Methodenartikel

Innovatieve diermodellen van cardiale remodellering: ontwikkeling en evaluatie

DOI:

10.3791/65019

3 maart 2023

In dit artikel

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

BESPREKTE ARTIKELEN:

Liao, R. et al. Generatie en karakterisering van rechterventriculair myocardinfarct geïnduceerd door permanente ligatie van de rechter kransslagader bij muizen. Journal of Visualized Experiments. (180), e63508 (2022).

Li, X. et al. Totstandbrenging en evaluatie van een varkensvene-transplantaatziektemodel. Journal of Visualized Experiments. (185), e63896 (2022).

Lu, A. et al. Virale transgenexpressie in harten van knaagdieren en de beoordeling van het risico op hartritmestoornissen. Journal of Visualized Experiments. (185), e64073 (2022).

Wang, Y., Gao, H., Li, Y., Sun, H., Liu, L. Schatting van bilaterale atriale functie door cardiovasculaire magnetische resonantie-functietracering bij patiënten met paroxismale atriale fibrillatie. Journal of Visualized Experiments. (185), e63598 (2022).

Wu, J. et al. Chirurgisch geïnduceerde hartvolume-overbelasting door aorta-insufficiëntie bij muizen. Journal of Visualized Experiments. (186), e63579 (2022).

Li, X. et al. Een chirurgisch model van hartfalen met gehandhaafde ejectiefractie bij Tibetaanse dwergzwijntjes. Journal of Visualized Experiments. (180), e63526 (2022).

Wang, M. et al. Verbeterde renale denervatie verminderde hypertensie geïnduceerd door angiotensine II-infusie. Journal of Visualized Experiments. (183), e63719 (2022).

Xia, Y. et al. Onderzoek naar de pathogenese van MYH7-mutatie Gly823Glu bij familiale hypertrofische cardiomyopathie met behulp van een muismodel. Journal of Visualized Experiments. (186), e63949 (2022).

Redactioneel

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De term 'cardiac remodeling' wordt gebruikt om veranderingen in de structuur of functie van het hart te beschrijven die worden veroorzaakt door verschillende stressfactoren sinds het begrip voor het eerst werd bedacht door Hochman en Bulkley in het myocardiale infarct (MI) model in de vroege jaren 19801,2. Gehermodelleerde harten kunnen systolische of diastolische disfunctie, aritmieën, ventrikelwandhypertrofie, littekens, vasculaire afwijkingen, fibrose, myocytendod, ontstekingen, metabole stoornissen en cellulaire en moleculaire veranderingen vertonen3. De consequentie van deze hartverandering is vaak hartfalen. Diermodellen zijn essentiële hulpmiddelen voor het identificeren van de mechanismen van ziekten en het verkennen van interventiestrategieën om hartverandering te verminderen en om te keren. Het doel van deze methodencollectie is om innovatieve benaderingen te introduceren voor het ontwikkelen van muis- of minivarkensmodellen van hartverandering. De opname van verschillende dieren maakt het mogelijk om onderzoek van de basis, verkennende onderzoeken die knaagdieren gebruiken, naar het preklinische model van varkens te verplaatsen. De door de auteurs gebruikte strategieën omvatten rechterventrikel MI geïnduceerd door ligatie van de rechter kransslagader bij muizen4, geprogrammeerde elektrische stimulatie-geïnduceerde hartritmestoornissen bij muizen5, venenaders geïnduceerd door coronaire bypass-operatie (CABG) bij varkens6, hartvolumeoverbelasting als gevolg van aorta-insufficiëntie bij muizen7, hartfalen met behouden ejectiefractie (HFpEF) geïnduceerd door constriktie van de aflopende aorta bij varkens8, gecombineerde angiotensine II-infusie en renale denervatie om de bloeddruk te beheersen bij muizen9, en mutaties in een humaan homoloog gen, cardiale myosine zware keten 7-gen (MYH7), in muizenharten10. Daarnaast bieden de auteurs gedetailleerde protocollen voor het beoordelen van hartverandering met behulp van cardiale magnetische resonantie-functietracking (CMR-FT) bij patiënten11, echografie bij muizen en varkens4,7,8,10, elektrofysiologische opnames bij muizen5, hemodynamische metingen bij muizen4,7, histologie van muizen- of varkenshart4,6,7,8,9,10, en biomarkers6,8,9.

Myocardinfarct is de meest voorkomende oorzaak van hartverandering12. Betrokkenheid van de rechter ventrikel is bekend als geassocieerd met een verhoogd risico op overlijden door inferieur MI13,14. Het model van linker kransslagaderligatie is veel gebruikt om de klinische kenmerken van MI te simuleren15,16. Daarom ontwikkelen Liao et al.4 een muismodel dat zich richt op rechter ventrikel MI door middel van permanente ligatie van de rechter kransslagader. De auteurs demonstreren de procedure voor cardiale chirurgie bij muizen en methoden om de functie van de rechter ventrikel, hemodynamiek en histologie te bepalen. Bovendien worden representatieve afbeeldingen van coronaire vaatcasts bij muizen gepresenteerd. De introductie van een rechter ventrikel MI-model zal de begrip van de mechanismen die hartverandering na myocardiaal infarct in het minder vaak onderzochte rechter hart veroorzaken, bevorderen.

CABG wordt gebruikt om langdurige MI of meervats coronaire hartziekten te behandelen. Echter, venenaders kunnen pathologische veranderingen ondergaan en zich na de operatie opnieuw sluiten, wat leidt tot venenadersziekte17. Li et al.6 beschrijven gedetailleerd een varkens CABG procedure met gebruik van de interne mammariavene als een graft6. Daarnaast demonstreren de auteurs de methode van trachea-intubatie bij varkens en de procedure voor het verzamelen van de linker interne mammariavene. Dit model kan worden gebruikt om behandelingen te testen die de doorlaatbaarheid van venenaders behouden of nadelige graftverandering verminderen.

Atriale en ventriculaire aritmieën worden vaak gediagnosticeerd bij patiënten met acuut MI18,19. Hoewel muismodellen beperkingen hebben in termen van het bestuderen van hartritmestoornissen vanwege hun hoge hartslag en kleine lichaamsgrootte, zijn onderzoekers erin geslaagd om muiselektrocardiogrammen op te nemen en te manipuleren om waardevolle inzichten te verkrijgen in de elektrische veranderingen van het hart na MI. In deze context combineren Lu et al.5 geprogrammeerde elektrische stimulatie en geïsoleerde hartperfusie om ventriculaire tachyaritmieën bij MI muizen te bestuderen. De auteurs demonstreren ook het gebruik van een echocardiografie-geleide injectie van recombinant virus in muis- en ratventrikels. De in dit artikel beschreven technieken zijn waardevol voor het bestuderen van de cardiale ritmestoornissen die geassocieerd zijn met nadelige hartverandering na MI.

Atriale aritmieën zijn onafhankelijke risicofactoren voor atriale remodellering en disfunctie. Wang et al.11 passen CMR-FT toe om atriale spanning en atriale functie bij patiënten te beoordelen, waardoor een nauwkeurige beoordeling van atriale disfunctie mogelijk wordt. Met de vooruitgang in klinische MRI-diagnostische technieken hebben onderzoekers deze benadering

Openbaarmakingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd ondersteund door het Guangdong Science and Technology Program 2008A08003 (F.H.Y.), 2022A1515012338 (F.H.Y.), 2022A1515011154 (F.H.Y.), Canadian Institutes of Health Research Grant MOP126077 (W.G.P), Heart and Stroke Foundation of Canada Grant G-21–0031543 (W.G.P.), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada Grant RGPIN-2018–04732 (W.G.P), en Guangdong Provincial Key Laboratory of Laboratory Animals (2017B030314171).

Referenties

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hochman, J. S., Bulkley, B. H. Expansion of acute myocardial infarction: An experimental study. Circulation. 65 (7), 1446-1450 (1982).
  2. 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).
  3. Burchfield, J. S., Xie, M., Hill, J. A. Pathological ventricular remodeling: mechanisms: Part. 128 (4), 388-400 (2013).
  4. Liao, R., et al. Generation and characterization of right ventricular myocardial infarction induced by permanent ligation of the right coronary artery in mice. Journal of Visualized Experiments. (180), e63508(2022).
  5. Lu, A., et al. Viral transgene expression in rodent hearts and the assessment of cardiac arrhythmia risk. Journal of Visualized Experiments. (185), e64073(2022).
  6. Li, X., et al. Establishment and evaluation of a porcine vein graft disease model. Journal of Visualized Experiments. (185), e63896(2022).
  7. Wu, J., et al. Surgically induced cardiac volume overload by aortic regurgitation in mouse. Journal of Visualized Experiments. (186), e63579(2022).
  8. Li, X., et al. A surgical model of heart failure with preserved ejection fraction in Tibetan minipigs. J Vis Exp. (180), e63526(2022).
  9. Wang, M., et al. Improved renal denervation mitigated hypertension induced by angiotensin II infusion. Journal of Visualized Experiments. (183), e63719(2022).
  10. Xia, Y., et al. Investigating the pathogenesis of MYH7 mutation Gly823Glu in familial hypertrophic cardiomyopathy using a mouse model. Journal of Visualized Experiments. (186), e63949(2022).
  11. Wang, Y., Gao, H., Li, Y., Sun, H., Liu, L. Estimating bilateral atrial function by cardiovascular magnetic resonance feature tracking in patients with paroxysmal atrial fibrillation. Journal of Visualized Experiments. (185), e63598(2022).
  12. Sutton, M. G., Sharpe, N. Left ventricular remodeling after myocardial infarction: Pathophysiology and therapy. Circulation. 101 (25), 2981-2988 (2000).
  13. Mehta, S. R., et al. Impact of right ventricular involvement on mortality and morbidity in patients with inferior myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 37 (1), 37-43 (2001).
  14. Sanz, J., Sánchez-Quintana, D., Bossone, E., Bogaard, H. J., Naeije, R. Anatomy, function, and dysfunction of right JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 73 (12), 1463-1482 (2019).
  15. Lindsey, M. L., et al. Guidelines for in vivo mouse models of myocardial infarction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 321 (6), 1056-1073 (2021).
  16. Cops, J., Haesen, S., De Moor, B., Mullens, W., Hansen, D. Current animal models for the study of congestion in heart failure: An overview. Heart Failure Reviews. 24 (3), 387-397 (2019).
  17. de Vries, M. R., Simons, K. H., Jukema, J. W., Braun, J., Quax, P. H. Vein graft failure: From pathophysiology to clinical outcomes. Nature Reviews Cardiology. 13 (8), 451-470 (2016).
  18. Schmitt, J., Duray, G., Gersh, B. J., Hohnloser, S. H. Atrial fibrillation in acute myocardial infarction: a systematic review of the incidence, clinical features and prognostic implications. European Heart Journal. 30 (9), 1038-1045 (2009).
  19. Bigger, J. T., Fleiss, J. L., Kleiger, R., Miller, J. P., Rolnitzky, L. M. The relationships among ventricular arrhythmias, left ventricular dysfunction, and mortality in the 2 years after myocardial infarction. Circulation. 69 (2), 250-258 (1984).
  20. Daal, M. R. R., et al. Quantification of mouse heart left ventricular function, myocardial strain, and hemodynamic forces by cardiovascular magnetic resonance imaging. Journal of Visualized Experiments. (171), e62595(2021).
  21. Brenner, G. B., et al. Post-myocardial infarction heart failure in closed-chest coronary occlusion/reperfusion model in Göttingen minipigs and Landrace pigs. Journal of Visualized Experiments. (170), e61901(2021).
  22. Bekeredjian, R., Grayburn, P. A. Valvular heart disease: Aortic regurgitation. Circulation. 112 (1), 125-134 (2005).
  23. Singh, J. P., et al. Prevalence and clinical determinants of mitral, tricuspid, and aortic regurgitation (the Framingham Heart Study). American Journal of Cardiology. 83 (6), 897-902 (1999).
  24. Dunlay, S. M., Roger, V. L., Redfield, M. M. Epidemiology of heart failure with preserved ejection fraction. Nature Reviews Cardiology. 14 (10), 591-602 (2017).
  25. Maron, B. J., Maron, M. S. Hypertrophic cardiomyopathy. Lancet. 381 (9862), 242-255 (2013).

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Myocardial InfarctionVein Graft DiseaseRodent HeartsCardiac Arrhythmia RiskBilateral Atrial FunctionParoxysmal Atrial FibrillationCardiac Volume OverloadHeart FailurePreserved Ejection FractionHypertension MitigationMYH7 MutationFamilial Hypertrophic Cardiomyopathy

Gerelateerde artikelen