Creatie van Muizen Experimentele abdominale aorta-aneurysma met Elastase
23 juli 2009
Deze video laat zien hoe u abdominale aorta-aneurysma (AAA) te induceren in muizen via voorbijgaande intraluminale infusie van varkens pancreas elastase in de infrarenale segment van de abdominale aorta. Het model heeft de mogelijkheid om breed inzicht toe te voegen in de pathobiologie van AAA te wijten aan de opkomst van tal van transgene en knockout muizen.
Deze chirurgische procedure om een abdominaal aorta-aneurysma te creëren begint met een midline abdominale incisie. De inhoud van de buikholte wordt opzij geschoven en alle zijtakken van de aorta worden geligeerd. De proximale en distale delen van de aorta worden afgebonden.
Het hart wordt doorgeprikt met een naald en er wordt een overvloed aan elastase toegediend via een hitte-getaperde polyethyleenbuis. Wanneer de toediening voltooid is, wordt de AOR-autotomie gesloten. De ligaturen worden verwijderd, de aorta vult zich met bloed en de buikholte wordt gesloten.
De muis krijgt vervolgens de tijd om te herstellen en het aneurysma zal binnen 14 dagen volledig gedilateerd zijn. Hallo, ik ben Julian Asma van het laboratorium voor Foetale Cellen van de Afdeling Cardiovasculaire Geneeskunde aan de Stanford University. Vandaag laat ik u de procedure zien voor het injecteren van een nieuw experimenteel abdominaal aorta-aneurysma met elastase.
We gebruiken deze procedure in uw laboratorium om de PE's van de abdominale arteria te bestuderen. Laten we beginnen. Om uw experimenten te starten, selecteert u een relevante muis, bijvoorbeeld een C 57 black six muis, en anestheseert u deze met geïnhaleerd isofluraan totdat de muis bewusteloos is. Houd er rekening mee dat verschillende muizenstammen variëren in de snelheid van aneurysmagroei.
Verwijder de geanestheseerde muis uit de kamer bij een adequaat verlichte preparatiestation. Scheer de vacht van de buik vanaf het uiteinde van het borstbeen tot aan de aanzet van de poten. Gebruik ontharingscrème om de resterende haren te verwijderen.
Wrijf de blote huid in met 70% alcohol totdat alle haren uit het geschoren gebied zijn verwijderd. Wrijf vervolgens de huid minimaal drie keer in met Betadine, waarbij tussen de beurten door met alcohol wordt geswabt. Plaats de muis vervolgens in rugligging op het operatieveld om de muis bewusteloos te houden.
Plaats tijdens de operatie een tube op de neus die isofluraan toedient met dezelfde stroomsnelheid als gebruikt voor de inductie van de narcose. De elastase wordt op ijs bewaard en in een spuit opgezogen. De spuit wordt vervolgens vastgeklemd en naast het operatieveld geplaatst, waarna de katheter wordt bevestigd.
Het is belangrijk dat de punt van de katheter steriel blijft, wat wordt bereikt door de punt in een steriel flacon te plaatsen. Zorg ervoor dat er gebruik wordt gemaakt van steriele technieken voordat de muis wordt opengesneden. Begin met het aantrekken van steriele handschoenen.
De chirurgische instrumenten, scharen, naaldhouders en pincetten moeten vóór de operatie worden gedesinfecteerd. Neem de tijd om uw voorbereidingen bewust te controleren en probeer andere potentiële bronnen van contaminatie tijdens de operatie te verhelpen. Als de steriele techniek tijdens de procedure wordt doorbroken, steriliseer uw instrument dan opnieuw in een hot bead-sterilisator.
Zodra alles is voorbereid, wordt de operatie gestart met een lange mediane abdominale incisie in de buikholte. Verplaats de buikinhoud naar de vrije ruimte in de buikholte of retraheer deze buiten de buik met steriel gaas om de aorta abdominalis bloot te leggen. Gebruik nu een pincet om de aorta abdominalis voorzichtig te isoleren vanaf het niveau van de linker niervene tot aan de bifurcatie.
In het getoonde geval is er een enkele zijtak die zich boven de plaats bevindt waar we de aorta ligeren, waardoor deze niet afgebonden hoeft te worden. Als er aortatakken aanwezig zijn tussen de plaatsen van de distale en proximale aortaligaturen, ligeer dan de takken binnen één centimeter van de bifurcatie met 10 aut hechtingen. Plaats tijdelijke 6.0 zijden ligaturen op de proximale en distale delen van de aorta om de bloedstroom te stoppen.
Voer nu een autotomie uit bij de bifurcatie. Begin met het puncteren van de bifurcatie met een naald van 30 gauge. Verhitte, taps toelopende polyethyleenbuisjes kunnen via de AOR-autotomie worden ingebracht en met een knoop worden vastgezet.
Gebruik de pincet om de buis voorzichtig en zachtjes in de aorta in te brengen. Let erop dat de endotheellaag niet beschadigd raakt door een druk van 100 milliliters. De aorta werd geperfuseerd met elastase vanuit een zoutoplossingszak die op een hoogte van 136 centimeters was opgehangen.
Zorg ervoor dat er geen lucht in de buis zit, anders zal de druk niet nauwkeurig zijn. De zoutoplossing bevat 4,5 eenheden per milliliter type 1 porcine pancreaselastase en zou de aorta in vijf tot 15 minuten moeten vullen.
Tijdens de perfusie zet de aorta doorgaans uit tot ongeveer 140% van de oorspronkelijke diameter. Verwijder na voltooiing de perfusie en sluit de aortotomie met een 10 aught hechtraad om constrictie te voorkomen. Nadat de tomie is gesloten, moet ook de distale ligatuur worden verwijderd.
Als er weinig of geen bloeding is vanuit de gerepareerde autotomie, wordt de proximale ligatuur verwijderd. Indien er sprake is van bloedingen, worden aanvullende tijdelijke 6.0 soak-ligaturen geplaatst bij de proximale en distale delen van de aorta en wordt er nog een hechting toegevoegd om de AOR-autotomie volledig te sluiten. De uitgezette aorta zal direct na verwijdering van de proximale ligatuur zich vullen met bloed.
Zodra de procedure aan de aorta is voltooid, worden de darmen teruggeplaatst in de buikholte. Als deze waren teruggetrokken, zullen de darmen als één grote eenheid terugglijden, waardoor de geometrie geen zorgpunt vormt. Nu alle organen weer op hun plaats liggen, kan de externe wond in twee lagen worden gesloten met zes nylon- en polypropyleenhechtingen.
Dien nu een plaatselijk anestheticum toe aan de muis, zoals één druppel 0,25% boop ICAN per centimeter incisie. Geef daarnaast één dosis van het ontstekingsremmende middel Carin in een dosering van 5 mg/kg via een subcutane injectie. De operatie is nu voltooid en de muis dient op een warme plek te worden geplaatst waar hij weer bij bewustzijn kan komen.
Het herstel vindt gewoonlijk binnen 15 minuten plaats. Wanneer de muis weer bij bewustzijn is, wordt deze teruggeplaatst in een individuele kooi en periodiek gecontroleerd tijdens het herstel. Na de procedure dilateert de aorta doorgaans tot ongeveer 140 tot 160% van de oorspronkelijke diameter.
Deze initiële dilatatie wordt waargenomen met stabilisatie tot dag zeven. Snelle secundaire dilatatie vindt plaats tussen dag zeven en dag 14. Op dag 14 kan het aneurysma worden waargenomen in de infrarenale aorta.
Ik heb u zojuist laten zien hoe u een abdominaal aneurysma in muizen induceert met elastase. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te voorkomen dat er bloedstolsels in de aorta ontstaan. Dat is alles.
Bedankt voor het kijken en veel succes met uw experiment.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze video demonstreert de chirurgische procedure om abdominale aortaneurysma's (AAA) bij muizen op te wekken met behulp van porciën pancreatisch elastase. Dit model biedt inzicht in de pathobiologie van AAA door het gebruik van diverse transgene en gene-knockout muizen.
Belangrijke onderdelen van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschap
- Vasculaire biologie
- Diermodellen
Achtergrond
- Abdominale aortaneurysma's zijn significante vasculaire aandoeningen.
- Een beter begrip van AAA kan leiden tot verbeterde therapeutische strategieën.
- Diermodellen zijn cruciaal voor het bestuderen van de pathobiologie van ziekten.
- Transgene en gene-knockout muizen bieden unieke inzichten in ziektemechanismen.
Doel van de Studie
- Om een methode aan te tonen voor het induceren van AAA bij muizen.
- Om de pathobiologie van AAA te onderzoeken met behulp van een betrouwbaar diermodel.
- Om onderzoek te faciliteren met behulp van diverse genetisch gemodificeerde muizen.
Gebruikte methoden
- Middenlijnincisie van de buikholte om toegang te krijgen tot de aorta.
- Ligatie van de aortatakken om de aorta te isoleren.
- Toediening van porcine pancreatisch elastase via een polyethyleenbuis.
- Sluiting van de buikholte na de procedure.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle inductie van AAA in het muismodel.
- Demonstratie van de effectiviteit van de chirurgische techniek.
- Potentieel voor verdere studies met gebruik van dit model.
- Inzichten in de pathobiologie van AAA uit transgene muizen.
Conclusies
- De beschreven methode is effectief voor de inductie van AAA bij muizen.
- Dit model kan het begrip van de mechanismen van AAA verbeteren.
- Toekomstig onderzoek kan dit model benutten voor therapeutische inzichten.
Veelgestelde Vragen
Industriële Relevantie voor Executives
Het muismodel voor een door elastase geïnduceerd abdominaal aorta-aneurysma (AAA) maakt mechanistische risicoreductie en targetvalidatie mogelijk voor onderzoek naar vasculaire aandoeningen. Dit platform ondersteunt de voorspellende betrouwbaarheid bij de preklinische evaluatie van therapeutische kandidaten en faciliteert translationele continuïteit door gebruik te maken van genetisch gemodificeerde muizenstammen. De reproduceerbaarheid en schaalbaarheid maken het model tot een hoeksteen voor portfoli triage bij cardiovasculaire geneesmiddelenontwikkeling.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt onderzoek naar de pathobiologie van AAA mogelijk met behulp van transgene en knockout-muizen.
- Ondersteunt functionele targetvalidatie door het modelleren van elastine-disruptie zoals waargenomen bij menselijke AAA.
- Faciliteert mechanische risicoreductie voor kandidaat-targets in vasculaire remodellering.
- Biedt een robuust systeem voor hypothese-gestuurde verduidelijking van pathways.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Stelt een gevalideerd in vivo-platform vast voor het evalueren van therapeutische interventies bij AAA.
- Levert reproduceerbare en kwantitatieve metingen van aortadilatatie over gedefinieerde tijdspunten.
- Ondersteunt assay-standaardisatie en vergelijkbaarheid tussen studies voor het screenen van verbindingen.
- Maakt schaalbaarheid en hergebruik mogelijk over genetisch diverse muiscohorten.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Sluit aan bij ziekterelevante mechanismen die zijn waargenomen bij menselijke AAA-pathologie.
- Faciliteert de ontdekking en validatie van translationele biomarkers in een gecontroleerde setting.
- Ondersteunt de risico-gecorrigeerde voortgang van therapeutische kandidaten naar preklinische pipelines.
- Zorgt voor continuïteit van genetische ontdekking tot functionele preklinische validatie.
Integratie van Pipeline & Workflow
Dit model is geïntegreerd vanaf de vroege ontdekking tot en met de lead-identificatie en preklinische validatie in pijplijnen voor cardiovasculair onderzoek.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing en mechanistische verduidelijking van AAA-drivers.
- Screening: Biedt een reproduceerbare in vivo assay voor de kwantitatieve beoordeling van aortadilatatie.
- Analytics: Maakt meting van dilatatiekinetiek en statistische vergelijking tussen experimentele groepen mogelijk.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug tussen genetische bevindingen en functionele uitkomsten in een ziekterelevant systeem.
- Enterprise-hergebruik: Dient als een herbruikbaar platform voor diverse genetische en farmacologische studies naar AAA.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in AAA-onderzoek.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, reproduceerbare en schaalbare in vivo procedures.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go beslissingen en verbetert de kapitaalefficiëntie in vroegstadium cardiovasculaire portfolio's.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering en voortgang van vasculaire therapeutische programma's mogelijk.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in microschirurgische technieken en anesthesie bij muizen.
- Vereist toegang tot stereomicroscopie en drukgestuurde perfusiesystemen.
- Noodzaakt tot strikte standaardisatie van chirurgische en analytische protocollen tussen teams.
- Aanpassingen kunnen nodig zijn voor verschillende muizenstammen vanwege variabele aneurysmagroeisnelheden.
- Zorgvuldige aandacht voor steriele techniek en postoperatieve monitoring is essentieel voor reproduceerbaarheid.
