Methodenartikel

Post-Myocardinfarct Hartfalen in gesloten borst Coronaire Occlusie/Reperfusie Model in Göttingen Minipigs en Landrace Varkens

9.5K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/61901

⸱

17 april 2021

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Pharmacology and Pharmacotherapy, Semmelweis University, 2Pharmahungary Group, 3Diagnostic, Radiation Oncology, Research and Teaching Center, Moritz Kaposi Somogy County Teaching Hospital, 4Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, Kaposvar University, 5Heart and Vascular Center, Semmelweis University, 6Quark Pharmaceuticals, Inc, 7Heart Institute, Medical School, University of Pécs

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Het algemene doel van de huidige studie is om de technieken van inductie van myocardinfarct (MI) en post-myocardinfarct hartfalen (post-MI HF) in gesloten borst, volwassen Göttingen minipigs en de karakterisering van post-MI HF model in Göttingen minipigs in vergelijking met Landrace varkens te presenteren.

Samenvatting

De ontwikkeling van hartfalen is de krachtigste voorspeller van langdurige mortaliteit bij patiënten die een acuut myocardinfarct (MI) overleven. Er is een onvervulde klinische behoefte aan preventie en therapie van post-myocardinfarct hartfalen (post-MI HF). Klinisch relevante varkensmodellen van post-MI HF zijn voorwaarden voor definitieve proof-of-concept studies voordat ze klinische proeven aangaan in de ontwikkeling van geneesmiddelen en medische hulpmiddelen.

Hier wilden we een varkensmodel met gesloten borstkas van post-MI HF in volwassen Göttingen-minipigs met langdurige follow-up inclusief seriële cardiale magnetische resonantiebeeldvorming (CMRI) karakteriseren en vergelijken met het veelgebruikte Landrace-varkensmodel.

MI werd geïnduceerd door intraluminale ballon occlusie van de linker voorste dalende kransslagader gedurende 120 min in Göttingen minipigs en gedurende 90 min bij Landrace varkens, gevolgd door reperfusie. CMRI werd uitgevoerd om de cardiale morfologie en functie bij aanvang bij beide rassen te beoordelen en na 3 en 6 maanden bij Göttingen minipigs en na 2 maanden bij Landrace-varkens.

Littekengroottes waren vergelijkbaar in de twee rassen, maar MI resulteerde in een significante afname van de linker ventriculaire ejectiefractie (LVEF) alleen in Göttingen minipigs, terwijl Landrace-varkens geen vermindering van LVEF vertoonden. Rechter ventriculaire (RV) ejectiefractie nam toe bij beide rassen, ondanks de verwaarloosbare RV-littekengroottes. In tegenstelling tot de significante toename van de linker ventriculaire einddiastolische (LVED) massa bij Landrace varkens na 2 maanden, vertoonden Göttingen minipigs een lichte toename van de LVED-massa slechts na 6 maanden.

Samengevat is dit de eerste karakterisering van post-MI HF in Göttingen minipigs in vergelijking met Landrace-varkens, waaruit blijkt dat het Göttingen minipig-model post-MI HF-parameters weerspiegelt die vergelijkbaar zijn met de menselijke pathologie. We concluderen dat het Göttingen minipig-model superieur is aan het Landrace-varkensmodel om de ontwikkeling van post-MI HF te bestuderen.

Inleiding

Ondanks de dalende mortaliteit van acuut myocardinfarct (MI), is de incidentie van post-myocardinfarct hartfalen (post-MI HF) in de loop van de tijd niet veranderd1. Hartfalen (HF) is een van de krachtigste voorspellers van overlijden bij MI-patiënten2. Tot op heden is reperfusietherapie de enige beschikbare behandelingsoptie om de grootte van het myocardinfarct te beperken en het risico op een volgende HF3,4,5te verminderen . HF en andere complicaties kunnen optreden als gevolg van reperfusieletsel; daarom is er nog steeds een onvervulde behoefte aan de ontwikkeling van cardioprotectieve therapieën die verder gaan dan tijdige reperfusie6,7,8. Talrijke cardioprotectieve therapieën die zelfs in grote diermodellen effectief zijn, zijn beschreven, maar alleen ischemische conditionering op afstand (RIC) leek de klinische resultaten van post-MI HF te verbeteren in een kleine klinische studie9. Dit bemoedigende resultaat over de werkzaamheid van RIC werd echter in twijfel getrokken in een enkelblinde, gerandomiseerde gecontroleerde studie (CONDI-2/ERIC-PPCI) uitgevoerd in 33 centra in heel Europa bij STEMI-patiënten, waarbij RIC er niet in slaagde de klinische resultaten te verbeteren10. Mogelijke redenen voor de mislukte vertaling van de preklinische gegevens kunnen het gebruik zijn van suboptimale post-MI HF-diermodellen met een lage klinische relevantie11.

Cardiovasculaire (patho)morfologie en (patho)fysiologie van de varkensmodellen lijken op menselijke omstandigheden; aldus, wordt het wijd gebruikt en goedgekeurd in translationeel cardiovasculair onderzoek12,13,14. Varkensrassen die worden gebruikt in cardiovasculair onderzoek behoren tot de zeer diverse tamme varkenssoorten (Sus scrofa domestica) die varkens omvatten die variëren in grootte, uiterlijk en genetische achtergrond15,16. Hoewel post-MI HF uitgebreid is onderzocht bij varkens, is er geen studie gepubliceerd met als doel het effect van MI op de uitkomst van post-MI HF bij Landrace-varkens en Göttingen-minipigs te karakteriseren en te vergelijken. De intensieve groeisnelheid van Landrace-varkens kan de cardiale morfofunctionele resultaten beïnvloeden; Göttingen minipigs met beperkte groeipatronen kunnen deze zorgen echter overwinnen en kunnen dienen als een haalbaar model voor langetermijnopvolging bij de beoordeling van post-MI HF. Bovendien beveelt een richtlijn over de relevantie van strengheid en reproduceerbaarheid in preklinische studies over cardioprotectie het gebruik aan van cardiale magnetische resonantiebeeldvorming (CMRI) als klinisch relevant model voor de meting van de ventriculaire functie bij varkens12.

Om de wetenschappelijke interesse op post-MI HF bij varkens te analyseren, voerden we literatuuronderzoek uit op PubMed met behulp van de volgende zoekreeks: "(varken OF varkens OF varkens OF sus-scrofa OF minipig OF minivarken OF miniatuurvarken OF miniatuurvarkens) EN (infarct* OF ischem* OF ischaem* OF reperfus*) EN (hart OF cardi* OF myocard*) EN (LAD OF linker-anterieure* OF LCX OF links -circumflex OR RCA) EN (hartfalen OF lvef OF ejectiefractie OF infarctgrootte OF infarctgrootte)" en stelde vast dat varkensmodellen van cardiale ischemie/reperfusie vaak worden gebruikt om MI en post-MI HF te bestuderen, maar slechts 17% (71 van de 425 artikelen) van de studies betrof minipigs en 7% (30 van de 425 artikelen) gebruikte Göttingen minipigs. Slechts ongeveer 1% (5 van de 425) van de studies gebruikte Göttingen minipigs en klinisch relevante protocollen met langdurige follow-up (1-9 maanden reperfusie) en CMRI om de hartfunctie te analyseren. Het kleine aantal klinisch relevante studies benadrukt de translationele kloof tussen fundamenteel onderzoek en klinische studies. Daarom is een uitgebreide karakterisering van de post-MI HF-modellen met gesloten borstkas in Göttingen-minipigs en Landrace-varkens met herhaalde beoordeling van de linker- en rechterventrikelfunctie en anatomie met behulp van CMRI tijdens langdurige follow-up vereist. Hier wilden we ons richten op de technische haalbaarheid en klinische relevantie van twee post-MI HF-modellen om gestandaardiseerde en reproduceerbare experimentele protocollen te beschrijven voor post-MI HF-studies die kunnen worden gebruikt om cardioprotectieve geneesmiddelen en / of therapieën voor medische hulpmiddelen te beoordelen.

De huidige studie is de eerste in de literatuur die een klinisch relevant model van post-MI HF met behulp van volwassen Göttingen minipigs karakteriseert en morfologische en cardiale linker- en rechterventrikel functionele parameters vergelijkt met die van de adolescente Landrace-varkens.

Protocol

13 gezonde en geslachtsrijpe vrouwelijke Göttingen minipigs (leeftijd tussen 12 en 14 maanden) en 10 gezonde en seksueel onvolwassen vrouwelijke Landrasvarkens (leeftijd tussen 2 en 3 maanden) werden ondergebracht in varkensstallen die voldoen aan de grootteaanbevelingen van de meest recente Gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren DHEW en EU-richtsnoeren 63/2010. Dieren waren niet gesterigd. De temperatuur van de dierenkamers werd gecontroleerd en de dieren werden op een 12-uur durende licht/donker cyclus en ongediertevrij gehouden. Ad libitum-voeding leidt tot openlijke gewichtstoename bij zowel Göttingen-minipigs als Landrace-varkens, daarom werden varkens van beide rassen gevoed met een beperkt dieetregime. Göttingen minipigs werden op beperkte voeding gezet zodra ze aankwamen bij de dierenfaciliteit en voor de hele studieduur. Special Diet Services pig chow 180-220 g/meal/animal werd tweemaal daags gegeven volgens de richtlijn "Goed zorgen voor Ellegaard Göttingen Minipigs" (revisiedatum: 13 maart 2013) in de eerste 2 dagen. Tussen dag 3 en 12 dieren kregen 50% Special Diet Services varkensvoer en 50% onderhoud minipig dieet. Vanaf dag 14 tot het einde van de studie kregen dieren een onderhoudsminipig dieet. Landrace varkens kregen zwangere zeug chow, 1,5% van het lichaamsgewicht twee keer per dag gegeven volgens PIC Wean to Finish Manual 2008 en 2013. Alle dieren kregen voedsel individueel verstrekt en de voedselinname werd gecontroleerd om concurrentie voor chow te voorkomen. Dieren met voederproblemen werden individueel gevoerd, geholpen door verzorgend personeel. Alle dieren kregen kraanwater ad libitum. Het experimentele protocol van post-MI HF in Göttingen minipigs en in Landrace varkens is weergegeven in figuur 1.

figure-protocol-1
Figuur 1. Experimenteel protocol voor post-myocardinfarct-geïnduceerd hartfalen bij Landrace varkens en Göttingen minipigs. CMRI - cardiale magnetische resonantie beeldvorming. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

1. Basislijn CMRI

  1. Trek voedsel van dieren ten minste 12 uur voor het begin van de anesthesie, maar veilige toegang tot water om uitdroging te voorkomen.
  2. Anesthesie
    1. Induceer anesthesie van de dieren met ketaminehydrochloride (12 mg/kg), xylazine (1 mg/kg) en atropine (0,04 mg/kg) als intramusculaire injectie in het nekgebied.
    2. Meet het lichaamsgewicht en de lengte van dieren. De berekening van de formules voor het lichaamsoppervlak (BSA) werd beschreven door Itok et al. voor Göttingen minipigs (BSA [m2] = (7,98 × BW [kg]2/3)/100)17 en door Swindle et al. voor Landracevarkens (BSA [m2] =(7,34× BW [kg]0,6).
    3. Intubeer dieren, handhaaf anesthesie met isofluraan (2% isofluraan, 2 L/min zuurstof). De grootte van de endotracheale buis hangt af van de individuele anatomische kenmerken van elk dier en varieert tussen 6,0- tot 7,5 mm.
    4. Canuleer de oorader met een naald van 18 G en begin met de toediening van 5% glucose in ringeroplossing (1 L/uur).
  3. CMRI
    1. Breng het dier over naar de CMRI-faciliteit en dien 0,4-0,5 mg/kg atracuriumsylaat i.v.m. toe. Atracurium besylaat is een niet-depolariserende, skeletspierverslaner die wordt gebruikt om ademhalingsartefacten te vermijden tijdens CMRI-metingen. Start positieve drukventilatie (16/min frequentie, 350 ml volume, 25-30 mmHg positieve druk).
    2. Plaats de dieren in de liggende stand. Plaats flexibele spoelen op de borst en 32-kanaals spoelen worden in cmri-bed geplaatst. Voer niet-contrasterende cardiale MRI uit met een 1,5T-scanner, met behulp van een gefaseerde arrayspoel en een vectorelektrocardiogram (ECG) om de hartfunctie en morfologie (ejectiefractie (EF), cardiale output (CO), kamer- en wandafmetingen) te beoordelen. Verkrijg cine MRI-beelden met behulp van een retrospectief ECG-gated, steady-state vrije precessie cine MRI-techniek in korte-as- en lange-asaanzichten van het hart met behulp van 1,2 ms echotijd, 40 ms herhalingstijd, 50-graden fliphoek, 300 mm gezichtsveld, 8 mm plakdikte en ten minste 256x256 beeldmatrix.
    3. Kwantificeer linker en rechter ventriculaire einddiastolische (LVEDV en RVEDV) en eind systolische volumes (LVESV en RVESV), slagvolumes (LVSV en RVSV), EF-s (LVEF en RVEF) en massa's door handmatige planimetrie van einddiastolische (LVED-massa) en eind-systolische (RVED-massa) kort-assige cinebeelden. Quantify liet een atriaal volume achter door de twee- en vierkamer cinebeelden te traceren. Corrigeer de linker atriale volumes naar BSA om het atriale volume te indexeren naar het lichaamsoppervlak (LAVi). Beoordeel de aanwezigheid van longoedeem op de lokalisatiebeelden.
    4. Gebruik voor de berekening van de cardiale index (CI) BSA en cardiale output.
    5. Beëindig de anesthesie door het terugtrekken van isofluraan. Wanneer de spontane ademhaling terugkeert, extubateer het dier, verwijder i.v. canule en breng het terug naar zijn kooi.

2. Premedicatie, vasculaire toegang en coronaire slagader occlusie

  1. Premedicatie
    1. Dien een dag voorafgaand aan de chirurgische ingreep 500 mg acetyl salicylzuur en 300 mg clopidogrel oraal toe.
    2. Breng analgesie (meloxicam 0,4 mg/kg lichaamsgewicht) en antibioticacocktail (benzylpenicilline-procaïne (24,8 mg/ml), benzylpenicilline-benzatine (83,6 mg/ml), dihidrostreptomycinesulfaat (156,3 mg/ml), 3 ml/50 kg lichaamsgewicht) aan door intramusculaire injecties op de kransslagader.
    3. Herhaal de stappen beschreven in de secties 1.2.1-1.2.4.
    4. Gebruik de canule van de oorader voor vloeistofvervanging en toediening van geneesmiddelen. Dien gedurende de hele procedure 1 g magnesiumsulfaat toe via de oorader om de 30 minuten om ventriculaire tachycardie (VT) en ventriculaire fibrillatie (VF) te voorkomen.
  2. Vasculaire toegang
    1. Plaats het dier op de operatietafel, bevestig de ledematen en breng wiggen aan om het dier in de liggende positie te immobiliseren.
    2. Desinfecteer de chirurgische site met povidone-jodium. De chirurgische plaats bevindt zich rond de huidplooi tussen de gracilis- en sartoriusspier.
    3. Verwijder het haar op de chirurgische plaats met een scheermes.
    4. Plaats oppervlakte-ECG-elektroden in de driehoek van Einthoven. Deze driehoek wordt gevormd door de twee voorste ledematen en linker achterpoten en de elektroden worden op ledematen geplaatst.
    5. Start positieve drukventilatie (16/min frequentie, 350 ml volume, 25-30 mmHg positieve druk).
    6. Isoleer het gedesinfecteerde operatiegebied met een chirurgisch laken.
    7. Benader het femurgebied zoals in detail beschreven door K. S. Ettrup et al.19. Kortom, maak een longitudinale incisie naar de huid tussen de gracilis- en sartoriusspieren. Scheid het onderhuidse weefsel en de fascia. Isoleer de femurslagader en plaats er twee chirurgische hechtingen onder om de bloeding onder controle te houden.
    8. Prik en canuleer de femurslagader met een 6F-ACT introducer met behulp van de Seldinger techniek20,21.
    9. Bevestig de huls aan de huid.
    10. Gebruik de slagader voor bloedafname voor verdere biochemische analyses.
    11. Dien 5000 IE heparine toe via de femurschede om een adequate antistolling te garanderen en trombose tijdens de chirurgische ingreep te voorkomen. Leesminister 2500 IE heparine elke 60 minuten gedurende de hele procedure. De dieren kregen ongeveer 370-440 IE/kg heparine tijdens de hele interventie.
    12. Bevestig een druksensor aan het femurvat om de arteriële bloeddruk tijdens de chirurgische ingreep te controleren.
    13. Plaats voor de kalibratie van de druk het drukregistratiesysteem op het niveau van het hart van elk dier. Na het verwijderen van de luchtbellen wordt de nuldrukkalibratie uitgevoerd wanneer de driewegkraan in de richting van de vrije lucht wordt geopend.
  3. Coronaire slagader occlusie, reperfusie en intracoronaire toediening van geneesmiddelen
    1. Merk op dat deze interventie alleen mag worden uitgevoerd door een getrainde interventionele cardioloog. Door de femurschede, introduceer en schuif de voerdraad naar de aortaboog en introduceer de 5F geleidekatheter over de voerdraad. Ga eerst verder met de voerdraad om aortawortel atraumatisch te benaderen. Voer diepe intubatie uit met een dunne, 5F geleidekatheter om significante obstructie van de bloedstroom te voorkomen.
    2. Plaats de fluoroscoop in een antero-posterieure positie.
    3. Zorg ervoor dat er geen trombus of luchtbel in de katheter zit met de aspiratie van ten minste 5 ml bloed, het volume van de katheter, waarbij de spuit op de katheter is aangesloten.
    4. Sluit het buitenste deel van de katheter aan op een spuit gevuld met radiocontrastmiddel (iobitridol 1,1 ml/50 kg lichaamsgewicht).
    5. Zorg ervoor dat de spuit verhoogd wordt gehouden om infusie van luchtbellen in de kransslagader te voorkomen.
    6. Om baseline angiografie uit te voeren, intubeer apart en vul selectief met contrastmiddel de ostia van de rechter kransslagader en de linker hoofdkransslagader. Raadpleeg voor meer technische details de leerboeken katheterisatie20,21.
    7. Voer BARI (Bypass Angioplasty Revascularization Investigation Myocardial Jeopardy Index) score uit na de baseline angiografie. Een score voor alle terminale slagaders (eindgedeelte van de linker voorste dalende, linker circumflex en rechter kransslagader, evenals de ramus, diagonalen, stompe marginalen, achterste dalende en posterolaterale takken) wordt toegewezen op basis van hun lengte en kaliber volgens specifieke criteria22,23. Een waarde van 0 vertegenwoordigt een bijna onbeduidende scheepsgrootte. Een waarde van 3 definieert daarentegen een grote slagader met een lengte van twee derde van de afstand tussen de basis en de harttop. Houd geen rekening met rechter ventriculaire marginalen en achterste dalende slagader septale takken.
      1. Bereken de uiteindelijke BARI-score (% van de linkerventrikel in gevaar) door de totale waarde van de infarctgerelateerde slagader te delen door de totale waarden van alle slagaders (figuur 2A-D) die de LV leveren. Kies de occlusieplaats op de linker voorste afstammeling (LAD) kransslagader om ongeveer 25-30% myocardium in risico te bereiken, zoals beoordeeld door BARI-score.
    8. Steek de percutane transluminale coronaire angioplastiek (PTCA) voerdraad door de geleidekatheter. Plaats het distaal op de geplande plaats van de occlusie onder fluoroscopische begeleiding en controleer angiografie op mogelijke complicaties (bijv. coronaire dissectie, perforatie).
    9. Bepaal door visuele schatting de optimale ballongrootte op basis van de diameter van de kransslagader.
    10. Plaats de ballonkatheter (ballondiameter 2,5 mm en ballonlengte 12 mm) over de PTCA-voerdraad en breng deze naar de geplande positie.
    11. Vul de ballon met contrastmiddel en controleer de positie van de ballonkatheter door middel van angiografie.
    12. Blaas de ballon op onder de nominale druk (7-9 atmosferen) van de ballon om de zachte aanraking tussen de zijwand van de ballon en het oppervlak van het vat te ontwikkelen. Soft-touch wordt gedefinieerd als interactie van ballon zijwand die voldoende is om het vat af te houden zonder letsel aan de vaatwand te veroorzaken.
    13. Bevestig de occlusie (TIMI 0) met angiografie door de stop van de contraststroom te visualiseren. Houd de voerdraad en de ballon op hun plaats en trek de geleidekatheter terug uit het ostium van de kransslagader om diffuse cardiale ischemie te voorkomen.
    14. Tape-instrumenten op het chirurgische doek om dislocatie van de intracoronaire ballon te voorkomen.
    15. Noteer en documenteer het ECG-teken van occlusie door ST-verhoging.
    16. Controleer tijdens de hele procedure zorgvuldig de vitale functies, hartslag (HR), bloeddruk, kerntemperatuur met behulp van rectale sonde en pulsoximetrie.
    17. Bedek het dier met een verwarmingsapparaat om de kerntemperatuur te handhaven.
    18. Dien 1 g magnesiumsulfaat toe als intraveneuze bolus als pulseloze VT of VF optreedt en start onmiddellijk borstcompressies met een frequentie van 100/min. Breng 300J DC shock en lidocaïne 2-4 mg/kg aan als intraveneuze bolus. Behandel asystole met 1 mg epinefrine als een intraveneuze bolus.
    19. Controleer de ballondruk elke 30 minuten tijdens de coronaire occlusie. Als de ballondruk met meer dan 0,5 bar afneemt, stelt u deze terug op de beginwaarden.
    20. Voer angiografie uit vlak voor het einde van coronaire occlusie om de gehandhaafde ballonplaatsing en afwezigheid van stroom distaal naar de occlusieplaats te verifiëren.
    21. Dien intracoronarily 2500 IE heparine en 1 g magnesiumsulfaat intracoronarily toe als een langzame bolus om trombose en hartritmestoornissen te voorkomen.
    22. Start de reperfusie met ballondeflatie na 120 min cardiale ischemie in Göttingen minipigs en na 90 min bij Landrace varkens.
    23. Verwijder de leeggelopen ballon.
    24. Bevestig het succes van reperfusie met coronaire angiografie om de bloedstroom in het distale deel van het kransslagader aan te tonen (TIMI 3).

3. Intracoronaire toediening van geneesmiddelen

  1. Om kransslagaderembolie te voorkomen, vult u de therapeutische perfusiemicrokatheter met zoutoplossing.
  2. Plaats de microkatheter over de PTCA voerdraad.
  3. Ga verder en bevestig de positie van de microkatheter. De punt van de microkatheter moet op het niveau van occlusie worden geplaatst.
  4. Verwijder de PTCA voerdraad.
  5. Verbind de microkatheter met de perfusiepomp en start intracoronaire toediening 5 minuten na het begin van de reperfusie.
  6. Verwijder na toediening van het medicijn de microkatheter.
  7. Maak controle-angiografie om de TIMI 3-grade stroom van het contrast te controleren en om uit te sluiten dat interventie leidde tot lucht emboli of coronaire dissectie.

4. Wondsluiting en postoperatieve zorg

  1. Verwijder de slagaderschede en bind de dijbeenslagader proximaal vast aan de punctieplaats. Occlusie van de femurslagader na de angiografische ingreep heeft geen effect op de functie van de poten bij varkens, zoals beoordeeld door dagelijkse observaties van dierenartsen.
  2. Sluit de wond met continue hechtingen en breng een antiseptische coating aan.
  3. Beëindig de anesthesie door het terugtrekken van isofluraan.
  4. Houd de dieren in de herstelperiode nauwlettend in de gaten en inspecteer ze elke 12 uur tot na operatiedag 3 en vervolgens om de 24 uur tot het einde van het onderzoek. Bijzondere aandacht moet worden besteed aan eet- en drinkgedrag, lethargie, tekenen van infectie, pijnlijke toestand, gewichtsverandering, mobiliteit en algemene gezondheidsstatus. Na de procedure werden de dieren in kleine groepen in kooien met een busje vervoerd om onnodige stress in de vroege postoperatieve periode te voorkomen.

5. Post-MI CMRI en de evaluatie ervan

  1. Anesthesie
    1. Gebruik het verdovingsprotocol zoals beschreven in de punten 1.2.1-1.2.4.
  2. CMRI
    1. Dien een intraveneuze bolus van contrastmiddel toe, 0,2 mmol/kg gadobutrol met een snelheid van 4 ml/sec, met behulp van een handmatige injector.
    2. Maak vertraagde verbeteringsafbeeldingen met behulp van een door inversieherstel voorbereide verloop-echosequentie. Verkrijg beelden met korte en lange assen 10 tot 15 minuten na toediening van contrastmiddel.
    3. Evaluatie
      1. Voer evaluatie uit met MASS 7.6-analysesoftware op een verblinde manier.
      2. Beoordeel de segmentale wanddikte van het einddiastolische segment op korte-assige cinebeelden.
      3. Meet littekentransmuraliteit op korte-as vertraagde verbeteringsafbeeldingen.
      4. Kwantificeer myocardnecrose met handmatige planimetrie op de vertraagde contrastverbeteringsafbeeldingen door het myocardium af te bakenen met signaalintensiteit 5 SDs boven het gemiddelde signaal verkregen in het externe, niet-geinfarcteerde myocardium.

6. Statistieken

  1. Continue gegevens weergeven als gemiddelde ± standaardfout.
  2. Evalueer het verschil met behulp van herhaalde metingen eenrichtings ANOVA gevolgd door Fisher's LSD-test in Göttingen minipigs en gekoppelde t-test bij Landrace-varkens. BARI-scores werden vergeleken met ongepaarde t-test- en mortaliteitspercentages met de chi-kwadraattest tussen de twee rassen.
  3. Gebruik GraphPad Prism voor gegevensevaluatie. De verschillen zouden statistisch significant zijn als p<0,05.

Resultaten

Sterfte

Van de 13 Göttingen-minipigs die aan een myocardinfarct werden blootgesteld, stierven twee dieren (15,4% mortaliteit), één tijdens de ischemische periode als gevolg van onomkeerbare VT en één als gevolg van asystole in reperfusie. In Göttingen minipigs werd één dier met succes gereanimeerd tijdens cardiale ischemie. Het sterftecijfer was 0% bij Landrace-varkens, tien van de tien dieren overleefden, twee van hen moesten worden gereanimeerd vanwege VF in de ischemische periode. De mortaliteit verschilde niet significant tussen de twee rassen.

Myocardlittekengroottes waren vergelijkbaar tussen de twee rassen

Om de omvang van het hartlitteken als gevolg van MI te meten, werd CMRI uitgevoerd. Littekengroottes en BARI-scores waren vergelijkbaar tussen de twee rassen gemeten in de 2e maand van follow-up bij Landrace-varkens en op de 3e en 6e maand in Göttingen minipigs (figuur 2E,F). Er werden geen verschillen waargenomen wanneer littekengroottes gerelateerd waren aan de BARI-scores bij Landrace-varkens op respectievelijk 2 maanden (0,55 ± 0,1) en in Göttingen minipigs op respectievelijk 3 maanden en 6 maanden (0,75 ± 0,12 en 0,57 ± 0,08). De littekens werden gelokaliseerd in de voorste, anteroseptale, septale, anteroapische en apicale segmenten van het hart bij beide rassen. De zijmuur werd beïnvloed slechts in minipigs Göttingen. Het rechter ventriculaire infarct was verwaarloosbaar, trof slechts één dier op de elf overlevende Göttingen-minipigs en één op de tien Landrace-varkens (2,11 ± 2,11 vs. 0,97 ± 0,97).

Toename van de linkerventrikelmassa was meer uitgesproken bij Landrace-varkens tijdens de follow-up

De cardiale groeisnelheid werd gemeten door CMRI. LVED-massa in Göttingen minipigs slechts matig gestegen (8%) na 6 maanden (figuur 3A). Bij landrasvarkens daarentegen steeg de LVED-massa met bijna 100% na 2 maanden (figuur 3B).

Linker ventriculaire ejectiefractie daalde alleen in Göttingen minipigs

LVEF, als de meest gebruikte parameter van linkerventrikel systolische functie, werd gemeten door CMRI. MI resulteerde in een significante daling van lvef in minipigs na 3 maanden en 6 maanden (figuur 4A). Bij Landrace-varkens veranderde LVEF na 2 maanden niet (figuur 4B).

Na het infarct namen LVESV en LVEDV bij beide rassen aanzienlijk toe (tabel 1). LVESV steeg met respectievelijk 69% en 80% in Göttingen minipigs na respectievelijk 3 en 6 maanden, en met 80% bij Landrace varkens na 2 maanden. LVEDV vertoonde een toename van 28% na 3 maanden en een toename van 42% na 6 maanden in Göttingen minipigs en een toename van 82% in Landrace varkens na 2 maanden. LVSV van Landrace varkens steeg met 85% in 2 maanden en LVSV van Göttingen minipigs nam zelfs na 6 maanden niet significant toe.

Linker atriaal volume geïndexeerd aan lichaamsoppervlak nam alleen toe in Göttingen minipigs, maar beide rassen ontwikkelden longoedeem na myocardinfarct

Om tekenen van HF verder te onderzoeken, hebben we het linker atriale volume geïndexeerd aan het lichaamsoppervlak (LAVi) uitgevoerd. LAVi steeg na 6 maanden met 34% in Göttingen minipigs (figuur 5A) en veranderde na 2 maanden niet significant bij landrasvarkens (figuur 5B). Representatieve afbeeldingen tonen de tracering van de linker atria (Figuur 5C-D). Bovendien werd de aan- of afwezigheid van longoedeem beoordeeld door CMRI op de lokalisatiebeelden (Figuur 5E). Longoedeem werd bij beide rassen waargenomen als gevolg van hartdecompensatie. Tien van de elf Göttingen minipigs en negen van de tien Landrace varkens vertoonden duidelijke tekenen van longoedeem.

Toename van het lichaamsgewicht was meer uitgesproken bij Landrace-varkens tijdens de follow-up

In Göttingen minipigs was de gewichtstoename slechts 8% na 3 maanden en 30% na 6 maanden (figuur 6A), terwijl een verhoogd hartgewicht gepaard ging met een bijna 100% toename van het lichaamsgewicht bij Landrace-varkens na 2 maanden (figuur 6B).

Trends in cardiale functionele parameters verschillen tussen Göttingen minipigs en Landrace varkens

Coronaire slagader occlusie leidde tot een bijna significante daling van de gemiddelde arteriële druk (MAP) in Göttingen minipigs (57,9 ± 3,98 mmHg vs. 49,89 ± 1,24 mmHg) en daalde aanzienlijk bij Landrace varkens (65,4 ± 5,97 mmHg vs. 45,47 ± 4,77 mmHg)

CI is een betrouwbare indicator van cardiale prestaties, die linkerventrikel CO relateert aan BSA. In Göttingen minipigs veranderde ci niet op de gemeten tijdstippen (figuur 7A), terwijl bij Landrace-varkens een neiging tot toename werd waargenomen in de cardiale index (figuur 7B).

HR van Göttingen minipigs nam significant toe met 3 (20%) en 6 maanden (22%) na MI in vergelijking met basiswaarden (tabel 2).

De HR van Landrace-varkens veranderde daarentegen niet significant tijdens de follow-upperiode. In Göttingen vertoonde minipigs CO een significante toename van 32% alleen na 6 maanden follow-up, terwijl CO na 2 maanden met 76% werd verhoogd bij Landrasvarkens als gevolg van een significante toename van LVSV (Tabel 2). BSA nam bij beide rassen aanzienlijk toe op de gemeten tijdstippen (Tabel 2). BSA steeg met 4% en 19% in Göttingen minipigs na respectievelijk 3 en 6 maanden, en met 54% bij Landrace varkens na 2 maanden.

Toename van de juiste ventriculaire morfofunctionele parameters werd waargenomen bij zowel Göttingen minipigs als Landrace varkens

MI beïnvloedde niet alleen de linkerventrikelfunctie, maar resulteerde ook in een significante toename van RVEF bij beide rassen (figuur 8) gemeten door CMRI, ondanks de verwaarloosbare grootte van het rechterventrikellitteken. Rved-massa alleen bij landrasvarkens toegenomen (tabel 3).

RVESV veranderde niet tijdens de follow-up bij een van de rassen. RVEDV is alleen bij landrasvarkens aanzienlijk gestegen met 37% (tabel 3). Terwijl RVSV in Göttingen minipigs pas na 6 maanden significant met 23% steeg, werd bij Landrace varkens een significante toename van 80% in RVSV waargenomen na 2 maanden.

figure-results-1
Figuur 2. Schatting van het risico myocardium op basis van de BARI (Bypass Angioplasty Revascularization Investigation Myocardial Jeopardy Index) score (A-D). De totale waarde van de infarct-gerelateerde slagader wordt gedeeld door de som van de 3 totale waarden van elke kransslagader, de rechter kransslagader (RCA), de linker circumflex kransslagader (LCX) en de linker voorste dalende kransslagader (LAD). Linker ventriculaire littekengroottes in Göttingen minipigs en Landrace varkens gemeten door cardiale magnetische resonantie beeldvorming (E). Littekengrootte wordt weergegeven als een verhouding tussen de massa van het infarct en de massa van de linkerventrikel aan het einde van de diastole (LVED). BARI-scores in Göttingen minipigs en Landrace-varkens gemeten vóór coronaire occlusie (F). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

figure-results-2
Figuur 3. Linker ventriculaire einddiastolische (LVED) massa (g) van Göttingen minipigs (A) en Landrace varkens (B) gemeten door cardiale magnetische resonantie beeldvorming. *p<0,05 vs. overeenkomstige uitgangswaarde (herhaalde metingen eenrichtings ANOVA gevolgd door Fisher's LSD-test in Göttingen minipigs; gekoppelde t-test bij Landrace-varkens). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

figure-results-3
Figuur 4. Linker ventriculaire (LV) ejectiefractie (%) van Göttingen minipigs (A) en Landrace varkens (B) gemeten door cardiale magnetische resonantie beeldvorming. *p<0,05 vs. overeenkomstige uitgangswaarde (herhaalde metingen eenrichtings ANOVA gevolgd door Fisher's LSD-test in Göttingen minipigs; gekoppelde t-test bij Landrace-varkens). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Gemeten parameterMinipigs van GöttingenLandras varkens
Basislijn3 maanden6 maandenBasislijn2 maanden
LVESV [ml]25,77 ± 1,7343,65 ± 4,53*46,28 ± 4,35*54,59 ± 2,0098,26 ± 8,60*
LVEDV [ml]55,49 ± 3,1471,08 ± 5,25*78,81 ± 5,46*93,99 ± 3,85171,20 ± 11,50*
LVSV [ml]29,71 ± 1,6527.44 ± 1.9732,52 ± 2,3739.40 ± 3.05 uur72,94 ± 3,99*

Tabel 1. Linker ventriculaire eind systolische volume (LVESV), linker ventriculaire einddiastolische volume (LVEDV), en linker ventriculaire slag volume (LVSV) op de gemeten tijdspunten in Landrace varkens en Göttingen minipigs. *p<0,05 vs. overeenkomstige uitgangswaarde (herhaalde metingen eenrichtings ANOVA gevolgd door Fisher's LSD-test in Göttingen minipigs; gekoppelde t-test bij Landrace-varkens).

figure-results-4
Figuur 5. Linker atriaal volume geïndexeerd aan lichaamsoppervlak (LAVi) in ml/m2 in Göttingen minipigs (A) en Landrace varkens (B) gemeten door cardiale magnetische resonantie beeldvorming. Representatieve beelden van linkse atriale volumes, tracings werden gemaakt op de twee- (C) en vier kamer (D) cine beelden. De witte pijlen tonen de aanwezigheid van longoedeem op de representatieve lokalisatieafbeelding (E). *p<0,05 vs. overeenkomstige uitgangswaarde (gekoppelde t-test bij Göttingen minipigs en Landrace varkens). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

figure-results-5
Figuur 6. Lichaamsgewicht (kg) van Göttingen minipigs (A) en Landrace varkens (B). *p<0,05 vs. overeenkomstige uitgangswaarde (herhaalde metingen eenrichtings ANOVA gevolgd door Fisher's LSD-test in Göttingen minipigs; gekoppelde t-test bij Landrace-varkens). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

figure-results-6
Figuur 7. Linkerventrikel (LV) cardiale indexen (L/min/m2) van Göttingen minipigs (A) en Landrace varkens (B). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Gemeten parameterMinipigs van GöttingenLandras varkens
Basislijn3 maanden6 maandenBasislijn2 maanden
HR [1/min]79,64 ± 4,0395,55 ± 5,34*97,00 ± 4,46*93,44 ± 2,7388,00 ± 2,52
CO [L/min]2.37 ± 0.16 uur2,58 ± 0,203.12 ± 0.24*3,65 ± 0,256,41 ± 0,39*
BSA [m2]0,70 ± 0,010,73 ± 0,01*0,83 ± 0,03*0,70 ± 0,011.08 ± 0.03*

Tabel 2. Hartslag (HR), cardiale output (CO) en lichaamsoppervlak (BSA) van Göttingen minipigs en Landrace varkens. *p<0,05 vs. overeenkomstige uitgangswaarde (herhaalde metingen eenrichtings ANOVA gevolgd door Fisher's LSD-test in Göttingen minipigs; gekoppelde t-test bij Landrace-varkens).

figure-results-7
Figuur 8. Rechter ventriculaire (RV) ejectiefracties (%) van Göttingen minipigs (A) en Landrace varkens (B). *p<0,05 vs. overeenkomstige uitgangswaarde (herhaalde metingen eenrichtings ANOVA gevolgd door Fisher's LSD-test in Göttingen minipigs; gekoppelde t-test bij Landrace-varkens). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Gemeten parameterMinipigs van GöttingenLandras varkens
Basislijn3 maanden6 maandenBasislijn2 maanden
RVED-massa [g]8,64 ± 0,688,98 ± 0,767,94 ± 0,7716.49 ± 0,9023,61 ± 1,40*
RVESV [ml]18.27 ± 1.4716,91 ± 1,8014.57 ± 1.0243,59 ± 3,6842,65 ± 2,37
RVEDV [ml]44.16 ± 2.6142,14 ± 2,8346,27 ± 3,4583,03 ± 3,42113,72 ± 5,12*
RVSV [ml]25,82 ± 1,7225.25 ± 1.6731,71 ± 2,99*39,44 ± 3,5271,06 ± 3,38*

Tabel 3. Rechter ventriculaire einddiastolische (RVED) massa, rechter ventriculaire eind systolische volume (RVESV), rechter ventriculaire einddiastolische volume (RVEDV), en rechter ventriculaire slag volume (RVSV) in Göttingen minipigs en Landrace varkens. *p<0,05 vs. overeenkomstige uitgangswaarde (herhaalde metingen eenrichtings ANOVA gevolgd door Fisher's LSD-test in Göttingen minipigs; gekoppelde t-test bij Landrace-varkens).

Discussie

Hier beschreven we een gedetailleerd protocol waarin de kritieke stappen van een inductietechniek van acute MI en de evaluatie van post-MI HF in een gesloten borstmodel van volwassen Göttingen-minipigs worden benadrukt. We beschreven ook de methode van intracoronaire toediening van geneesmiddelen, BARI-score, en rapporteerden links en rechts ventriculaire cardiale morfo-functionele veranderingen in een translationeel post-MI HF-model. Dit is de eerste karakterisering van post-MI HF in Göttingen minipigs in vergelijking met Landrace varkens, waaruit blijkt dat het Göttingen minipig model post-MI HF parameters weerspiegelt die vergelijkbaar zijn met mensen. We concluderen dat het Göttingen minipig-model superieur is aan het Landrace-varken om de ontwikkeling van post-MI HF op te volgen. Klinisch relevante varkensmodellen van post-MI HF zijn voorwaarden voor definitieve proof-of-conceptstudies voordat ze klinische proeven aangaan in de meeste ontwikkelingsprojecten voor cardiovasculaire geneesmiddelen en medische hulpmiddelen6,7,12. Varkensmodellen lijken inderdaad op mensen in anatomie, fysiologie en biochemische eigenschappen, met name op het gebied van MI-onderzoek, omdat ze trans-mural infarcten ontwikkelen vanwege het gebrek aan collaterale perfusie14. Daarom kunnen varkensmodellen dienen als modellen voor de analyse van cardioprotectieve therapieën en hun mechanismen24,25,26,27,28,29.

Hier hebben we ontdekt dat ondanks de gelijke littekengroottes, sterftecijfers en BARI-scores bij de twee rassen, linkerventrikeldisfunctie gekenmerkt door verminderde LVEF alleen werd waargenomen bij Göttingen minipigs. Hier zagen we een acute mortaliteit van 15,4% bij Göttingen minipigs en geen mortaliteit in de follow-up periode, dit laatste is vergelijkbaar met die in klinische studies. Inderdaad, een meta-analyse op patiëntniveau van 10 gerandomiseerde klinische studies vond dat de Kaplan-Meier geschatte 1-jaars sterfte door alle oorzaken zo laag was als 2,2% na myocardinfarct30. De hier gerapporteerde littekengroottes zijn vergelijkbaar met die in klinische onderzoeken. In klinische onderzoeken uitgevoerd door Lonborg et al en Stone et al bij patiënten die een ST-elevatie myocardinfarct overleefden, waren de mediane littekengrootten, gemeten als % van de linkerventrikel myocardmassa, respectievelijk 9,5% en 17,9%30,31. Bovendien komen de littekengroottes in deze studie overeen met die welke in eerdere publicaties in Göttingen minipigs werden gerapporteerd (12-25%)32,33,34,35,36,37 en bij Landrace varkens (14-18%)38,39,40. De huidige bevinding over de uitgangswaarde LVEF bij landrasvarkens is volgens gegevens die door anderen bij grote varkens zijn13,41,42. Deze waarden bij grote varkens zijn kleiner in vergelijking met gezonde menselijke LVEF-referentiebereiken (58-61%)43 en baseline (pre-infarct) waarden in Göttingen minipigs (55-73%)33,44,45. Niettemin is het vermeldensgerapporteerde dat alleen de gegevens na het infarct of deltawijzigingen van LVEF in de meeste publicaties worden gerapporteerd46,47,48,49,50. In overeenstemming met de huidige resultaten hebben eerdere studies van post-MI HF geïnduceerd door 45 tot 90 min LAD occlusie gevolgd door reperfusie of door permanente LAD occlusie geen vermindering of bescheiden vermindering van LVEF in Landrace of Yorkshire varkens aangetoond na 4-6 weken follow-up in vergelijking met baseline (pre-infarct) LVEF51,52,53. Schuleri et al. vergeleken echter morfofunctionele parameters tussen Göttingen minipigs en Yorkshire varkens en ontdekten dat beide rassen een afname van LVEF vertoonden 8 weken na inductie van MI met 120 tot 150 min LAD occlusie-reperfusie; de LVEF-waarden bij varkens in Yorkshire werden echter niet gerapporteerd54. In andere experimenten bij vrouwelijke Dalland Landrace varkens na MI werd een ongunstige remodellering geïnduceerd door 90 min LAD occlusie, maar LVEF werd niet gemeld na 4 weken follow-up55. In tegenstelling tot onze bevindingen, in een studie van de Jong et al., lvef duidelijk afgenomen in Landrace varkens onderworpen aan open borst LAD occlusie en gevolgd door een 12-weekse follow-up56. Dit verschil kan worden toegeschreven aan een aanzienlijk langere ischemische periode (150 min), wat resulteerde in een grotere infarctgrootte (23,4 ± 2,1% van lv). Elders leidde 120 minuten gesloten borst occlusie van linker circumflex (LCX) kransslagader bij Duitse Landrace varkens tot een significante vermindering van LVEF na acht weken reperfusie, wat suggereert dat de verschillende locatie van MI ook de wereldwijde linkerventrikelfunctie kan beïnvloeden57. Onze huidige bevindingen zijn consistent met andere bevindingen die een significante vermindering van LVEF in post-MI HF in Göttingen minipigs na langdurige follow-up33,44,45.

De vermindering van LVEF in Göttingen minipigs na MI is consistent met klinische gegevens waaruit cardiale disfunctie blijkt als gevolg van ventriculaire remodellering bij patiënten na AMI58. Concluderend, Göttingen minipigs beter nabootsen van de menselijke omstandigheden, omdat pre-infarct LVEF, littekengrootte, post-infarct LVEF, en mortaliteit zijn allemaal vergelijkbaar met deze parameters gevonden in de mens.

Hier zagen we een toename van 8% in LVED-massa na zes maanden in Göttingen minipigs en een duidelijk hogere (97%) toename van LVED-massa's bij Landrace-varkens na twee maanden. Vergelijkbare gegevens werden gemeld door Schuleri et al. bij varkens in Yorkshire, waar na twee maanden een toename van het hartgewicht met 40% werd waargenomen. In andere experimenten met post-MI HF met gesloten borstkas in Göttingen minipigs werden daarentegen geen significante veranderingen in linkerventrikelmassa 's waargenomen33,44. Daarom kunnen verschillen tussen de twee rassen met betrekking tot LVEF worden toegeschreven aan een intensieve hartgroeisnelheid bij Landrace-varkens en dus veranderde hartremodellering.

In klinische omgevingen, naast de LVEF, biedt het linkerventrikelvolume waardevol inzicht in de prognose en mortaliteit op lange termijn bij post-MI-patiënten59. LVESV is de primaire determinant van zowel vroege als late mortaliteit bij patiënten na AMI60,61. Hier hebben we aangetoond dat het ventriculaire volume beoordeeld door CMRI aanzienlijk is toegenomen bij beide rassen. Post-MI-remodellering veroorzaakte een meer uitgesproken toename van LVESV dan van LVEDV in Göttingen minipigs, terwijl zowel LVESV als LVEDV met een vergelijkbaar percentage werden verhoogd bij Landrace-varkens. Bijgevolg werd de linker ventriculaire ejectiefractie (LVEF) significant verminderd na 3 en 6 maanden alleen bij Göttingen minipigs, maar niet bij Landrace-varkens na 2 maanden. Deze resultaten moeten met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd bij Landrace-varkens, waar verhoogde LVESV, LVEDV en LVSV (berekend als het verschil tussen de LVESV en LVEDV) waarschijnlijker verband houden met een intensieve toename van de hartmassa. Verhoogde LVESV en LVEDV komen overeen met klinische gegevens van patiënten met post-MI HF62,63,64. Bovendien werd ongunstige linkerventrikelremodellering gedefinieerd als een toename van 15% of meer in de LVEDV in klinische studies65,66 en we vonden hier een toename van 28% na 3 maanden en een toename van 42% na 6 maanden in LVEDV in Göttingen minipigs die een klinisch relevante ongunstige remodellering vertoonden. Bovendien hebben we hier aangetoond dat LAVi alleen in Göttingen minipigs is toegenomen, maar niet bij Landrace-varkens. Toename van het linker atriale volume is een extra belangrijke structurele verandering in de context van HF en is een onafhankelijke voorspeller van overlijden en HF-ziekenhuisopname bij patiënten die MI67overleven .

De rechter ventriculaire functie wordt zelden bestudeerd in post-MI HF-modellen. Hier hebben we ontdekt dat de rechter ventriculaire ejectiefractie bij beide rassen is toegenomen. Hoewel RV praktisch niet betrokken was bij myocardnecrose, nam RVEF aanzienlijk toe bij beide rassen, wat wijst op overbelasting van het RV-volume en dus linkerventrikeldisfunctie. Evenzo toonde een klinische studie die 2008 patiënten met chronische systolische HF inschrijft aan dat 733 patiënten (37%) behoorde tot de normale rechterventrikelfunctiecategorie met RVEF≥40%68.

Concluderend hebben we hier aangetoond dat het volwassen Göttingen minipig-model met langdurige follow-up functionele en morfologische parameters van post-MI HF nabootst die vergelijkbaar zijn met die van de mens. Onze huidige gegevens tonen ook aan dat Landrace-varkens niet geschikt zijn voor de evaluatie van post-MI HF, voornamelijk vanwege de gevolgen van de snelle toename van het lichaamsgewicht en het hartgewicht die geen langdurige follow-up mogelijk maakt en interfereert met post-MI HF-pathologie. Landrasvarkens kunnen geschikt zijn om de gevolgen van een acuut myocardinfarct te beoordelen. De huidige uitgebreide karakterisering van de gesloten borstinfarctmodellen in Landrace en Göttingen minipigs zal nuttig zijn voor het kiezen van de optimale grote diermodellen om post-MI HF te bestuderen en het ontwikkelen van nieuwe therapieën tegen deze pathologie.

Beperkingen

Het huidige experiment werd alleen uitgevoerd bij vrouwelijke varkens, daarom blijft het potentiële effect van de verschillende geslachten op post-MI HF onbekend in deze modellen69. Tekenen van HF werden beoordeeld door CMRI, volgens aanbevelingen van een recente richtlijn over de relevantie van strengheid en reproduceerbaarheid in preklinische studies over cardioprotectie12. Het gebruik van meer gerichte angulatie van CMRI-beeldvormingsvlakken en meer gerichte sequentie kan echter resulteren in een betere schatting van linkertrial volumes en longoedeem. Hoewel we in deze studie geen biomarkers en histologische tekenen van post-MI HF hebben gemeten, zijn deze modellen geschikt voor analyse van biomarkers sinds de beschikbaarheid van plasma- en weefselmonsters. Vanwege de verschillende gevoeligheid van de 2 rassen voor ischemie / reperfusieletsel, werden hier verschillende duur van coronaire occlusies geselecteerd die de vergelijking van de 2 modellen kunnen beperken, maar door deze aanpak bereikten we vergelijkbare infarctgrootte. De follow-uptijd bij de 2 rassen was anders, omdat bij de Landrace-varkens slechts 2 maanden follow-uptijd kan worden bereikt vanwege technische redenen, d.w.z. een snelle toename van het lichaamsgewicht die een grote beperking van het Landrace-model vertoont. Een verdere beperking is het ontbreken van verschillende risicofactoren en comorbiditeiten en dus bootsen de huidige grote diermodellen de klinische situatie niet volledig na in termen van de aanwezigheid van meerdere risicofactoren, waaronder co-morbiditeiten en hun medicijnen. Momenteel zijn er echter geen gevestigde grote diermodellen met meerdere comorbiditeiten voor routinematig gebruik. Deze grote diermodellen kunnen niet worden aangedreven voor sterfteanalyse vanwege ethische redenen van dieren en de hoge kosten van deze studies.

Openbaarmakingen

PF is de oprichter en CEO van Pharmahungary Group, een groep R&D-bedrijven

Dankbetuigingen

Deze studie werd gefinancierd door Quark Pharmaceuticals Inc. waar S.A. en E.F. werknemers zijn. Deze studie werd ook ondersteund door het Nationaal Bureau voor Onderzoek, Ontwikkeling en Innovatie van Hongarije (NKFIA; NVKP-16-1-2016-0017 Nationaal Hartprogramma), en door het Higher Education Institutional Excellence Program van het Ministerie van Menselijke Capaciteiten in Hongarije, in het kader van het thematisch programma Therapeutische Ontwikkeling van de Semmelweis Universiteit. GB.B. werd ondersteund door EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00009 en Gedeon Richter Plc. Scholarship. Z.G. werd ondersteund door een János Bolyai Research Scholarships van de Hongaarse Academie van Wetenschappen en door het ÚNKP-19-4 New National Excellence Program van het Ministerie van Menselijke Capaciteiten.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Special Diet Services varkensvoer SDS, Witham, Engeland, Hongaarse distributeur: Akronom Kft.
onderhoudsdieet voor minivarkens nr. 9023, Altromin
voer voor drachtige zeugBonafarm-Bábolna Takarmány Plc
ketaminehydrochlorideRichter Pharma AG
xylazineMedicus Partner
atropineEgis
endotracheale buis Portex
isofluraanAbbot
anesthesietoestelDräger Julian
18 G naaldAnhul Kangda Medical Products Co. Ltd.
5% glucose in Ringer-oplossingB Braun
atracuriumbesylaatGSK
cardiale magnetische resonantiemachineSiemens Healthineers Medical GmbH
acetylsalicylzuurBayer
clopidogrelZentiva
meloxicam (meloxidyl)Ceva
antibioticumcocktail (tardomyocel) comp III.Norbrook
oorvenecanuleB Braun Melsungen AG
magnesiumsulfaatWörwag Pharma GmbH
povidon-jodiumEgis
ECG-elektrodenLeonhard Lang GmbH
6F-ACT introducerSt Jude Medical
heparineTEVA
arteriële druksensor en monitoringsysteemGE Healthcare
geleidraad PT2MS Boston Scientific
5F geleidingskatheterMedtronic Launcher, 5F
fluoroscoop, C-boogSiemens Medical GmbH
Iobitridol (Xenetix)Guerbet
ballonkatheterBoston Scientific, EMERGE, 2,5mm x 12mm
verwarmingsapparaat3M
rectale sondeVatner Kft
pulsoxymeterComen medical
epinefrineRichter Gedeon Rt.
lidocaineEGIS
microkatheterCaravel ASAHI
defibrillatorGE Marquette Responder 1100
perfusiepompen TSE-systeem
antiseptische coatingFriedrich Huber aeronova GmbH&Co
gadobutrolBayer
MASS 7.6 analysesoftwareMedis Medical Imaging Software, Leiden

Referenties

  1. Gerber, Y., et al. A contemporary appraisal of the heart failure epidemic in Olmsted County, Minnesota 2000 to 2010. JAMA Internal Medicine. 175 (6), 996-1004 (2015).
  2. Gerber, Y., et al. Mortality Associated With Heart Failure After Myocardial Infarction: A Contemporary Community Perspective. Circulation: Heart Failure. 9 (1), e002460(2016).
  3. Paradies, V., Chan, M. H. H., Hausenloy, D. J. Primary Angioplasty: A Practical Guide. Watson, T. J., Ong, P. J. L., Tcheng, J. E. , Springer. 307-322 (2018).
  4. Ponikowski, P., et al. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC)Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. European Heart Journal. 37 (27), 2129-2200 (2016).
  5. Windecker, S., et al. ESC/EACTS Guidelines on myocardial revascularization: The Task Force on Myocardial Revascularization of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS)Developed with the special contribution of the European Association of Percutaneous Cardiovascular Interventions (EAPCI). European Heart Journal. 35 (37), 2541-2619 (2014).
  6. Hausenloy, D. J., et al. Novel targets and future strategies for acute cardioprotection: Position Paper of the European Society of Cardiology Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. 113 (6), 564-585 (2017).
  7. Lecour, S., et al. ESC working group cellular biology of the heart: position paper: improving the preclinical assessment of novel cardioprotective therapies. Cardiovascular Research. 104 (3), 399-411 (2014).
  8. Ferdinandy, P., Hausenloy, D. J., Heusch, G., Baxter, G. F., Schulz, R. Interaction of risk factors, comorbidities, and comedications with ischemia/reperfusion injury and cardioprotection by preconditioning, postconditioning, and remote conditioning. Pharmacological Reviews. 66 (4), 1142-1174 (2014).
  9. Gaspar, A., et al. Randomized controlled trial of remote ischaemic conditioning in ST-elevation myocardial infarction as adjuvant to primary angioplasty (RIC-STEMI). Basic Research in Cardiology. 113 (3), 14(2018).
  10. Hausenloy, D. J., et al. Effect of remote ischaemic conditioning on clinical outcomes in patients with acute myocardial infarction (CONDI-2/ERIC-PPCI): a single-blind randomised controlled trial. Lancet. 394 (10207), 1415-1424 (2019).
  11. Heusch, G. Cardioprotection research must leave its comfort zone. European Heart Journal. 39 (36), 3393-3395 (2018).
  12. Bøtker, H. E., et al. Practical guidelines for rigor and reproducibility in preclinical and clinical studies on cardioprotection. Basic Research in Cardiology. 113 (5), 39(2018).
  13. McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nature Protocols. 7 (8), 1479-1496 (2012).
  14. Cesarovic, N., Lipiski, M., Falk, V., Emmert, M. Y. Animals in cardiovascular research. European Heart Journal. 41 (2), 200-203 (2020).
  15. Gutierrez, K., Dicks, N., Glanzner, W. G., Agellon, L. B., Bordignon, V. Efficacy of the porcine species in biomedical research. Frontiers in Genetics. 6, 293(2015).
  16. Lelovas, P. P., Kostomitsopoulos, N. G., Xanthos, T. T. A comparative anatomic and physiologic overview of the porcine heart. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 53 (5), 432-438 (2014).
  17. Itoh, T., et al. Body surface area measurement in laboratory miniature pigs using a computed tomography scanner. Journal of Toxicological Sciences. 41 (5), 637-644 (2016).
  18. Swindle, M. M., Makin, A., Herron, A. J., Clubb, F. J. Jr, Frazier, K. S. Swine as models in biomedical research and toxicology testing. Veterinary Pathology. 49 (2), 344-356 (2012).
  19. Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Gottingen minipig: intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), (2011).
  20. Pepine, C. J., Hill, J. A., Labert, C. R. Diagnostic and therapeutic cardiac catheterization. , Wilkins & Wilkins. (1998).
  21. Thompson, C. A. Textbook Of Cardiovascular Intervention. , Springer London LTD. (2016).
  22. Moral, S., et al. Quantification of myocardial area at risk: validation of coronary angiographic scores with cardiovascular magnetic resonance methods. Revista Española de Cardiología (English Edition). 65 (11), 1010-1017 (2012).
  23. Candell-Riera, J., et al. Culprit lesion and jeopardized myocardium: correlation between coronary angiography and single-photon emission computed tomography. Clinical Cardiology. 20 (4), 345-350 (1997).
  24. Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67(2017).
  25. Giricz, Z., et al. Swiprosin-1/EFhD-2 Expression in Cardiac Remodeling and Post-Infarct Repair: Effect of Ischemic Conditioning. International Journal of Molecular Sciences. 21 (9), (2020).
  26. Gyöngyösi, M., et al. Inhibition of interleukin-1beta convertase is associated with decrease of neointimal hyperplasia after coronary artery stenting in pigs. Molecular and Cellular Biochemistry. 249 (1-2), 39-43 (2003).
  27. Gyöngyösi, M., et al. Platelet activation and high tissue factor level predict acute stent thrombosis in pig coronary arteries: prothrombogenic response of drug-eluting or bare stent implantation within the first 24 hours. Thrombosis and Haemostasis. 96 (2), 202-209 (2006).
  28. Lukovic, D., et al. Transcriptional Alterations by Ischaemic Postconditioning in a Pig Infarction Model: Impact on Microvascular Protection. International Journal of Molecular Sciences. 20 (2), (2019).
  29. Pavo, N., et al. On-line visualization of ischemic burden during repetitive ischemia/reperfusion. JACC Cardiovascular Imaging. 7 (9), 956-958 (2014).
  30. Stone, G. W., et al. Relationship Between Infarct Size and Outcomes Following Primary PCI: Patient-Level Analysis From 10 Randomized Trials. Journal of the American College of Cardiology. 67 (14), 1674-1683 (2016).
  31. Lønborg, J., et al. Final infarct size measured by cardiovascular magnetic resonance in patients with ST elevation myocardial infarction predicts long-term clinical outcome: an observational study. European Heart Journal: Cardiovascular Imaging. 14 (4), 387-395 (2013).
  32. Karantalis, V., et al. Synergistic Effects of Combined Cell Therapy for Chronic Ischemic Cardiomyopathy. Journal of the American College of Cardiology. 66 (18), 1990-1999 (2015).
  33. Natsumeda, M., et al. A Combination of Allogeneic Stem Cells Promotes Cardiac Regeneration. Journal of the American College of Cardiology. 70 (20), 2504-2515 (2017).
  34. Quevedo, H. C., et al. Allogeneic mesenchymal stem cells restore cardiac function in chronic ischemic cardiomyopathy via trilineage differentiating capacity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (33), 14022-14027 (2009).
  35. Schuleri, K. H., et al. CT for evaluation of myocardial cell therapy in heart failure: a comparison with CMR imaging. JACC: Cardiovascular Imaging. 4 (12), 1284-1293 (2011).
  36. Schuleri, K. H., et al. Cardiovascular magnetic resonance characterization of peri-infarct zone remodeling following myocardial infarction. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 14 (1), 24(2012).
  37. Schuleri, K. H., et al. Autologous mesenchymal stem cells produce reverse remodelling in chronic ischaemic cardiomyopathy. European Heart Journal. 30 (22), 2722-2732 (2009).
  38. Jansen of Lorkeers, S. J., et al. Xenotransplantation of Human Cardiomyocyte Progenitor Cells Does Not Improve Cardiac Function in a Porcine Model of Chronic Ischemic Heart Failure. Results from a Randomized, Blinded, Placebo Controlled Trial. PLoS One. 10 (12), e0143953(2015).
  39. van Hout, G. P., et al. Admittance-based pressure-volume loops versus gold standard cardiac magnetic resonance imaging in a porcine model of myocardial infarction. Physiological Report. 2 (4), e00287(2014).
  40. Thavapalachandran, S., et al. Platelet-derived growth factor-AB improves scar mechanics and vascularity after myocardial infarction. Science Translational Medicine. 12 (524), (2020).
  41. Pahlm, U. S., et al. Regional wall function before and after acute myocardial infarction; an experimental study in pigs. BMC Cardiovascular Disorders. 14, 118(2014).
  42. Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67(2017).
  43. Petersen, S. E., et al. Reference ranges for cardiac structure and function using cardiovascular magnetic resonance (CMR) in Caucasians from the UK Biobank population cohort. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 19 (1), 18(2017).
  44. Bellera, N., et al. Single intracoronary injection of encapsulated antagomir-92a promotes angiogenesis and prevents adverse infarct remodeling. Journal of the American Heart Association. 3 (5), e000946(2014).
  45. Sharp, T. E. 3rd, et al. Cortical Bone Stem Cell Therapy Preserves Cardiac Structure and Function After Myocardial Infarction. Circulation Research. 121 (11), 1263-1278 (2017).
  46. Crisostomo, V., et al. Delayed administration of allogeneic cardiac stem cell therapy for acute myocardial infarction could ameliorate adverse remodeling: experimental study in swine. Journal of Translational Medicine. 13, 156(2015).
  47. Uitterdijk, A., et al. VEGF165A microsphere therapy for myocardial infarction suppresses acute cytokine release and increases microvascular density but does not improve cardiac function. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 309 (3), H396-H406 (2015).
  48. Vilahur, G., et al. HMG-CoA reductase inhibition prior reperfusion improves reparative fibrosis post-myocardial infarction in a preclinical experimental model. International Journal of Cardiology. 175 (3), 528-538 (2014).
  49. Vilahur, G., et al. Reperfusion-triggered stress protein response in the myocardium is blocked by post-conditioning. Systems biology pathway analysis highlights the key role of the canonical aryl-hydrocarbon receptor pathway. European Heart Journal. 34 (27), 2082-2093 (2013).
  50. Zalewski, J., et al. Cyclosporine A reduces microvascular obstruction and preserves left ventricular function deterioration following myocardial ischemia and reperfusion. Basic Research in Cardiology. 110 (2), 18(2015).
  51. Galvez-Monton, C., et al. Comparison of two preclinical myocardial infarct models: coronary coil deployment versus surgical ligation. Journal of Translational Medicine. 12, 137(2014).
  52. Ghugre, N. R., Pop, M., Barry, J., Connelly, K. A., Wright, G. A. Quantitative magnetic resonance imaging can distinguish remodeling mechanisms after acute myocardial infarction based on the severity of ischemic insult. Magnetic Resonance in Medicine. 70 (4), 1095-1105 (2013).
  53. Sim, D. S., et al. Cardioprotective effect of fimasartan, a new angiotensin receptor blocker, in a porcine model of acute myocardial infarction. Journal of Korean Medical Science. 30 (1), 34-43 (2015).
  54. Schuleri, K. H., et al. The adult Gottingen minipig as a model for chronic heart failure after myocardial infarction: focus on cardiovascular imaging and regenerative therapies. Comparative Medicine. 58 (6), 568-579 (2008).
  55. Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. Journal of Visualized Experiments. (86), (2014).
  56. de Jong, R., et al. Cardiac function in a long-term follow-up study of moderate and severe porcine model of chronic myocardial infarction. BioMed Research International. 2015, 209315(2015).
  57. Raake, P. W. J., et al. Comprehensive cardiac phenotyping in large animals: comparison of pressure-volume analysis and cardiac magnetic resonance imaging in pig post-myocardial infarction systolic heart failure. International Journal of Cardiovascular Imaging. 35 (9), 1691-1699 (2019).
  58. Burns, R. J., et al. The relationships of left ventricular ejection fraction, end-systolic volume index and infarct size to six-month mortality after hospital discharge following myocardial infarction treated by thrombolysis. Journal of the American College of Cardiology. 39 (1), 30-36 (2002).
  59. Cohn, J. N., Ferrari, R., Sharpe, N. Cardiac remodeling--concepts and clinical implications: a consensus paper from an international forum on cardiac remodeling. Behalf of an International Forum on Cardiac Remodeling. Journal of the American College of Cardiology. 35 (3), 569-582 (2000).
  60. Migrino, R. Q., et al. End-systolic volume index at 90 to 180 minutes into reperfusion therapy for acute myocardial infarction is a strong predictor of early and late mortality. The Global Utilization of Streptokinase and t-PA for Occluded Coronary Arteries (GUSTO)-I Angiographic Investigators. Circulation. 96 (1), 116-121 (1997).
  61. White, H. D., et al. Left ventricular end-systolic volume as the major determinant of survival after recovery from myocardial infarction. Circulation. 76 (1), 44-51 (1987).
  62. Asgeirsson, D., et al. Longitudinal shortening remains the principal component of left ventricular pumping in patients with chronic myocardial infarction even when the absolute atrioventricular plane displacement is decreased. BMC Cardiovascular Disorders. 17 (1), 208(2017).
  63. Pfeffer, M. A., Lamas, G. A., Vaughan, D. E., Parisi, A. F., Braunwald, E. Effect of captopril on progressive ventricular dilatation after anterior myocardial infarction. New England Journal of Medicine. 319 (2), 80-86 (1988).
  64. McKay, R. G., et al. Left ventricular remodeling after myocardial infarction: a corollary to infarct expansion. Circulation. 74 (4), 693-702 (1986).
  65. Cung, T. T., et al. Cyclosporine before PCI in Patients with Acute Myocardial Infarction. New England Journal of Medicine. 373 (11), 1021-1031 (2015).
  66. Savoye, C., et al. Left ventricular remodeling after anterior wall acute myocardial infarction in modern clinical practice (from the REmodelage VEntriculaire [REVE] study group). American Journal of Cardiology. 98 (9), 1144-1149 (2006).
  67. Meris, A., et al. Left atrial remodelling in patients with myocardial infarction complicated by heart failure, left ventricular dysfunction, or both: the VALIANT Echo study. European Heart Journal. 30 (1), 56-65 (2009).
  68. Meyer, P., et al. Effects of right ventricular ejection fraction on outcomes in chronic systolic heart failure. Circulation. 121 (2), 252-258 (2010).
  69. Perrino, C., et al. Improving Translational Research in Sex-specific Effects of Comorbidities and Risk Factors in Ischemic Heart Disease and Cardioprotection: Position Paper and Recommendations of the ESC Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. , (2020).

Herprints en machtigingen

Tags

Göttingen minivarkenscardiale magnetische resonantieinductie van myocardinfarctgrote diermodellencardiale remodellering
Post-Myocardinfarct Hartfalen in gesloten borst Coronaire Occlusie/Reperfusie Model in Göttingen Minipigs en Landrace Varkens
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.