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
15 maggio 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 lo studio dell'iperplasia intimale venosa esponendo le vene a pressioni sanguigne arteriose. È rilevante per i ricercatori che mirano a sviluppare strategie terapeutiche per condizioni correlate a malattie ischemiche del cuore e degli arti inferiori.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Chirurgia cardiovascolare
- Iperplasia intimale venosa
- Chirurgia di rivascolarizzazione
Sfondo
- L'iperplasia intimale venosa è una complicanza comune dopo le procedure di innesto venoso.
- Comprendere i meccanismi alla base di questa condizione è fondamentale per migliorare i risultati chirurgici.
- I modelli attuali potrebbero non replicare in modo adeguato lo scenario clinico.
- Questo protocollo mira a colmare tale lacuna fornendo un modello sperimentale pertinente.
Scopo dello studio
- Creare un modello di iperplasia intimale venosa.
- Sviluppare strategie per mitigare questa condizione dopo un intervento chirurgico.
- Facilitare la traduzione dei risultati ottenuti in vitro in applicazioni in vivo.
Metodi Utilizzati
- Applicazione della pressione arteriosa alle vene.
- Valutazione dello sviluppo dell'iperplasia intimale.
- Valutazione di potenziali strategie terapeutiche.
- Utilizzo di un modello animale di maggiori dimensioni per ulteriori ricerche.
Risultati principali
- Il protocollo è equilibrato dal punto di vista economico e clinico.
- Consente risultati riproducibili rilevanti per le condizioni umane.
- Applicazioni potenziali nel trattamento dei cambiamenti degenerativi delle fistole arterovenose.
- Promuove ulteriori ricerche sulle malattie ischemiche.
Conclusioni
- Questo modello può contribuire in modo significativo alla comprensione dell'iperplasia intimale venosa.
- È uno strumento prezioso per i ricercatori in chirurgia cardiovascolare.
- Studi futuri potrebbero portare a strategie terapeutiche migliorate per i pazienti affetti.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Questo modello consente la valutazione preclinica di strategie terapeutiche mirate all'iperplasia intimale venosa, una delle principali cause di fallimento nella rivascolarizzazione con innesto vascolare. Riproducendo l'esposizione alla pressione arteriosa in un sistema venoso interposto accessibile chirurgicamente, supporta l'analisi meccanicistica e la riduzione del rischio di interventi antiproliferativi prima di test costosi su animali di grandi dimensioni o test clinici. La piattaforma aumenta la sicurezza predittiva nella validazione degli obiettivi per la modulazione del fenotipo delle cellule muscolari lisce vascolari, fornendo informazioni dirette per decisioni di avanzamento o interruzione nello sviluppo di terapie cardiovascolari.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche mirate alla modulazione del passaggio del fenotipo delle cellule muscolari lisce vascolari da uno stato proliferativo a uno contrattile.
- Valore operativo: Fornisce un sistema in vivo riproducibile per validare l'interazione con il bersaglio e l'impatto funzionale di interventi molecolari come il rilascio di miR-145.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Genera endpoint istopatologici quantificabili (spessore intimo, positività per Ki-67) per la valutazione dose-risposta di terapie sperimentali.
- Valore operativo: Favorisce la standardizzazione della preparazione del graft venoso e del suo accoppiamento arterioso per ottenere letture fenotipiche costanti tra diversi studi.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Collega i risultati ottenuti in vitro (ad esempio, gli effetti del miR-145 sui VSMC) a condizioni fisiologicamente rilevanti di pressione arteriosa in vivo.
- Valore operativo: Permette il monitoraggio longitudinale della pervietà del graft e della progressione dell'iperplasia, consentendo studi di efficacia longitudinali.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il modello si inserisce nel percorso di scoperta cardiovascolare, sostenendo la validazione del bersaglio dopo lo screening in vitro e prima dei test di efficacia preclinica in modelli più grandi o della traduzione clinica.
- Biologia della scoperta: Verifica ipotesi meccanicistiche relative ai percorsi di rimodellamento vascolare sotto stress meccanico patofisiologico.
- Screening: Fornisce risultati istologici e immunoistochimici quantitativi per ordinare gerarchicamente i candidati terapeutici.
- Analisi: Permette l'analisi morfometrica e dell'indice proliferativo (ad esempio, area di iperplasia intimale, Ki-67+) per confrontare gli effetti dei trattamenti.
- Ricerca traslazionale: Offre un ambiente di innesto venoso rilevante per la malattia per valutare la continuità del meccanismo dal coltura cellulare all'esito a livello tissutale.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma chirurgica standardizzata adattabile a diverse modalità terapeutiche (acidi nucleici, farmaci, prodotti biologici) per il miglioramento degli innesti vascolari.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica nel fallimento del graft vascolare isolando l'iperplasia intimale come processo dipendente dalla pressione.
- Valore operativo: Offre un modello economico, riproducibile e poco invasivo, adatto a studi longitudinali e con ridotto impiego di animali.
- Valore strategico: Migliora i criteri decisionali di avanzamento/cessazione prevedendo il rischio di fallimento clinico del graft in base all'efficacia nell'attenuare l'iperplasia.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione basata sul rischio dei candidati terapeutici vascolari mirati alla modulazione del fenotipo delle cellule muscolari lisce.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nelle tecniche chirurgiche microvascolari e nell'anastomosi venosa/arteriosa nei piccoli mammiferi.
- È subordinato all'accesso a strumentazione chirurgica (strumenti microchirurgici, suture, cateteri a palloncino, eparina) e a strutture per il monitoraggio postoperatorio.
- Necessita di protocolli standardizzati per il prelievo venoso, la denudazione intimale e l'accoppiamento arterioso al fine di garantire la riproducibilità del modello.
- L'adattamento a modelli animali di dimensioni maggiori potrebbe richiedere una scala proporzionale delle dimensioni del vaso, del calibro della sutura e della dose di anticoagulante, mantenendo costante l'esposizione alla pressione arteriosa.
- La valutazione degli esiti dipende dalla capacità di elaborazione istologica e di colorazione immunoistochimica per parametri finali come lo spessore intimale e Ki-67.
