodotto da Data Sciences International, con un cavo positivo rosso e un cavo negativo bianco. Ogni cavo è dotato di una guaina isolante, due millimetri di filo esposto e una punta con capsula di plastica, che impedisce l'erosione del cavo attraverso la pelle.
I nuovi dispositivi di telemetria sono generalmente forniti in condizioni sterili dal produttore, ma i TER possono essere riutilizzati a condizione che vengano puliti con aria utilizzando zyme, soluzione all'1% per oltre quattro ore. Inoltre, utilizzare WA OFI O un disinfettante durante la notte per sterilizzare il telemetro ECG. Assicurarsi di rimuovere il disinfettante con acqua sterile prima dell'implantazione nei topi.
Verificare l'integrità dei cavi del telemetro, sia per quanto riguarda i fili conduttori sia per quanto riguarda la guaina isolante. Accendere il trasmettitore di telemetria utilizzando un magnete e testare il segnale con una frequenza radio AM a 30,5. Il segnale deve essere forte e chiaro e deve variare in intensità e tono in base alla manipolazione dei cavi.
Registrare il numero del modello, il numero di serie del TER e il valore di calibrazione dell'ECG. Se applicabile, spesso i produttori raccomandano che il TER sia acceso per 24 ore prima dell'implantazione. Consultare il manuale delle istruzioni relativo al TER specifico.
Per preparare il filo conduttore del TER, tagliare il filo negativo o bianco a circa 3,5 centimetri e il filo positivo o rosso a 2,5 centimetri. Queste sono le lunghezze ottimali per l'impianto del filo negativo nel torace destro e del filo positivo nell'addome sinistro. Successivamente, rimuovere la guaina isolante per esporre sette millimetri di filo metallico.
Applicare una colla istantanea alle estremità del filo metallico e quindi fissare dei cappucci protettivi sulle punte metalliche. Questi cappucci eviteranno l'erosione cutanea causata dal posizionamento del filo. Circa due-tre millimetri del filo metallico devono rimanere esposti per consentire il rilevamento elettrico del ritmo cardiaco nativo.
L'uso di tecniche sterili è fondamentale durante l'intervento chirurgico. Per l'impianto del telemetro, saranno necessari guanti sterili, un campo sterile e sei suture in prolene O. Tutti gli strumenti chirurgici devono essere sterilizzati in un sterilizzatore a perle di vetro riscaldato a 250 gradi Celsius.
Questi includono due paia di pinze, un paio di forbici con estremità smussate, un bisturi e un maniscalco per aghi. Assicurarsi di sterilizzare e lavare il TER come descritto in precedenza. Utilizzare per preparare il topo all'intervento chirurgico.
Anestetizzare prima l'animale in una camera di induzione. Dopo aver verificato mediante una pinzata al dito del piede che il topo sia adeguatamente sedato, rasare completamente l'addome e il torace del topo con un rasoio elettrico. Ri-anestetizzare il topo con isoflurano e quindi trasferirlo in un tubo per anestesia a flusso costante.
Posizionarlo in posizione supina con la testa rivolta lontano da voi e la coda verso di voi. Fissare le zampe del mouse al tavolo operatorio riscaldato con del nastro adesivo. Utilizzare un tappetino riscaldante per mantenere la temperatura dell'animale anestetizzato entro un intervallo ristretto di 37 più o meno un grado Celsius.
È possibile utilizzare una sonda rettale per monitorare la temperatura, pulire l'addome con un tampone alcolico per rimuovere i peli rasati e per detergere il campo operatorio. Applicare la Betadina con tamponi per tre volte per disinfettare l'addome e il torace. Applicare il campo sterile sull'addome del topo per l'impianto intraperitoneale del toter.
Iniziare utilizzando un bisturi per creare un'incisione mediana verticale di circa 2,5 centimetri di lunghezza nel tessuto cutaneo sovrastante l'addome, usando forbici a punta ottusa. Separare con attenzione la pelle dai tessuti connettivi sottostanti. Successivamente, praticare un'incisione mediana verticale nella linea alba, sovrastante il peritoneo, di circa 1,5 centimetri di lunghezza.
Inoltre, creare un piccolo foro nel peritoneo, appena craniale all'incisione peritoneale, che fungerà da uscita per i lead sottocutanei. Durante l'intervento chirurgico, mantenere il sito chirurgico umido, applicando occasionalmente soluzione salina sterile sull'area operatoria. Inserire il TER nella cavità peritoneale destra.
Inserire le pinze nel foro, superiore al TER, e tirare entrambi i derivazioni attraverso il foro in modo che sporgano dal peritoneo. Utilizzare punti di sutura continui in polipropilene 6-0 per chiudere l'incisione verticale mediana peritoneale di 1,5 centimetri. Per posizionare le derivazioni ECG nella configurazione derivazione due.
Il polo negativo con guaina trasparente bianca verrà posizionato nell'area toracica destra. Per prima cosa, praticare un'incisione cutanea di 0,5 centimetri nel torace superiore destro del topo. Successivamente, utilizzare le forbici smussate per creare un tunnel fino all'incisione addominale.
Fare passare il catetere negativo attraverso il tunnel e utilizzare un punto di sutura in prolene da sei oh per fissare il catetere al muscolo pettorale. Assicurarsi che la sutura sia posizionata sopra la parte esposta del catetere e crei un buon contatto tra il filo metallico esposto e il muscolo sottostante. Utilizzare una seconda sutura prossimale rispetto alla precedente per immobilizzare il catetere al muscolo.
Chiudere l'incisione cutanea utilizzando due o tre suture in polipropilene. Il polo positivo viene posizionato nell'addome sinistro al di sotto del diaframma sinistro e al di sotto del cuore. Non è necessaria un'ulteriore incisione in questo punto poiché il sito di impianto dell'elettrodo è vicino all'incisione mediana verticale.
Utilizzare un punto di sutura in polipropilene 6-0 per fissare il catetere al muscolo addominale sottostante, assicurandosi che abbia un buon contatto con il tessuto. Infine, chiudere in modo sequenziale il muscolo addominale e la cute con punti di sutura in polipropilene 6-0 in strati successivi. Fornire al topo le cure postoperatorie appropriate come descritto nel testo del nostro protocollo.
Ora mostreremo alcuni risultati rappresentativi di un'onda ECG normale. L'ECG normale di un topo di tipo selvaggio mostra chiaramente un'onda P, che rappresenta la depolarizzazione atriale, seguita da un'onda QRS, che rappresenta la depolarizzazione ventricolare. Si noti che le onde P e QRS sono distinte dal rumore di fondo ridotto e che ogni onda P precede ogni onda QRS in un rapporto uno a uno.
Si noti inoltre che la distanza tra ogni onda R, chiamata intervallo R-R, e tra ogni onda P, chiamata durata del ciclo sinusale, è regolare, indicando che il topo si trova in ritmo sinusale normale. Abbiamo quindi appena mostrato come impiantare un TER per ECG in un topo al fine di effettuare registrazioni di ECG ambulatoriale. Durante questa procedura, è importante pulire adeguatamente il TER prima dell'inserimento, posizionare correttamente le alette, chiudere completamente l'addome e, infine, somministrare un'adeguata analgesia al topo dopo l'intervento.
Ecco fatto. Grazie per aver guardato e buona fortuna con i vostri esperimenti.
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Panoramica
Questo articolo presenta una guida passo dopo passo per le registrazioni telemetriche dell'ECG per il monitoraggio ambulatoriale a lungo termine dell'ECG nei topi. L'ECG telemetrico è fondamentale per valutare modelli animali di aritmie cardiache e morte cardiaca improvvisa.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Elettrofisiologia cardiaca
- Modelli animali
- Monitoraggio telemetrico
Sfondo
- Le aritmie cardiache rappresentano un rischio significativo nei modelli animali.
- La morte cardiaca improvvisa è un settore fondamentale della ricerca.
- L'ECG telemetrico consente un monitoraggio continuo.
- Comprendere la funzione cardiaca nei topi è essenziale per la ricerca traslazionale.
Scopo dello studio
- Fornire una metodologia dettagliata per l’elettrocardiografia telemetrica nei topi.
- Migliorare la comprensione degli eventi cardiaci nei modelli animali.
- Facilitare la ricerca sulle aritmie cardiache e sulla morte cardiaca improvvisa.
Metodi Utilizzati
- Rasatura e anestesia del topo.
- Impianto chirurgico di un telemetro nell'addome.
- Posizionamento dei derivati ECG in specifiche sedi anatomiche.
- Chiusura della sede chirurgica mediante sutura.
Risultati principali
- Implantazione riuscita di dispositivi telemetrici per l'ECG.
- Monitoraggio efficace a lungo termine dell'attività cardiaca.
- Dimostrazione della fattibilità della procedura nei topi.
- Potenziali applicazioni nello studio della salute e delle malattie cardiache.
Conclusioni
- L'ECG telemetrico è uno strumento prezioso per la ricerca cardiaca.
- La metodologia può essere applicata a vari studi nei topi.
- Ulteriori ricerche possono migliorare la comprensione delle aritmie cardiache.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La telemetria ECG ambulatoriale nei topi consente un monitoraggio continuo e a lungo termine dell'elettrofisiologia cardiaca, essenziale per ridurre i rischi associati ai meccanismi aritmici e ai fenotipi di morte cardiaca improvvisa nei modelli preclinici. Questo approccio supporta la validazione degli obiettivi fornendo dati quantitativi e riproducibili sulla frequenza cardiaca e sul ritmo, creando un collegamento tra la fase di scoperta e i programmi di cardiologia traslazionale. La registrazione scalabile su più animali aumenta la produttività per l'identificazione dei composti promettenti e lo screening predittivo della sicurezza nelle pipeline di scoperta di farmaci cardiovascolari.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Permette l'analisi di ipotesi terapeutiche registrando aritmie spontanee e anomalie della conduzione in topi liberi di muoversi per periodi che vanno da settimane a mesi.
- Valore operativo: Fornisce dati longitudinali sulla variabilità della frequenza cardiaca e sull'intervallo QT per validare funzionalmente bersagli canali ionici o strutturali implicati nella sicurezza cardiaca.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Genera tracciati ECG standardizzati e resistenti al rumore (onda P, complesso QRS) per la misurazione automatica degli intervalli e saggi di rilevamento di aritmie.
- Valore operativo: Favorisce la riproducibilità dei saggi attraverso la preparazione asettica della telemetria, protocolli di fissaggio degli elettrodi e validazione preoperatoria dell'integrità del segnale mediante test di frequenza radio su banda AM.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Facilita la modellizzazione di sistemi rilevanti per le malattie consentendo il rilevamento di episodi aritmici rari e variazioni della lunghezza del ciclo sinusale che rispecchiano l'elettrofisiologia cardiaca umana.
- Valore operativo: Garantisce una continuità traslazionale dalla scoperta alla validazione preclinica mediante un posizionamento costante delle derivazioni (configurazione di Einthoven II) e protocolli di monitoraggio postoperatorio.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo metodo si integra nel percorso di scoperta cardiovascolare, dalla verifica dell'ipotesi sul bersaglio fino all'ottimizzazione del composto promettente e alla valutazione preclinica della sicurezza, fornendo un fenotipaggio ambulatoriale che orienta le decisioni di avanzamento o interruzione del progetto.
- Biologia della Scoperta: Supporta la riduzione dei rischi meccanicistici isolando variabili di elettrofisiologia cardiaca in topi coscienti e ambulatori, riducendo fattori di confusione derivanti dall’anestesia o dal blocco.
- Screening: Permette la registrazione scalabile e simultanea su più animali per lo screening ad alto contenuto degli effetti dei composti sulla variabilità della frequenza cardiaca e sul carico di aritmia.
- Analisi: Fornisce variabili quantitative dipendenti, tra cui intervallo R-RR, lunghezza del ciclo sinusale, morfologia dell’onda P e durata del complesso QRS, per il confronto statistico tra genotipi o gruppi di trattamento.
- Ricerca Translazionale: Si allinea alla continuità preclinica modellando parametri di conduzione cardiaca rilevanti per l’uomo e consentendo studi longitudinali di farmacologia della sicurezza.
- Riutilizzo Aziendale: Stabilisce una piattaforma riutilizzabile di telemetria per il monitoraggio cardiaco cronico in diverse aree terapeutiche (ad esempio, scompenso cardiaco, canalopatie) all’interno di strutture centralizzate condivise.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nella validazione dell'obiettivo riducendo l'ambiguità meccanicistica mediante il rilevamento diretto e a lungo termine di elettrogrammi in stati fisiologicamente rilevanti.
- Valore operativo: Migliora la standardizzazione e la riproducibilità grazie ai requisiti di tecnica asettica, alle specifiche di lunghezza dei fili guida (3,5 cm negativo, 2,5 cm positivo) e ai protocolli di fissazione mediante sutura.
- Valore strategico: Migliora l'efficienza del capitale consentendo l'acquisizione di eventi rari (ad esempio, tachicardia ventricolare) che altrimenti richiederebbero frequenze di campionamento impraticabili con ECG superficiale.
- Impatto sul portafoglio: Supporta decisioni di avanzamento corrette per il rischio fornendo metriche oggettive sull'incidenza delle aritmie e sulla variabilità della frequenza cardiaca per la valutazione del rischio cardiovascolare.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in chirurgia sterile su roditori, inclusi interventi come incisione peritoneale, tunnelizzazione sottocutanea dei lead e tecniche di sutura ancorate al muscolo.
- È dipendente dall'infrastruttura hardware per la telemetria (trasmettitori, ricevitori, strumenti di validazione delle frequenze radio AM) e dalle capacità di sterilizzazione (sterilizzatore a perle di vetro, pulizia enzimatica, protocolli di disinfezione).
- Necessita di standardizzazione tra i diversi gruppi coinvolti—chirurgia, cura degli animali e analisi dati—per garantire un posizionamento costante dei lead (lead bianco nel quadrante superiore destro del torace, lead rosso nell'area superiore sinistra dell'addome) e soglie di qualità del segnale uniformi.
- Comporta considerazioni di adattamento per diverse ceppi di topi o modelli di malattia, in cui il posizionamento dei lead potrebbe richiedere aggiustamenti in base all'anatomia toracica o all'indice di massa corporea.
- Include limitazioni pratiche, come il rischio di erosione dei lead, mitigato dall'uso di punte con rivestimento in plastica, e la necessità di analgesia postoperatoria per rispettare i requisiti di benessere animale.
