Gene Transfer voor ischemisch hartfalen in een preklinisch model
May 15th, 2011
Een methode van gen-overdracht voor de behandeling van ischemisch hartfalen wordt beschreven met behulp van een varkens-model van een myocardinfarct. Onze eenvoudige en reproduceerbare methode stelt ons in staat om de effectiviteit van verschillende gen-overdracht gemakkelijk te evalueren met een zeer eenvoudige en reproduceerbare manier.
Gentherapie. Het gebruik van virale vectoren is een van de meest veelbelovende benaderingen voor de behandeling van hartaandoeningen. De procedures waarbij we een model voor ischemische hartfalen creëren, evenals genoverdracht door middel van virale vectoren, worden in deze video gepresenteerd.
De eerste stap is het creëren van een myocardinfarct in een varkensmodel. Om dit te doen, wordt een kransslagaderdraad in de kransslagader gebracht, gevolgd door een occlusieballon. Met behulp van endovasculaire accent wordt de ballon opgeblazen om de kransslagader volledig te occluderen.
Als resultaat wordt een groot infarct gecreëerd in het voorste gebied, en de varkens zullen chronische hartfalen ontwikkelen. De volgende stap is de virusinjectie. Virale vectoren worden langzaam in de kransslagader geïnjecteerd.
Het zal door de bloedbaan worden gedragen en verdeeld in het myocard. Het virus komt in de cardiomyocyten, vervolgens in de kern en stuurt signalen om eiwitten te creëren. De uitgedrukte eiwitten zullen de hartfunctie versterken en de algehele functie verhogen.
In deze video presenteren we procedures voor gentherapie voor ischemische hartfalen met behulp van een varkensmodel. Eerst laten we zien hoe we een myocardiaal infarct kunnen creëren in een piek, en dan gaan we verder met het demonstreren van de inter-coronaire levering van een virale vector. We gebruiken deze procedure om de werkzaamheid en veiligheid van verschillende genoverdracht te testen.
Dus laten we beginnen. Om de procedure te starten, wordt anesthesie geïnduceerd in het varken met behulp van telazol. Maak een intraveneuze lijn in de oorvene en intubeer vervolgens het varken.
Plaats het varken in een dorsale rugligging. Gebruik propofol voor algemene anesthesie tijdens het experiment. Om de bloeddruk te handhaven, maak de liesstreek schoon met alcohol gevolgd door jodium.
Bedek de plaats met een steriele hoepel en bereid alles steriel voor. Prik de femurslagader met een 18-gauge naald met behulp van de Seldinger-methode. Wanneer u pulsatief terugvloeien ziet, brengt u de draad in, plaatst u de schede na schede-inbrenging en injecteert u heparine om trombusvorming tijdens het experiment te voorkomen.
Bereid vervolgens een zak zoutoplossing voor met 75 milligram amiodaron, 20 milliequivalenten kalium en 20 milligram atropine, en gebruik een snelheid van 150 milliliter per uur. Op dit moment wordt een intramusculaire injectie van 75 milligram amiodaron gegeven. Breng de geleidingskatheter door in de linker kransslagader osteo en maak een angiogram om de kransslagaders te controleren.
Breng de draad voorzichtig in de linker voorste afdalende kransslagader. Breng vervolgens de ballon over de draad in de kransslagader. Maak een angiogram om de positie van de ballon te controleren.
Er moet een ander angiogram worden gemaakt vanuit een andere hoek om de positie van de ballon te controleren. Blaas de ballon vervolgens geleidelijk op tot drie ATM. Maak nog een angiogram om de occlusie van de slagader te bevestigen.
Bewaak het varken met zowel arteriële druk als elektrocardiografie. Af en toe zal het varken in ventriculaire fibrillatie gaan. Defibrilleer het varken zo snel mogelijk met een directe stroomschok.
Als de poging mislukt, comprimeer dan de borst totdat de cardioverter-laders en een andere schok toedienen. Observeer 90 minuten en laat de ballon leeglopen. Zodra de bloeddruk en de aritmie zijn gestabiliseerd, verwijdert u de schede en herstelt u het varken.
Geef een intramusculaire injectie van nitroglycerine en furosemide, evenals een overnachtingsvloeistof die amiodaron bevat. Bereid jezelf voor in een petmasker, veiligheidsbril, jas en handschoenen. Het varken wordt op dezelfde manier voorbereid als de myocardinfarct-creatie.
Breng een kransslagaderdraad in in de linker voorste afdalende kransslagader en de linker cirkelslagader. Plaats een katheter bij de osteum. Trek 20 milliliter arterieel bloed op met 10 milliliter voor de virusinjectie en de rest voor flush.
Meng het virus met 10 milliliter bloed en verdun het tot 20 milliliter met zoutoplossing. Verdun vervolgens het resterende bloed met zoutoplossing tot 20 milliliter en verdeel het in twee spuiten. Verbind de spuit met bloed, gemengd met het virus, aan de katheter en bereid je voor op de infusie.
Een intraveneuze injectie van 20 microgram per minuut nitroglycerine wordt gestart via de oorvene, waarbij het angiogram wordt gemaakt om de positie van de katheter te controleren. Begin vervolgens met de virusinjectie met een snelheid van één milliliter per minuut wanneer er 15 milliliter in de linker kransslagader is geïnjecteerd. Verwissel de spuit voor de flush en gebruik dezelfde injectiesnelheid Na de injectie in de linker kransslagader zal dezelfde procedure worden uitgevoerd naar de rechter kransslagader met behulp van de resterende vijf milliliter bloed dat het virus bevat.
Een maand na het myocardinfarct zal het P hartfalen ontwikkelen met een verminderde wandbeweging en een verwijd hart. De gemiddelde ejectiefractie op één maand na het myocardinfarct in dit model is 36% en is significant lager dan varkens van dezelfde grootte zonder myocardinfarct. Het gemiddelde eind-diastolische volume is 83 milliliter, terwijl het gemiddelde van een controle 42 milliliter is.
DP DT was ook significant lager bij de varkens met myocardinfarct. Dit zijn de dwarsdoorsneden van de linker ventrikel. Een maand na het myocardinfarct wordt een grote litteken van de basis van de apex van de binnenwand gevonden.
Deze afbeelding toont de gale expressie. Een maand na genoverdracht met behulp van een tandarts geassocieerd virus werd een significante expressie gevonden in het gebied dat met het virus werd geïnjecteerd. We hebben u zojuist laten zien hoe u een myocardiaal effect in een varken kunt creëren, evenals corona-virusinjectie.
Deze combinatie van is I-falenmodel en genoverdracht is een eenvoudige en reproduceerbare methode om verschillende soorten gentherapieën
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit artikel beschrijft een methode voor genoverdracht voor de behandeling van ischemische hartfalen met behulp van een varkensmodel van myocardinfarct. De aanpak maakt de evaluatie van verschillende genoverdrachten op een eenvoudige en reproduceerbare manier mogelijk.
Belangrijke onderdelen van het onderzoek
Wetenschapsgebied
- Gentherapie
- Hartziekten
- Modellen van myocardinfarct
Achtergrond
- Ischemische hartfalen is een belangrijk gezondheidsprobleem.
- Gentherapie met behulp van virale vectoren is veelbelovend voor hartbehandeling.
- Varkensmodellen zijn nuttig voor het bestuderen van myocardinfarct.
- Begrip van genoverdrachtsmechanismen is cruciaal voor therapeutische vooruitgang.
Doel van het onderzoek
- Om een betrouwbare methode voor genoverdracht in harttherapie te ontwikkelen.
- Om de effectiviteit van verschillende genoverdrachttechnieken te evalueren.
- Om het begrip van gentherapie bij ischemische hartfalen te verbeteren.
Gebruikte methoden
- Creatie van een myocardinfarct in een varkensmodel.
- Gebruik van een coronaire draad en occlusieballon voor arteriële blokkade.
- Endovasculaire toegang voor balloninflatie.
- Toediening van virale vectoren voor gentherapie.
Belangrijkste resultaten
- De methode is eenvoudig en reproduceerbaar.
- Verschillende genoverdrachttechnieken kunnen effectief worden geëvalueerd.
- Het varkensmodel biedt relevante inzichten in hartgentherapie.
- De resultaten ondersteunen verdere verkenning van gentherapietoepassingen.
Conclusies
- Deze genoverdrachtmethode is veelbelovend voor de behandeling van ischemische hartfalen.
- Verdere studies zijn nodig om genoverdracht te optimaliseren.
- De aanpak kan leiden tot verbeterde therapeutische strategieën voor hartziekten.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Robust preclinical models for gene transfer in ischemic heart failure are critical for de-risking therapeutic hypotheses and enabling predictive evaluation of gene therapy candidates. The described swine model with reproducible myocardial infarction and intracoronary viral delivery supports rigorous target validation and comparative assessment of gene constructs. This platform advances portfolio decision-making by providing translationally relevant efficacy and safety data prior to clinical investment.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional interrogation of gene therapy targets in a disease-relevant large animal system.
- Supports biological de-risking by modeling severe heart failure with clinically relevant scar formation.
- Facilitates comparative evaluation of multiple gene constructs for mechanistic clarity.
- Provides a foundation for predictive confidence in translational advancement.
Screening & Assay Development
- Establishes a validated, reproducible workflow for gene delivery and expression analysis in cardiac tissue.
- Enables quantitative assessment of cardiac function post-gene transfer using standardized endpoints.
- Supports assay standardization for cross-study and cross-candidate comparisons.
- Prepares a scalable platform for screening gene therapy candidates in a controlled preclinical setting.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical efficacy and safety testing with human disease pathology through large animal modeling.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation by mirroring clinical heart failure features.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on reproducible functional and molecular readouts.
- Provides translational biomarker endpoints such as ejection fraction and scar quantification.
Pipeline & Workflow Integration
This methodology bridges early discovery and preclinical validation by enabling hypothesis-driven gene candidate testing in a translationally relevant model of heart failure.
- Discovery Biology: Supports rigorous hypothesis testing and mechanistic de-risking of gene therapy targets.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative cardiac function measurements for candidate prioritization.
- Analytics: Provides standardized endpoints such as ejection fraction and scar size for comparative analysis.
- Translational Research: Aligns preclinical outcomes with clinical disease features for improved predictive value.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, scalable platform for ongoing gene therapy candidate evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in gene therapy development.
- Operational Value: Standardizes preclinical workflows and enhances reproducibility across studies.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and optimizes resource allocation for gene therapy portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of gene therapy candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in large animal surgery, cardiac physiology, and viral vector handling.
- Demands access to advanced imaging, hemodynamic monitoring, and molecular analysis infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of surgical, delivery, and analytical protocols.
- Adaptation to other cardiac or gene therapy models may require protocol optimization.
- Limitations include resource intensity and the need for specialized animal care facilities.
