Dit protocol schetst de stappen voor het induceren van een hartinfarct bij muizen met behoud van het hartzakje en de inhoud ervan.
Methodenartikel
Dit protocol schetst de stappen voor het induceren van een hartinfarct bij muizen met behoud van het hartzakje en de inhoud ervan.
Dit protocol heeft aangetoond dat het pericardium en de inhoud ervan een essentiële anti-fibrotische rol spelen in het ischemische knaagdiermodel (coronaire ligatie om myocardinfarct te induceren). De meeste preklinische myocardinfarctmodellen vereisen de verstoring van de pericardiale integriteit met verlies van het homeostatische cellulaire milieu. Onlangs is er echter een methodologie door ons ontwikkeld om een hartinfarct te induceren, dat pericardiale schade minimaliseert en de inwonende immuuncelpopulatie van het hart behoudt. Een verbeterd cardiaal functioneel herstel bij muizen met een intacte pericardiale ruimte na coronaire ligatie is waargenomen. Deze methode biedt de mogelijkheid om ontstekingsreacties in de pericardiale ruimte na een hartinfarct te bestuderen. Verdere ontwikkeling van de etiketteringstechnieken kan worden gecombineerd met dit model om het lot en de functie van pericardiale immuuncellen te begrijpen bij het reguleren van de ontstekingsmechanismen die remodellering in het hart stimuleren, waaronder fibrose.
Tot op de dag van vandaag wordt hart- en vaatziekten (CVD) wereldwijd erkend als de belangrijkste doodsoorzaak, wat resulteert in een aanzienlijke financiële last en een vermindering van de kwaliteit van leven van de patiënt1. Coronaire hartziekte (CAD) is een subtype van CVD en speelt een essentiële rol bij de ontwikkeling van een hartinfarct (MI), dat een belangrijke bijdrage levert aan de mortaliteit. Per definitie is MI het gevolg van onomkeerbaar letsel aan het myocardiale weefsel als gevolg van langdurige aandoeningen van ischemie en hypoxie. Myocardinaal weefsel mist regeneratiecapaciteit, dus verwondingen zijn permanent en resulteren in de vervanging van de hartspier door een fibrotisch litteken dat in eerste instantie beschermend kan zijn, maar uiteindelijk bijdraagt aan nadelige hartremodellering en uiteindelijk hartfalen2.
Hoewel het beheer van patiënten met CAD de afgelopen decennia dramatisch is verbeterd, treft chronisch hartfalen (CHF) secundair aan ischemie veel patiënten wereldwijd. Om deze epidemie te voorkomen en te beheersen, is het noodzakelijk om de onderliggende mechanismen uitgebreider te begrijpen en nieuwe therapeutische benaderingen te ontwikkelen. Bovendien benadrukken bevindingen uit het verleden de beperkingen van systemische therapie en de noodzaak om precieze alternatieven te ontwikkelen. Gezien het onderzoek naar de moleculaire gevolgen van MI bij mensen wordt beïnvloed door het vermogen om toegang te krijgen tot infarcted weefsel, zijn diermodellen die de kenmerken en ontwikkeling van menselijke MI en CHF met betrekking tot HVZ samenvatten onmisbaar.
Omdat ideale diermodellen qua structurele en functionele kenmerken sterk lijken op een menselijke aandoening, zou ziekte-etiologie hun conceptie moeten leiden. In CAD is het de chronische atherosclerotische stenose van kransslagaders of acute trombotische occlusie. Verschillende methoden zijn ontwikkeld en toegepast in verschillende soorten proefdieren om kransslagadervernauwing of occlusie te induceren. Dergelijke strategieën kunnen grofweg worden ingedeeld in twee groepen: (1) mechanische manipulatie van een kransslagader om een MI te induceren en (2) het versnellen van atherosclerose om coronaire vernauwing te vergemakkelijken die leidt tot een MI. De eerste strategie omvat meestal de ligatie van een kransslagader of de plaatsing van een stent in de slagader. De tweede benadering heeft de neiging om te vertrouwen op het aanpassen van het dieet van het dier om voedsel met een hoog vetgehalte / cholesterolgehalte op te nemen. Enkele van de beperkingen van deze laatste benadering zijn het gebrek aan controle over de timing en plaats van coronaire occlusies.
Daarentegen heeft de chirurgische inductie van MI of ischemie in een diermodel verschillende voordelen, zoals locatie, precieze timing en omvang van de coronaire gebeurtenis, wat leidt tot meer reproduceerbare resultaten. De meest gebruikte methode is chirurgische ligatie van de linker anterieure dalende kransslagader (LAD). Dergelijke modellen recapituleren menselijke reacties op acuut ischemisch letsel, evenals de progressie naar CHF3. Aanvankelijk ontwikkeld bij grotere dieren, is LAD-chirurgie op kleine dieren zoals knaagdieren haalbaarder geworden met de vooruitgang in technologie4. Bij het opzetten van dergelijke modellen zijn muizen om verschillende redenen begunstigd, waaronder hun relatieve beschikbaarheid, lage kosten voor huisvesting en hun vermogen tot genetische manipulatie.
Hedendaagse chirurgische modellen van ischemische hartziekte met behulp van LAD-occlusie vereisen dat de onderzoeker het pericardium opent om de slagader tijdelijk of permanent teligateeren 5. Dergelijke strategieën resulteren in de verstoring van de pericardiale ruimte, die een in wezen mechanische en smerende functie speelt om een goede hartfunctie te garanderen. Een ander nadeel van het openen van het hartzakje is het verliezen van de inheemse pericardvloeistof van het dier met zijn verschillende cellulaire en eiwitcomponenten 6,7. Als reactie hierop werd door ons een methode ontwikkeld om MI te induceren terwijl het hartzakje intact bleef. Naast het minimaliseren van de verstoring van deze homeostatische omgeving, maakt deze aanpak het mogelijk om specifieke cellen te taggen en te traceren na het veroorzaken van een MI. Bovendien vertegenwoordigt deze aanpak beter myocardiale ischemische schade in de menselijke omgeving.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Mannelijke en vrouwelijke C57BL/6J muizen tussen de 8-14 weken oud werden gebruikt voor deze experimenten. Dit protocol heeft ethische goedkeuring gekregen van het Animal Care Committee van de Universiteit van Calgary en volgt alle richtlijnen voor dierverzorging.
1. Muisvoorbereiding en chirurgie
2. Functionele beoordeling van de hartfunctie door echocardiografie (ECG)
3. Hartweefselverzameling voor fibrosekleuring
4. Flowcytometrie van hart- en pericardholtespoeling
5. Etikettering van pericardiale macrofaag met behulp van de Intercostal Approach to the Pleural Space (ICAPS) methode9
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit gemodificeerde coronaire ligatiemodel is geoptimaliseerd om reproduceerbaarheid en overleving van dieren te bereiken. Vanwege het aanzienlijke letsel dat in het hart wordt veroorzaakt, zijn sommige verwachte intra-operatieve en postoperatieve mortaliteit echter geassocieerd met de procedure. De standaardsterfte is doorgaans hoger bij mannen (~25-35%) dan bij vrouwen (~ 10-15%).
Succesvolle inductie van een MI met de gemodificeerde coronaire ligatie moet duidelijk zijn door veranderingen in...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het induceren van een MI in een gesloten hartzakje bij knaagdieren is uniek en kan potentieel belangrijke toepassingen hebben. De procedure is sterk afhankelijk van de bekendheid van de chirurg met het knaagdiermodel en de hartanatomie van knaagdieren. Succes is ook afhankelijk van de zorg die wordt gegeven tijdens drie kritieke stappen: intercostale spierincisie en ribterugtrekking (stappen 1.11-1.13), het creëren van het infarct (stap 1.17) en herstel van dieren (stappen 1.22-1.24).
De thora...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen conflicten te onthullen.
```html
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Steri-350 Bead Sterilizer | Inotech | NC9449759 | |
| 10% Formalin | Millipore Sigma | HT501128-4L | |
| 40 µm Cell strainer | VWR | CA21008-949 | Falcon, 352340 |
| 70 µm Cell strainer | VWR | CA21008-952 | Falcon, 352350 |
| ACK Lysis Buffer | Thermo Fisher | A1049201 | |
| BD Insyte-W Catheter Needle 24 G X 3/4" | CDMV Inc | 108778 | |
| Betadine (10% povidone-iodine topical solution) | CDMV Inc | 104826 | |
| Blunt Forceps | Fine Science Tools | FST 11000-12 | |
| BNP Ophthalmic Ointment | CDMV Inc | 17909 | |
| Castroviejo Needle Driver | Fine Science Tools | FST 12061-01 | |
| Centrifuge 5810R | Eppendorf | 22625101 | |
| Collagenase I | Millipore Sigma | SCR103 | |
| Collagenase XI | Millipore Sigma | C7657 | |
| Covidien 5-0 Polysorb Suture - CV-11 taper needle | Medtronic Canada | GL-890 | |
| Covidien 5-0 Polysorb Suture - PC-13 cutting needle | Medtronic Canada | SL-1659 | |
| Curved Blunt Forceps | Fine Science Tools | FST 11009-13 | |
| Dako Mounting Medium | Agilen | CS70330-2 | |
| DNase I | Millipore Sigma | 11284932001 | |
| Ethanol, 100% | Millipore Sigma | MFCD00003568 | |
| Ethicon 8-0 Ethilon Suture - BV-130-4 taper needle | Johnson & Johnson Inc. | 2815G | |
| Fiber-Optic Light | Nikon | 2208502 | |
| Fine Forceps | Fine Science Tools | FST 11150-10 | |
| Fluoresbrite® YG Carboxylate Microspheres 1.00 µm | Polysciences, Inc. | 15702 | |
| Geiger Thermal Cautery Unit | World Precision Instruments | 501293 | Model 150-ST |
| Hyaluronidase | Millipore Sigma | H4272 | |
| Isofluorane Vaporizer | Harvard Apparatus | 75-0951 | |
| Isoflurane USP, 250 mL | CDMV Inc | 108737 | |
| Magnetic Fixator Retraction System | Fine Science Tools | 18200-20 | |
| MX550D- 40 MHz probe | Fujifilm- Visual Sonics | ||
| Needle Driver | Fine Science Tools | FST 12002-12 | |
| PE-10 Tubing | Braintree Scienctific, Inc. | PE10 50 FT | |
| Scissors | Fine Science Tools | FST 14184-09 | |
| SMZ-1B Stereo Microscope | Nikon | SMZ1-PS | |
| VentElite Small Animal Ventilator | Harvard Apparatus | 55-7040 | |
| Vetergesic (10 mL, 0.3mg/mL buprenorphine)) | CDMV Inc | 124918 | controlled drug |
| Vevo 2100 Software | Fujifilm-Visual Sonics |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen