Valutazione della riserva del flusso coronario dopo la miaocardia Ischemia Reperfusione nei ratti
28 giugno 2019
La riserva di flusso coronarica (CFR) è definita come il rapporto tra il flusso massimo del sangue coronario e il flusso sanguigno coronarica a riposo. Vi presentiamo un protocollo per la valutazione del CFR nei ratti tramite ultrasuoni, che offre l'opportunità di prevedere i fattori di rischio cardiovascolare in assenza di malattia coronarica ostruttiva.
L'obiettivo generale di questo metodo è la visualizzazione della funzione coronarica discendente anteriore sinistra nei ratti usando l'ecocardiografia per calcolare la riserva di flusso coronarica. Questo metodo offre un importante strumento di valutazione per una diagnosi di disfunzione microvascolare nei cuori masi e per la valutazione di potenziali trattamenti durante lo studio. Sebbene sia stato dimostrato che la terapia di riperfusione ha messo a repentaglio il miocardio compromesso e per migliorare la funzione ventricolare sinistra, le anomalie funzionali dei piccoli vasi coronari possono verificarsi dopo la ricanalizzazione dell'arteria coronarica.
Questo metodo può fornire informazioni sul microcircolo coronarico dei ratti, così come su altri modelli, tra cui l'infarto del miocardio e il sovraccarico del volume di pressione del ventricolo sinistro. Prima dell'imaging ecografico di riperfusione pre-ischemia, confermare la mancanza di risposta al dito del dito in un ratto Fischer 344 anestetizzato. Radersi i capelli dal petto.
Applicare un unguento agli occhi dell'animale e posizionare l'animale in posizione supina su una piattaforma di riscaldamento integrata da 37 a 38 gradi Celsius. Collegare la sonda lineare da 13 a 24 megahertz alla macchina ad ultrasuoni. Impostare l'impostazione dell'applicazione preimpostata sull'imaging cardiaco e utilizzare il sistema ferroviario per posizionare la sonda per ottenere la vista parasternale dell'asse corto.
Utilizzare il micromanipolatore dell'asse XY per spostare la sonda nella direzione rostrale per localizzare l'arteria polmonare. Spostare la sonda, rendendo il ventricolo sinistro più facilmente visibile. Una volta acquisita l'immagine in modalità B e memorizzata cine, fare clic sul colore Doppler e visualizzare l'arteria coronarica nell'asse corto.
Il colore rosso, come osservato in tempo reale, è indicativo della direzione del flusso. Dopo aver visualizzato l'arteria coronarica discendente anteriore inferiore in modalità Doppler a colori, cambiare la modalità all'onda dell'impulso e cercare la presenza di una linea di indicatori gialli sull'arteria coronarica. Posizionare la linea d'onda dell'impulso giallo al centro dell'arteria coronarica, facendo attenzione che l'angolo sia parallelo alla direzione del flusso e utilizzare Cine Store per catturare la velocità del flusso coronarico discendente anteriore sinistro a riposo e il diastole di picco delle forme d'onda.
Dopo aver ottenuto la velocità di flusso discendente anteriore sinistra a riposo, posizionare una piccola striscia di garza intorno alla base della coda e usare gli emostati per afferrare e torcere il laccio emostatico per applicare pressione, causando l'ingrossamento della vena. Posizionare con cura un ago a farfalla per infusione calibro 25 attaccato a una siringa da 10 millilitri caricata con dobutamina nella vena di coda dilatata e stabilizzare l'ago con colla e un pezzo di nastro chirurgico. Una volta fissata la linea di infusione, rimuovere gli emostati e il laccio emostatico per recuperare il flusso e posizionare la siringa in una pompa per infusione impostata per iniettare 20 microgrammi al chilogrammo al minuto.
Durante l'infusione, monitorare attentamente il picco dell'arteria discendente anteriore sinistra e la frequenza cardiaca, registrando periodicamente i picchi dell'onda d'impulso dell'arteria discendente anteriore sinistra nella modalità Doppler nelle condizioni di stress indotte dalla dobutammina. Dopo che i picchi dell'arteria coronarica discendente anteriore e la frequenza cardiaca si sono stabilizzati durante la sfida, interrompere l'infusione, rimuovere il set di infusione della vena della coda e rimuovere l'animale dalla piattaforma. Quindi, usa lo strumento della velocità di picco per ottenere le velocità diastoliche di picco dalle immagini e calcolare l'indice di riserva del flusso coronarico come rapporto tra la velocità del flusso di flusso diastolico di picco dell'arteria discendente anteriore sinistra e la velocità del flusso diastolico del picco dell'arteria discendente anteriore a riposo.
Utilizzando una sorgente luminosa in fibra ottica, intubare il ratto con un catetere IV di 18 gauge e connettersi al catetere a un ventilatore. Quindi, utilizzare un 8-0 sutura monofilamento per legare l'arteria discendente anteriore sinistra attraverso un'apertura di 15 millimetri al quinto spazio intercostale con un nodo semplice per 30 minuti. Alla fine del periodo dell'ischemia, confermare visivamente l'ischemia attraverso lo scolorimento della superficie cardiaca e rilasciare la legatura.
La riperfusione può essere verificata mediante arrossamento dell'area precedentemente scolorita del muscolo cardiaco. 72 ore dopo l'intervento chirurgico, misurare il flusso coronario e la riserva di flusso coronarica come dimostrato e confrontare le misurazioni con quelle ottenute prima della lesione. In questo esperimento rappresentativo, prima dell'intervento di riperfusione dell'ischemia, la velocità dell'arteria coronarica discendente anteriore sinistra a riposo è stata misurata come circa 423 millimetri al secondo a più del doppio della velocità dopo l'infusione di dobutammina.
72 ore dopo la riperfusione dell'ischemia, la velocità dell'arteria coronarica discendente anteriore sinistra a riposo era significativamente più alta rispetto alla velocità dell'arteria coronarica discendente anteriore sinistra a riposo prima dell'intervento chirurgico. La risposta allo stress a un test di dobutamina dopo la lesione è stata significativamente ridotta rispetto alla risposta prima delle risposte dell'intervento chirurgico. La riserva di flusso coronarica è calcolata come il rapporto tra la velocità del flusso di picco durante lo stress e la velocità del flusso di riposo ed era di circa 2,1 nei ratti giovani prima dell'intervento chirurgico, ma significativamente ridotta 72 ore dopo la lesione.
Inoltre, non vi sono stati cambiamenti significativi nella funzione sistolica del ventricolo sinistro 72 ore dopo l'infortunio. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica consentirà ai ricercatori di esplorare e utilizzare l'imaging ad ultrasuoni delle arterie coronarie in piccoli modelli animali che imitano accuratamente le condizioni delle malattie umane. Dopo aver visto questo video, dovresti avere un'ottima comprensione di come misurare il flusso sanguigno coronarica e valutare il microcircolo coronarica in un piccolo modello di malattia cardiaca animale.
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Panoramica
Questo articolo presenta un metodo per visualizzare e valutare la funzione dell'arteria coronaria discendente anteriore (LAD) nei ratti mediante ecocardiografia Doppler transtoracica. La tecnica consente il calcolo della riserva di flusso coronarico (CFR), fornendo uno strumento utile per la diagnosi di disfunzione microvascolare coronarica e la valutazione di interventi terapeutici in modelli animali di piccola taglia di malattie cardiache.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Fisiologia cardiovascolare
- Imaging preclinico
- Cardiologia sperimentale
Sfondo
- La malattia coronarica è una delle principali cause di mortalità a livello mondiale.
- L'intervento precoce dopo infarto miocardico riduce i danni ischemici.
- La funzione microvascolare coronarica è difficile da visualizzare direttamente in vivo.
- Il CFR è un parametro chiave che riflette lo stato di salute del microcircolo coronarico e può predire il rischio cardiovascolare indipendentemente dalla presenza di malattia ostruttiva.
Scopo dello studio
- Stabilire un metodo riproducibile per misurare il flusso dell'arteria coronaria discendente anteriore (LAD) e il rapporto di riserva coronarico (CFR) nei ratti.
- Valutare la funzione microvascolare prima e dopo un danno da ischemia-riperfusione.
- Fornire una piattaforma per valutare potenziali trattamenti mirati alla disfunzione microvascolare.
Metodi Utilizzati
- Anestetizzare e preparare i ratti per l'imaging ecocardiografico.
- Utilizzare una sonda ecografica lineare ad alta frequenza per ottenere viste assiali corte parasternali e visualizzare l'arteria LAD con modalità Doppler colorato e ad onda pulsata.
- Misurare la velocità del flusso sanguigno a riposo nell'arteria LAD e ripetere le misurazioni durante lo stress indotto da dobutamina mediante infusione in vena caudale.
- Indurre un danno da ischemia-riperfusione legando e successivamente rilasciando l'arteria LAD, seguito da valutazione del CFR post-lesione.
Risultati principali
- La velocità del flusso coronarico dell'arteria discendente anteriore (LAD) a riposo è stata misurata prima e dopo l'ischemia-riperfusione.
- Lo stress da dobutamina ha aumentato la velocità del flusso LAD nei ratti sani, dimostrando una normale riserva coronarica (CFR).
- Dopo l'ischemia-riperfusione, la velocità LAD a riposo è aumentata, ma l'aumento indotto dallo stress era significativamente attenuato, con conseguente riduzione della CFR.
- Non sono state osservate variazioni significative della funzione sistolica del ventricolo sinistro a 72 ore dal danno.
Conclusioni
- Il metodo ecocardiografico descritto consente una misurazione affidabile del flusso sanguigno coronarico e del CFR in modelli animali di piccola taglia.
- La riduzione del CFR dopo ischemia-riperfusione indica una disfunzione microvascolare, anche quando la funzione sistolica è preservata.
- Questa tecnica facilita lo studio della microcircolazione coronarica e la valutazione di interventi in modelli preclinici di malattie cardiache.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La valutazione quantitativa della riserva di flusso coronarico (CFR) in modelli preclinici consente la rilevazione precoce di disfunzioni microvascolari successive a lesioni da ischemia-riperfusione. Questa capacità sostiene la fiducia predittiva nella validazione degli obiettivi e nella riduzione dei rischi meccanicistici nei portafogli di scoperta di farmaci cardiovascolari. L'integrazione della misurazione della CFR nei flussi di lavoro di scoperta migliora la continuità traslazionale e orienta le decisioni di avanzamento corrette in base al rischio.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Consente l'analisi della funzione microvascolare coronarica come biomarcatore traslazionale.
- Supporta la riduzione del rischio meccanicistico quantificando il danno microvascolare post-traumatico.
- Facilita la validazione funzionale degli obiettivi terapeutici per interventi mirati alla microcircolazione.
Sviluppo di screening e saggi
- Fornisce un'uscita quantitativa e riproducibile per la valutazione di terapie sperimentali in vivo.
- Standardizza la valutazione della dinamica del flusso coronarico tra diversi gruppi sperimentali.
- Consente lo screening su larga scala di composti mirati alla protezione o riparazione del microcircolo.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea endpoint preclinici a misure clinicamente rilevanti della salute della microvascolatura coronarica.
- Supporta la continuità dalla scoperta alla validazione preclinica in modelli pertinenti alla malattia.
- Fornisce indicazioni per la progressione di asset cardiovascolari con aggiustamento del rischio basato su esiti funzionali della microvascolatura.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo metodo colloca la misurazione della CFR come un ponte tra la fase iniziale di scoperta e la validazione preclinica nei flussi di ricerca cardiovascolare.
- Biologia della scoperta: Quantifica la funzione microvascolare per chiarire le ipotesi terapeutiche e ridurre l'ambiguità biologica.
- Screening: Fornisce output standardizzati e quantitativi per il confronto incrociato dell'efficacia degli interventi.
- Analisi: Offre misurazioni affidabili della velocità e indici di CFR per l'analisi statistica degli effetti del trattamento.
- Ricerca traslazionale: Allinea i risultati preclinici con i marcatori del rischio cardiovascolare umano per migliorare il valore predittivo.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma riutilizzabile per la valutazione della funzione microvascolare in diversi modelli di malattie cardiache.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'incertezza meccanicistica nella validazione degli obiettivi cardiovascolari.
- Valore operativo: Migliora la riproducibilità e la standardizzazione dei saggi di funzione microvascolare.
- Valore strategico: Supporta decisioni informate di prosecuzione/cessazione e una gestione efficiente del portafoglio in termini di capitale.
- Impatto sul portafoglio: Permette la priorizzazione degli asset aggiustata per il rischio, basata su endpoint funzionali rilevanti per la traslazione.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nell'ecocardiografia e nell'imaging Doppler sugli animali di piccola taglia.
- Necessita di accesso a strumentazione ecografica ad alta frequenza e a software di analisi.
- Esige una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per i protocolli di imaging e l'analisi dei dati.
- Adattabile a diversi modelli rodentici di malattia cardiaca mediante ottimizzazione del protocollo.
- Dipende da una corretta induzione farmacologica dello stress e da tempistiche di misurazione costanti.
