Infarto miocardico mediante dispiegamento della bobina di embolizzazione percutanea in un modello suino
4 novembre 2021
I modelli animali di infarto miocardico (MI) che emulano il processo naturale della malattia nell'uomo sono cruciali per comprendere i meccanismi fisiopatologici e testare la sicurezza e l'efficacia delle nuove terapie emergenti. Qui, descriviamo un modello di suini MI creato implementando una bobina di embolizzazione percutanea.
Questo protocollo è importante perché permette di eseguire infarti miocardici in un modello animale traslazionale, in modo fattibile e riproducibile simile a quello umano. Il vantaggio principale di questa procedura è che evita la tradizionale chirurgia a petto aperto e la successiva infiammazione postoperatoria. E quindi è una delle migliori scelte che imitano l'infarto miocardico umano.
Questa tecnica è adatta per modellare l'infarto miocardico e il fallimento più elevato a seconda della dissezione dell'area ischemica. Inizia posizionando l'animale anestetizzato sul tavolo operatorio in posizione supina e fissa gli arti al tavolo con nastro adesivo o benda. Posizionare le sonde dell'elettrocardiogramma per via sottocutanea nelle estremità degli animali per registrare i cambiamenti nel segmento ST, nelle onde T e nella frequenza cardiaca durante la procedura sperimentale.
Posizionare il pulsossimetro sulla lingua o su un angolo del labbro dell'animale e il bracciale a pressione non invasivo sull'arto for. Misurare la temperatura con una sonda esofagea. Pulire l'area femorale destra con sapone chirurgico seguito da alternanza di soluzione antisettica di povidone-iodio e alcol tre volte in condizioni sterili.
Lavarsi le mani chirurgicamente e indossare un camice sterile e guanti sterili. Quindi coprire l'animale con un drappo chirurgico sterile. Lavare il filo con guaina vascolare dell'ago con punta a J, il catetere guida, il microcatetere a filo guida e il kit del collettore di iniezione del mezzo di contrasto con soluzione salina eparinizzata.
Individuare la biforcazione tra le arterie femorali superficiali e profonde utilizzando gli ultrasuoni. Posizionare il trasduttore da due a tre centimetri prossimale alla biforcazione nell'arteria femorale comune e allineare il centro del trasduttore con l'arteria femorale comune. Ora posiziona l'ago al centro del trasduttore e perfora l'arteria ad angolazione di circa 45 gradi.
Successivamente, inserire una guaina vascolare francese a sei utilizzando la tecnica Seldinger modificata e somministrare eparina attraverso la guaina. Iniziare inserendo il filo J-tip nel catetere guida JR4r e far avanzare il filo attraverso la guaina nell'aorta ascendente. Posizionare il catetere sulla superficie valvolare.
Dopo aver rimosso il filo, collegare il catetere al sistema del collettore di iniezione e spurgare l'intero sistema. Sotto fluoroscopia, inserire il catetere nell'arteria coronaria principale sinistra e iniettare 10 millilitri di mezzo di contrasto iodato per visualizzare il sistema coronarico sinistro. Eseguire angiogrammi nell'obliquo anteriore sinistro di 40 gradi e nell'obliquo anteriore destro di 30 gradi.
Sotto guida fluoroscopica, avanzare di 0,014 pollici di filo guida preassemblato sul microcatetere all'arteria coronaria circonflessa anteriore discendente o distale sinistra centrale. Sotto guida fluoroscopica, far avanzare il microcatetere attraverso il filo fino alla posizione desiderata in cui deve essere distribuito l'impianto della bobina. Rimuovere il filo e selezionare la bobina.
Erogare la bobina tramite microcatetere e iniettare lentamente cinque millilitri di mezzo di contrasto iodato sotto fluoroscopia per visualizzare la posizione corretta della bobina. Posizionare il filo in un ramo laterale per eseguire iniezioni di controllo e per garantire l'accesso all'arteria se è necessario impiantare una seconda bobina. Attendere che la bobina trombosi e occluda l'arteria.
57 suini sono stati sottoposti a impianto di bobina coronarica e la loro angiografia ha mostrato infarto miocardico nel ramo marginale circonflesso sinistro sinistro o nell'arteria coronaria discendente anteriore sinistra distale. La mortalità di questo modello è stata del 19% correlata alle complicanze di MI.L'analisi di risonanza magnetica del ramo marginale circonflesso sinistro e degli infarti coronarici discendenti anteriori sinistri distali è stata eseguita in tutti gli animali 30 giorni dopo l'infarto miocardico. Il dispiegamento della bobina nell'arteria coronaria marginale circonflessa sinistra ha interessato la parete laterale ventricolare sinistra.
Mentre il setto intra-ventricolare è l'area più colpita nel posizionamento coronarico discendente anteriore sinistro distale. Le aree infartuate dopo lo sviluppo della bobina nell'arteria coronaria marginale circonflessa sinistra e la coronaria discendente anteriore sinistra distale sono state confermate anche dopo il sezionamento cardiaco. I passaggi più importanti includono, in primo luogo, posizionare il microcatetere nella giusta posizione.
In secondo luogo, scegliere la dimensione corretta della bobina e il terzo per consegnarla correttamente. Grazie a questo modello, i ricercatori possono esplorare nuove terapie e studiare il meccanismo fisiopatologico dell'infarto miocardico.
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Panoramica
Questo articolo presenta un modello di infarto miocardico (IM) nel suino che riproduce in modo fedele la malattia umana, facilitando lo studio dei meccanismi fisiopatologici e degli interventi terapeutici. Il modello utilizza una spirale di embolizzazione percutanea, evitando la tradizionale chirurgia a torace aperto.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Ricerca cardiovascolare
- Modellistica animale
- Medicina traslazionale
Sfondo
- L'infarto miocardico è una delle principali cause di morbilità e mortalità.
- I modelli animali sono essenziali per comprendere i meccanismi della malattia.
- I modelli tradizionali prevedono spesso interventi chirurgici invasivi, che portano a complicazioni.
- Un approccio meno invasivo può migliorare la riproducibilità e la rilevanza.
Scopo dello studio
- Sviluppare un modello suino di infarto miocardico che rifletta la patologia umana.
- Fornire un metodo che minimizzi l'infiammazione postoperatoria.
- Migliorare la fattibilità degli studi sull'infarto miocardico in un contesto di laboratorio.
Metodi Utilizzati
- Preparazione dell'animale sotto anestesia.
- Posizionamento delle sonde dell'elettrocardiogramma per il monitoraggio.
- Posizionamento di una spirale di embolizzazione percutanea.
- Valutazione dell'area ischemica e della funzione cardiaca.
Risultati principali
- Il modello ha indotto con successo l'infarto miocardico.
- Sono state registrate variazioni dell'elettrocardiogramma durante la procedura.
- L'infiammazione postoperatoria è risultata significativamente ridotta.
- Il modello ha dimostrato un'elevata riproducibilità per studi futuri.
Conclusioni
- Il modello di infarto miocardico nel suino è uno strumento prezioso per la ricerca cardiovascolare.
- Questo metodo può portare a una migliore comprensione dell'infarto miocardico e delle potenziali terapie.
- Studi futuri possono basarsi su questo modello per esplorare nuovi trattamenti.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Modelli affidabili di infarto miocardico (MI) negli animali di grandi dimensioni sono essenziali per lo sviluppo di farmaci e terapie cellulari cardiovascolari traslazionali. Il posizionamento percutaneo di una spirale nel suino consente l'induzione di un infarto miocardico riproducibile e clinicamente rilevante, senza intervento a torace aperto, sostenendo la validità predittiva negli studi preclinici di efficacia e sicurezza. Questo modello rafforza il collegamento traslazionale dalla scoperta alla validazione preclinica di nuovi interventi cardiaci.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Permette l'analisi dei meccanismi di danno cardiaco in un sistema che rispecchia da vicino la fisiologia umana.
- Consente la validazione funzionale di bersagli terapeutici nel rimodellamento post-infarto miocardico e nella progressione della insufficienza cardiaca.
- Facilita la riduzione del rischio meccanicistico per interventi sperimentali prima della traduzione clinica.
Sviluppo di screening e saggi
- Fornisce una piattaforma standardizzata e riproducibile per valutare l'efficacia terapeutica in un contesto rilevante per la malattia.
- Consente una valutazione quantitativa delle dimensioni dell'infarto e della funzione cardiaca mediante imaging e istologia.
- Permette lo sviluppo di saggi per biomarcatori del danno e della riparazione miocardica.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Si allinea all'anatomia cardiaca umana e al processo di guarigione, aumentando il valore predittivo per gli studi traslazionali.
- Permette la modellizzazione di infarti acuti, subacuti e cronici per valutare l'efficacia terapeutica e la sicurezza nel tempo.
- Facilita decisioni di avanzamento terapeutico basate sulla valutazione del rischio per terapie cellulari, geniche e farmacologiche.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo modello di infarto miocardico suino si inserisce nel percorso preclinico che va dalla validazione del bersaglio all'ottimizzazione del composto promettente e alla ricerca traslazionale.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica di ipotesi sui meccanismi di danno e riparazione cardiaca in un sistema rilevante per l'uomo.
- Screening: Permette una valutazione riproducibile e quantitativa di terapie sperimentali in vivo.
- Analisi: Fornisce endpoint di imaging e istologici per l'analisi comparativa degli effetti delle interventi.
- Ricerca traslazionale: Collega le scoperte della ricerca di base alla validazione preclinica con elevata rilevanza anatomica e fisiologica.
- Riutilizzo aziendale: Offre una piattaforma scalabile e standardizzata per programmi continui di ricerca e sviluppo cardiovascolare.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nello sviluppo di terapie cardiache.
- Valore operativo: Garantisce riproducibilità, standardizzazione e scalabilità per confronti tra studi.
- Valore strategico: Migliora la qualità delle decisioni di avanzamento o interruzione e l'efficienza del capitale riducendo i rischi biologici in fase avanzata.
- Impatto sul portafoglio: Permette la priorizzazione e la progressione di asset cardiovascolari corretti per il rischio.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in cardiologia interventistica e anestesia su animali di grandi dimensioni.
- Necessita di accesso a fluoroscopia, angiografia e infrastrutture per imaging avanzato.
- Richiede una rigorosa standardizzazione tra i diversi gruppi di lavoro per garantire riproducibilità e confrontabilità dei dati.
- Potrebbe essere necessaria un'adattamento per diverse aree coronariche o gravità dell'infarto miocardico.
- I tassi di mortalità e di complicanze devono essere gestiti e riportati in modo trasparente.
Domande frequenti sulla biofarmaceutica
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:50
Hemodynamic Monitoring and Preparation of the Surgical Area
1:57
Vascular Access
2:36
Coronary Angiography
3:31
Coil Implantation
4:12
Results: Pre-and Post-Coil Deployment Analysis Using Coronary Angiography, MRI, and Cardiac Tissue Sections
5:15
Conclusion
