Un modello di interposizione venosa di coniglio che imita la chirurgia di rivascolarizzazione usando grafts di venina per valutare l'iperplasia intima sotto la pressione sanguigna arteriosa
May 15th, 2020
Il presente protocollo mira a creare sperimentalmente iperplasia intima venosa sottoponendo le vene alla pressione arteriosa per lo sviluppo di strategie per attenuare l'iperplasia intimave venosa a seguito di chirurgia di rivascolazione utilizzando innesti vena.
Il nostro protocollo fornisce un modello semplice, economico, riproducibile e clinico rilevante per i ricercatori nel campo dell'iperplasia intimale venosa. Il nostro protocollo è economicamente, clinicamente e tecnicamente equilibrato. Pertanto, è altamente raccomandato per i ricercatori che desiderano applicare i loro risultati in vitro a un ambiente in vivo.
Crediamo che il nostro protocollo possa essere applicato a un modello animale più ampio per lo sviluppo di nuove strategie di trattamento nelle malattie ischemiche del cuore e degli arti inferiori. Il nostro protocollo è principalmente rilevante per il campo della chirurgia cardiovascolare. Tuttavia, può anche essere usato per affrontare i cambiamenti degenerativi nelle fistole arteriovenose in pazienti con malattia renale allo stadio finale.
Dopo somministrazione analgesica di antibiotici anestetici locali e profilattici, disinfettare il sito chirurgico con il 10%povidone-iodio. E fare un'incisione da 50 a 60 millimetri con un bisturi chirurgico nella regione cervicale del coniglio bianco giapponese maschio anestetizzato. Sezionare senza mezzi termini i tessuti sottocutanei e la fascia per esporre un segmento da 20 a 30 millimetri della vena giugulare.
E usa 4-0 suture di seta per legare tutti i rami della vena esposta. Posizionare una sutura di seta 2-0 intorno alle vene giugulare interne ed esterne e fare un'incisione di un millimetro nella parete venosa del lato distale della vena. Inserire un catetere a palloncino a 2 francesi dal taglio verso il lato prossimale della vena.
E legare la sutura di seta 2-0 nei siti distali delle vene giugulare. Gonfiare il pallone con 200 microlitri d'aria. E usa il palloncino per denudare l'intima della vena tre volte per l'esfoliazione endoteliale.
Dopo il terzo passaggio, legare l'estremità prossimale della vena e tagliare la vena nel sito distale. Quindi inserire un catetere endovenoso calibro 20 nella vena raccolta dalla direzione prossimale alla direzione prossimale e tagliare la vena nel sito prossimale. Per interporre l'arteria carotide con la vena giugulare di raccolta, esporre un segmento da 20 a 30 millimetri dell'arteria carotide ipsilaterale.
E separare attentamente l'arteria dalla vena e dal nervo vicini. Legare tutti i rami della vena esposta con sutura di seta 4-0. E somministrazione endovenosa di 200 unità internazionali per chilogrammo di sodio eparina.
Bloccare le estremità prossimali e distali dell'arteria con morsetti chirurgici in gomma. E tagliare l'arteria tra i morsetti. Iniettare la soluzione salina normale nell'arteria carotide incisa prossimamente e distally per distesa l'arteria.
E posizionare la vena di raccolta vicino all'arteria per anastomose il vaso in modo invertito end-to-end. Per anastonosio l'estremità prossimale della vena fino all'estremità distale dell'arteria, posizionare due punti di ancoraggio di 8-0 polipropilene nel sito e nel sito opposto. Aggiungere punti sul lato superiore della linea di anastomosi tra i punti di ancoraggio.
Capovolgere l'arteria e l'innesto venale a testa in giù. E aggiungere punti sulla parte rimanente della linea di anastomosi. Quindi, rimuovere il catetere endovenoso dalla vena e bloccare l'innesto venoso prossimale.
Declamp l'arteria carotide distally. E osserva se l'innesto venale si espande gradualmente. Utilizzo dell'8-0 suture interrotte in polipropilene, anastonosio l'estremità distale della vena fino all'estremità prossimale dell'arteria.
E sganciare l'arteria per verificare la presenza di sanguinamento dai siti di anastomosi. Infine, ligate l'arteria carotide interna con una sutura di seta 4-0 per simulare una cattiva condizione di deflusso e facilitare l'iperplasia intimale. Quindi pulire la ferita con soluzione salina.
Chiudere l'incisione con 3-0 poliglatina 910 a strati. E consentire al coniglio di riprendersi completamente con il monitoraggio prima di riportare l'animale nella sua gabbia domestica. In questa immagine rappresentativa, è possibile osservare un'iperplasia intimale di successo a 2 settimane dopo un intervento di interposizione venosa.
Qui, si possono osservare gli effetti terapeutici delle nanoparticelle poli(acido lattico-co-glicolico) cariche di microRNA-145 sulla morfologia intimale dell'iperplasia. Infatti, il trattamento con microRNA carichi di nanoparticelle poli(acido lattico-co-glicolico)si traduce in una significativa attenuazione dell'iperplasia intimale. Inoltre, l'immunostaining per Ki-67, un marcatore proliferatore cellulare, rivela meno cellule Ki-67-positive all'interno del gruppo trattato con microRNA-145 che indica un cambiamento fenotipo nelle cellule muscolari lisce vascolari dallo stato proliferativo immaturo allo stato contrattile maturo.
L'obiettivo principale del nostro protocollo è raggiungere la persistenza dell'innesto impiantato. È anche importante confermare che l'innesto si espande dopo aver declamato l'arteria carotide.
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Panoramica
Questo protocollo fornisce un modello economico e riproducibile per studiare l'iperplasia intima venosa esponendo le vene alla pressione sanguigna arteriosa. È rilevante per i ricercatori che mirano a sviluppare strategie di trattamento per condizioni legate a malattie ischemiche del cuore e degli arti inferiori.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Chirurgia cardiovascolare
- Iperplasia intima venosa
- Chirurgia di revascularizzazione
Sfondo
- L'iperplasia intima venosa è una complicazione comune dopo procedure di innesto venoso.
- Comprendere i meccanismi alla base di questa condizione è cruciale per migliorare gli esiti chirurgici.
- I modelli attuali potrebbero non replicare adeguatamente lo scenario clinico.
- Questo protocollo mira a colmare questa lacuna fornendo un modello sperimentale pertinente.
Obiettivo dello studio
- Creare un modello di iperplasia intima venosa.
- Sviluppare strategie per mitigare questa condizione post-chirurgica.
- Facilitare la traduzione dei risultati in vitro in applicazioni in vivo.
Metodi utilizzati
- Applicazione della pressione sanguigna arteriosa alle vene.
- Valutazione dello sviluppo dell'iperplasia intima.
- Valutazione di potenziali strategie di trattamento.
- Utilizzo di un modello animale più grande per ulteriori ricerche.
Principali risultati
- Il protocollo è economicamente e clinicamente equilibrato.
- Consente risultati riproducibili rilevanti per le condizioni umane.
- Possibili applicazioni nell'affrontare i cambiamenti degenerativi nelle fistole arteriovenose.
- Incoraggia ulteriori ricerche sulle malattie ischemiche.
Conclusioni
- Questo modello può aiutare significativamente a comprendere l'iperplasia intima venosa.
- È uno strumento prezioso per i ricercatori in chirurgia cardiovascolare.
- Studi futuri potrebbero portare a strategie di trattamento migliorate per i pazienti affetti.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
This model enables preclinical evaluation of therapeutic strategies targeting venous intimal hyperplasia, a key failure mode in vascular graft revascularization. By replicating arterial pressure exposure in a surgically accessible venous interposition system, it supports mechanistic de-risking of anti-proliferative interventions before costly large-animal or clinical testing. The platform enhances predictive confidence in target validation for vascular smooth muscle phenotype modulation, directly informing go/no-go decisions in cardiovascular therapeutic development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses targeting vascular smooth muscle cell phenotype switching from proliferative to contractile state.
- Operational Value: Provides a reproducible in vivo system to validate target engagement and functional impact of molecular interventions like miR-145 delivery.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable histopathological endpoints (intimal thickness, Ki-67 positivity) for dose-response assessment of candidate therapeutics.
- Operational Value: Supports standardization of venous graft preparation and arterial coupling for consistent phenotypic readouts across studies.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Bridges in vitro findings (e.g., miR-145 effects on VSMCs) to physiologically relevant arterial pressure conditions in vivo.
- Operational Value: Facilitates longitudinal monitoring of graft patency and hyperplasia progression, enabling longitudinal efficacy studies.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the cardiovascular discovery continuum, supporting target validation after in vitro screening and prior to preclinical efficacy testing in larger models or clinical translation.
- Discovery Biology: Tests mechanistic hypotheses about vascular remodeling pathways under pathophysiological mechanical stress.
- Screening: Delivers quantitative histological and immunohistochemical outputs to rank-order therapeutic candidates.
- Analytics: Enables morphometric and proliferative index analysis (e.g., intimal hyperplasia area, Ki-67+) to compare treatment effects.
- Translational Research: Provides disease-relevant venous graft environment to assess continuity of mechanism from cell culture to tissue-level outcome.
- Enterprise Reuse: Establishes a standardized surgical platform adaptable to multiple therapeutic modalities ( nucleic acids, drugs, biologics) for vascular graft improvement.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity in vascular graft failure by isolating intimal hyperplasia as a pressure-dependent process.
- Operational Value: Offers a cost-effective, reproducible model with limited invasiveness, supporting longitudinal studies and reduced animal use.
- Strategic Value: Improves go/no-go criteria by predicting clinical graft failure risk based on hyperplasia attenuation efficacy.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of vascular therapeutic candidates targeting smooth muscle phenotype modulation.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microvascular surgical techniques and venous/arterial anastomosis in small mammals.
- Dependent on access to surgical equipment (microsurgical instruments, sutures, balloon catheters, heparin) and postoperative monitoring facilities.
- Necessitates standardized protocols for venous harvest, intimal denusion, and arterial coupling to ensure model reproducibility.
- Adaptation to larger animal models may require scaling of vessel size, suture gauge, and anticoagulant dosing while preserving arterial pressure exposure.
- Outcome assessment depends on histological processing and immunohistochemical staining capabilities for endpoints like intimal thickness and Ki-67.
