Name: Utilizzo di un modello di cuore di ratto funzionante isolato per testare le strategie di conservazione del cuore del donatore (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-04T13:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 56 s
Description: Scopri il protocollo di cuore di ratto isolato funzionante per testare strategie di conservazione del cuore del donatore. Questo metodo valuta il recupero funzionale dopo ischemia calda o fredda.

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<meta charset="utf8"></head><body>Ottimizzazione della conservazione del cuore del donatore utilizzando un modello di perfusione cardiaca di ratto funzionante

<ol><li>Kwan, J. C., Gao, L., Macdonald, P. S., Hicks, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardio-protective+signalling+by+glyceryl+trinitrate+and+cariporide+in+a+model+of+donor+heart+preservation%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Lung+Circ%22%5BJournal%5D)">Cardio-protective signalling by glyceryl trinitrate and cariporide in a model of donor heart preservation.</a> Heart Lung Circ. 24 (3), 306-318 (2015).</li>
<li>Watson, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+preservation+of+the+rat+heart+after+prolonged+hypothermic+ischemia+with+erythropoietin-supplemented+Celsior+solution%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Enhanced preservation of the rat heart after prolonged hypothermic ischemia with erythropoietin-supplemented Celsior solution.</a> J Heart Lung Transplant. 32 (6), 633-640 (2013).</li>
<li>Chew, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outcomes+of+donation+after+circulatory+death+heart+transplantation+in+Australia%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Outcomes of donation after circulatory death heart transplantation in Australia.</a> J Am Coll Cardiol. 73 (12), 1447-1459 (2019).</li>
<li>Dhital, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+heart+transplantation+with+distant+procurement+and+ex-vivo+preservation+of+donor+hearts+after+circulatory+death%3A+a+case+series%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Adult heart transplantation with distant procurement and ex-vivo preservation of donor hearts after circulatory death: a case series.</a> Lancet. 385 (9987), 2585-2591 (2015).</li>
<li>Joshi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+transplantation+from+DCD+donors+in+Australia%3A+Lessons+learned+from+the+first+74+cases%5BTitle%5D)+AND+%22Transplantation%22%5BJournal%5D)">Heart transplantation from DCD donors in Australia: Lessons learned from the first 74 cases.</a> Transplantation. 107 (2), 361-371 (2023).</li>
<li>Villanueva, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+recovery+after+dantrolene-supplementation+of+cold+stored+hearts+using+an+ex+vivo+isolated+working+rat+heart+model%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Functional recovery after dantrolene-supplementation of cold stored hearts using an ex vivo isolated working rat heart model.</a> PLoS One. 13 (10), e205850(2018).</li>
<li>Villanueva, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cardioprotective+potential+of+the+sodium-glucose+cotransporter+2+inhibitor+empagliflozin+in+donor+heart+preservation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">The cardioprotective potential of the sodium-glucose cotransporter 2 inhibitor empagliflozin in donor heart preservation.</a> J Heart Lung Transplant. 39 (10), 1151-1153 (2020).</li>
<li>Gao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+role+of+the+STAT3+pathway+in+the+cardioprotective+efficacy+of+zoniporide+in+a+model+of+myocardial+preservation+-+the+rat+isolated+working+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Critical role of the STAT3 pathway in the cardioprotective efficacy of zoniporide in a model of myocardial preservation - the rat isolated working heart.</a> Br J Pharmacol. 162 (3), 633-647 (2011).</li>
<li>Cropper, J. R., Hicks, M., Ryan, J. B., Macdonald, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardioprotection+by+cariporide+after+prolonged+hypothermic+storage+of+the+isolated+working+rat+heart%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Cardioprotection by cariporide after prolonged hypothermic storage of the isolated working rat heart.</a> J Heart Lung Transplant. 22 (8), 929-936 (2003).</li>
<li>Gao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+functional+recovery+of+the+heart+donated+after+circulatory+death+determination+with+antemortem+heparin%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Enhanced functional recovery of the heart donated after circulatory death determination with antemortem heparin.</a> J Heart Lung Transplant. 39 (6), 607-609 (2020).</li>
<li>Villanueva, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+increasing+donor+age+on+myocardial+ischemic+tolerance+in+a+rodent+model+of+donation+after+circulatory+death%5BTitle%5D)+AND+%22Transplant+Direct%22%5BJournal%5D)">The effect of increasing donor age on myocardial ischemic tolerance in a rodent model of donation after circulatory death.</a> Transplant Direct. 7 (6), e699(2021).</li>
<li>Kumarasinghe, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+heart+function+from+older+donors+using+pharmacologic+conditioning+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Improved heart function from older donors using pharmacologic conditioning strategies.</a> J Heart Lung Transplant. 35 (5), 636-646 (2016).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1,5 mL incolore Provetta Eppendorff, 1000 per scatola</td><td>Bio Strategy Pty Ltd</td><td>0030.125.150</td><td></td></tr><tr><td>15 mL cent/provette (S) Sleeve/25 PP ctn/500</td><td>Sigma-aldrich Pty Ltd</td><td>CLS430791-500ea</td><td></td></tr><tr><td>BP Kit trasduttore/cavo</td><td>ADInstruments</td><td>MLT1199</td><td>Data Acquisition</td></tr><tr><td>Bridge</td><td>ADInstruments</td><td>FE221</td><td>Acquisizione dati</td></tr><tr><td>Carbogen 555G2</td><td>BOC</td><td>BOC002</td><td></td></tr><tr><td>Checktemp1 termometro</td><td>Hanna Instruments</td><td>HI98509</td><td>Rig Costruzione</td></tr><tr><td>Morsetto Pinch 1/4-7/16 PK 12</td><td>Thomas Scientific</td><td>2848Y40</td><td>Rig</td></tr><tr><td>Costruzione Morsetto con stelo di prolunga Med.</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847T08</td><td>Morsetto per costruzione rig</td></tr><tr><td>con stelo di prolunga mq.</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847T02</td><td>Clip per la costruzione del rig</td></tr><tr><td>, recipiente, 60 g Coerente di pressione</td><td>Scientific</td><td>14121</td> Connettore chiuso per <td>apparecchiature chirurgiche</td></tr><tr><td></td><td>Thomas Scientific</td><td>8847E25</td><td>Costruzione del rig</td></tr><tr><td>Covidien Sofsilk 2-0 pretagliato nero Scatola da 45 cm da 24</td><td>forniture mediche specialistiche</td><td>S195</td><td>Materiali di consumo chirurgici</td></tr><tr><td>su misura 250 ml Degasatore incamiciato</td><td>Vetreria soffiata personalizzata Pty Ltd</td><td>N/A</td><td>Costruzione di impianti di perforazione Serbatoio</td></tr><tr><td>da 750 ml su misura</td><td>Vetreria soffiata personalizzata Pty Ltd</td><td>Costruzione di</td><td>impianti di perforazione</td></tr><tr><td>D-(+)-glucosio anidro SigmaUltra</td><td>Sigma-aldrich Pty Ltd</td><td>G7528-1Kg</td><td>Per realizzare Krebs Buffer</td></tr><tr><td>Dual Channel Console</td><td>ADInstruments</td><td>TS402</td><td>Acquisizione dati</td></tr><tr><td>Palloni Erlenmyer 2 L&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Filtro Microfibra tipo GF/C fibra di vetro 47 mm, 100</td><td>Bio-strategy Pty Ltd</td><td>1822047</td><td></td></tr><tr><td>Pinze, 15 cm, 0,3 mm, CRVD</td><td>Coherent Scientific</td><td>14114</td><td>Attrezzatura chirurgica</td></tr><tr><td>Morsetti a quattro punte con braccio lungo 9 mm x 115 mm per contenere oggetti di diametro 2-70 mm. Circolatore</td> riscaldante <td>Met-App Australia Pty Ltd</td><td>1352</td><td>rivestito</td></tr> in <tr><td>vinile. Controllo digitale a stato solido. (1020 Watt/240 Volt)</td><td>Thermoline Scientific</td><td>TU3</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Eparina 5000 U/5 mL scatola 50 Pfizer 02112115</td><td>Clffird Hallam Healthcare Pty Ltd</td><td>1258693</td><td>Farmaci</td></tr><tr><td>Ilio Xilazil, 20 Inj 50 mL</td>, <td>Cenvet Australia Pty Ltd</td>, <td>X5010</td><td>Anestetico</td></tr>, <tr><td>Johns Hopkins Bulldog Clamp</td>, <td>Coerente, Scientifico&nbsp;</td><td>CS-WPI-14117</td><td></td></tr><tr><td>Ketamina 100 mg/50 mL</td><td>Provet (NSW) Pty Ltd</td><td>KETAI1</td><td>Anestetico</td></tr><tr><td>Solfato di magnesio eptaidrato AR 500 g Chemsupply</td><td>Bio Strategy Pty Ltd</td><td>MA048-500g</td><td>Per realizzare Krebs Buffer</td></tr><tr><td>Adattatore incernierato maschio/femmina</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847V08</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Masterflex L/S Testa Easy-Load per tubi di precisione, PPS, rotore</td> <td>CRSJohn Morris</td><td>1015164</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Forbici Metzenbaum, curve da 11,5 cm</td><td>Coherent Scientific</td><td>WPI-501748</td> Forbici Metzenbaum <td>per attrezzature chirurgiche</td></tr><tr><td>, 14,5 cm diritte</td><td>Coherent Scientific</td><td>WPI-501252</td> Hardware di montaggio <td>per apparecchiature chirurgiche</td></tr><tr><td>F/2-HEADS SS</td><td>John Morris</td><td>1014414</td><td>Viti di montaggio per teste della pompa</td></tr><tr><td>Connettore aperto</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847E05</td><td>Costruzione di impianti di perforazione</td></tr><tr><td>Paraformadeide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6148-500G</td><td>Elaborazione dei campioni</td></tr><tr><td>Cloruro di potassio (AnalaR NORMAPUR) 500 g</td><td>VWR Chemicals&nbsp;</td><td>26764.26</td><td>Per fare il tampone Krebs</td></tr><tr><td>fosfato di potassio monobasico&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich Pty Ltd</td><td>P5379-500g</td><td>Per realizzare Krebs Buffer</td></tr><tr><td>Powerlab 2/26, registratore a 2 canali + software Labchart</td><td>ADInstruments</td><td>ML826</td><td>Computer Hardware e Software</td></tr><tr><td>Sensore di flusso in linea XN di precisione, 3,2 mm (1/8")ID ME4PXN-KR37 XF</td><td>ADInstruments</td><td>ME4PXN</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Bisturi con manico monouso #11 pkt/10</td><td>BSN Medical (Aust) Pty Ltd</td><td>73252-36</td><td></td></tr><tr><td>Guarnizione in silicone per Swinnex 47 mm 5/PK</td><td>Merck Millipore</td><td>SX0004701</td><td>Rig Costruzione</td></tr><tr><td>O-Ring in silicone 5-329 10/PK</td><td>Merck Millipore</td><td>XX1104707</td><td>Rig</td></tr><tr><td>Costruzione Morsetto per buretta singola</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847T32</td><td>Costruzione</td></tr><tr><td>Rig Ingresso slip-on Dimensione dei pori del filtro 10 & micro; m (gorgogliatore)</td><td>Sigma-aldrich</td><td>59277</td><td>Costruzione Rig Sm</td></tr><tr><td>. 360 Connettore di rotazione</td><td>Thomas Scientific</td><td>8847E35</td><td>Costruzione Rig</td></tr><tr><td>Bicarbonato di sodio</td><td>Sigma-Aldrich Pty Ltd</td><td>S6297 - 250g</td><td>Per fare Krebs Buffer</td></tr><tr><td>Swinnex Filter Holder, 47 mm</td><td>Merck Millipore</td><td>SX0004700</td><td>Rig Costruzione</td></tr><tr><td>siringhe 1 mL scatola/100</td><td>Becton Dickinson Pty Ltd</td><td>302100</td><td></td></tr><tr><td>Morsetti a tre punte con braccio lungo 9 mm di diametro x 125 mm e vite gemella per il supporto di 5-80 mm</td><td>Met-App Australia Pty Ltd</td><td>1356</td> Modulo misuratore di portata per tubi per <td>la costruzione di rig</td></tr><tr><td>TS410</td><td>ADInstruments</td><td>TS410</td><td>Tubi di acquisizione dati</td></tr><tr><td>PVC 6,35 mm ID x 9,52 mm OD 50 piedi Rotolo 15,24 m, trasparente, DEHP senza ftalati, per uso alimentare soddisfa REAC</td><td>Thermo Fisher</td><td>NAL 8701-0600</td><td>Costruzione dell'impianto di perforazione</td></tr><tr><td>Tubo PVC 7,94 mm ID x 11,1 mm OD 50 piedi Rotolo 15,24 m, trasparente, DEHP senza ftalati, commestibile conforme a REAC</td><td>Thermo Fisher</td><td>NAL 8701-0900</td><td>Rig Construction Tubi</td></tr><tr><td>PVC 9,52 mm ID x 12,7 mm OD 100ft Roll Thermo</td><td>Fisher</td><td>NAL 8701-4120</td><td>Rig Construction</td></tr><tr><td>Forbici Vannas, 8,5 cm, dritte, lame da 7 mm</td><td>Attrezzatura</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>chirurgica coerente scientifica WPI-500-086Bagno d'acqua 30 litri con vassoio sospeso</td><td>Thermoline Scientific</td><td>TLWB-30</td><td>Rig Construction</td></tr></tbody></table>

utilizzo di un modello di cuore di ratto funzionante isolato per testare le strategie di conservazione del cuore del donatore

Using an Isolated Working Rat Heart Model to Test Donor Heart Preservation Strategies

I risultati della perfusione di base determineranno se l'esperimento iniziale (pre-conservazione) ha avuto successo. Il flusso aortico visualizzato durante la modalità Langendorff deve essere compreso tra 14 e 22 mL/min. Il flusso di Langendorff viene visualizzato come valore negativo sul flussometro a causa della perfusione retrograda dell'aorta. Un esempio di una traccia di Langendorff accettabile è mostrato nella Figura 4A.
Una volta passato alla modalità di lavoro, il flusso aortico dovrebbe essere di almeno 30 ml/min una volta che il cuore si è stabilizzato. È normale che il flusso inizialmente salga a circa 50 ml/min, quindi diminuisca a circa 25 ml/min prima di aumentare di nuovo a un flusso aortico basale stabile. Una volta che i parametri basali sono soddisfacenti (AF &gt; 30 mL/min, CF 10-20 mL/min, HR 200-300 bpm), il cuore può essere conservato. Un esempio di una buona traccia di base è mostrato nella Figura 4B.
A seconda della soluzione di conservazione testata, alcuni cuori non produrranno un buon recupero dopo una prolungata conservazione statica a freddo, nonostante abbiano un'eccellente linea di base. Un esempio di traccia che indica uno scarso recupero in modalità di lavoro è mostrato nella Figura 4C.
Il recupero funzionale finale per il flusso aortico può essere calcolato in base alla lettura finale del flusso aortico come percentuale del valore basale. Ad esempio, se la FA basale del cuore era di 40 ml/min e la FA alla fine della riperfusione dopo la conservazione statica a freddo era di 20 ml/min, il recupero della FA per questo cuore era del 50%. Un esempio di questa rappresentazione dei dati è mostrato nella Figura 5.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66910/66910fig01.jpg"> Figura 1: Circuito di perfusione cardiaca funzionante. (A) Foto del circuito di perfusione cardiaca di ratto funzionante isolato. La casella rossa indica dove è posizionato il cuore isolato. (B) Schema del circuito di perfusione del cuore di lavoro isolato che indica la direzione del flusso del tampone KH attraverso il circuito per la perfusione di Langendorff (linea tratteggiata) e la modalità di lavoro (linea continua). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66910/66910fig02.jpg"> Figura 2: Configurazione del software LabChart. (A) Impostazione delle impostazioni del canale per la pressione aortica, il flusso aortico e la frequenza cardiaca. (B) Esempio di modello LabChart impostato con tre canali. Le finestre a destra mostrano ogni singolo canale configurato. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66910/66910fig03.jpg"> Figura 3: Incannulamento e cardioplegia. (A) Incannulamento cardiaco prima del posizionamento all'interno della camera della camicia d'acqua. La cannula sinistra viene inserita nell'aorta e la cannula destra viene inserita nel ventricolo sinistro attraverso l'appendice atriale sinistra. I vasi polmonari sono stati legati e il tessuto polmonare sezionato. (B) Dopo che la cardioplegia è stata somministrata, il cuore viene posto in un becher contenente la soluzione per cardioplegia. Le cannule sono state fissate con clip bulldog prima di essere scollegate dal rig. (C) Esempio di cuori posti all'interno di una ghiacciaia per una conservazione a freddo prolungata. Qui, due cuori sono stati conservati per la riperfusione. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66910/66910fig04.jpg"> Figura 4: Esempi di tracce LabChart. Tracce di pressione (grafico rosso), flusso aortico (grafico blu) e frequenza cardiaca (grafico verde) per un cuore con (A) Buona traccia di Langendorff, (B) Buon recupero durante la riperfusione in modalità di lavoro, (C) Scarso recupero durante la riperfusione in modalità di lavoro. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig04large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66910/66910fig05.jpg"> Figura 5: Grafici rappresentativi del recupero funzionale. (A) flusso aortico, (B) flusso coronarico, (C) gittata cardiaca e (D) frequenza cardiaca. Questa figura è stata riutilizzata con il permesso di Gao et al.8. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66910/66910fig05large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

Utilizzo di un modello di cuore di ratto funzionante isolato per testare le strategie di conservazione del cuore del donatore

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