Het konijn-Model van versnelde atherosclerose: een methodologische perspectief van de schade van de ballon Iliac slagader
October 3rd, 2017
Dierlijke modellen van atherosclerose zijn essentieel om te begrijpen van het mechanisme en te onderzoeken van nieuwere benaderingen om te voorkomen dat de ontwikkeling van plaque of breuk, een belangrijke doodsoorzaak in de geïndustrialiseerde wereld. Dit protocol maakt gebruik van een combinatie van ballon letsel en cholesterol rijk dieet voor het opwekken van atherosclerotische plaques in konijn iliac slagader.
Het algemene doel van deze procedure is om de vorming van atherosclerotische plaques bij konijnen te induceren door het endotheel van hun linkeriliacale slagaders chirurgisch te verstoren en hen een atherogene voeding te geven. Bij alleenwonenden wordt vaak in de aorta een letsel toegebracht aan konijnen om de samenstelling van plaques te bestuderen. De iliacale slagader is echter zeer vergelijkbaar met de menselijke coronaire slagader, waardoor het een aantrekkelijke plaats is voor het modelleren van atherosclerotische plaques.
De uniforme spiergehalte, de activiteit van het oogweefsel en de consistente vaatdiameter van de iliacale slagader van het konijn zijn allemaal vergelijkbaar met de menselijke coronaire slagader. Dit maakt uiteindelijk de evaluatie mogelijk van commercieel vervaardigde apparaten voor morfometrische en angiografische eindpunten. De procedure zal worden gedemonstreerd door Aurelien Frobert, een medewerker van mijn laboratorium.
Zorg ervoor dat alle chirurgische gereedschappen worden gesteriliseerd, bijvoorbeeld met een glazen kralensterielisatieapparaat. Bereid vervolgens de twee ballonkathetersamenstellingen voor en controleer ze. Bevestig op elke samenstelling een Luer lock-spuit van één milliliter gevuld met fysiologische zoutoplossing en controleer vervolgens op vastzittende embolieën met behulp van het opblaasmechanisme van de ballon.
Stel vervolgens de thermische pad op het chirurgische platform in op 37 graden Celsius. Weeg vervolgens het konijn. Geef vervolgens een injectie van buprenorfine en anesthetiseer het konijn met 5% isofluoraan bij vijf liter per minuut gedurende 10 tot 15 minuten.
Plaats nu het geanestheseerde konijn op de verwarmingsmat op een chirurgisch platform. Bevestig sensoren om de temperatuur en ademhaling van het konijn te bewaken en om elektrocardiogrammen te verzamelen. Bevestig vervolgens een gezichtsmasker om 4% isofluoraan bij 2,5 liter per minuut af te geven.
Bevestig vervolgens een goed anesthesieniveau door te testen op verlies van keel en reflexen. Een universeel ontspannen spierspanning is ook een indicator van diepe anesthesie. Breng vervolgens abtonische zalf aan op beide ogen.
Verwijder vervolgens het haar van het ventrale gebied net onder de kniegewrichten met behulp van een dierenhaartrimmer. Verwijder vervolgens het losse haar en reinig de blootgestelde huid met drie afwisselende scrubs van 70% ethanol en betadine en wikkel het dier in, waarbij alleen de onderste ledemaat wordt blootgelaten. Om de operatie te beginnen, lokaliseer de vena saphena magna en maak een incisie van 1,5 centimeter.
Gebruik vervolgens kleine gebogen pincetten om voorzichtig een klein deel van de vena saphena magna bloot te leggen. Wees voorzichtig om de vena femoralis of nervus femoralis niet te beschadigen. Het grondig reinigen van de slagader is erg belangrijk tijdens deze blootstelling.
Plaats vervolgens twee losse ligatuurlussen onder de vena saphena magna en bind een ligatuurlus in de buurt van het distale uiteinde van de slagader. Plaats vervolgens een microvasculaire klemmen langs de slagader boven de ligatuur en sluit de klemmen om de bloedstroom te stoppen. Breng onmiddellijk een druppel papaverine aan om de slagader te verwijden en fasespasmen te voorkomen.
Gebruik vervolgens de ligatuur om de vena saphena magna op te tillen en om een kleine arteriotomie-incisie te maken met een naald van 24 gauge. Til vervolgens de incisieflaps op en steek langzaam een aderprikker of een geleidingsnaald in het lumen van de slagader. Breng nu voorzichtig een arteriële embolectomiekatheter in de vena saphena magna.
Wees voorzichtig om geen scheuringen te veroorzaken. Verwijder vervolgens de aderprikker en laat de microvasculaire klemmen op de slagader los. Om het letsel te veroorzaken, brengt u de ballonkatheter eerst naar de derde markering.
Dit moet ongeveer twee tot vijf centimeter boven de iliacale bifurcatie liggen. Blaas vervolgens de ballon op met 0,1 milliliter fysiologische zoutoplossing. Knip vervolgens de katheter af en trek het zes centimeter terug terwijl u het draait om het weefsel te beschadigen.
Na het terugtrekken, laat u de ballon leeg lopen. Om een volledige endotheliale dilatatie te garanderen, herhaalt u het proces nog twee keer. Verwijder vervolgens de katheter en bind onmiddellijk de ligatuurlus net boven de arteriotomieplaats om het bloeden te stoppen.
Breng vervolgens een geschikte antisepticum aan rond de perforatie van de wond en veeg de bloedstolsels weg. Sluit ten slotte de huidincisieverbinding en desinfecteer de operatieplaats met povidone-jodiumoplossing. Herhaal vervolgens de hele chirurgische procedure aan de contralaterale iliacale slagader met behulp van de tweede katheter.
Na de operatie, reinig eerst de abtonische zalf van de zijden van het konijn. Gebruik vervolgens sulfadoxine en trimethoprim. Breng vervolgens het konijn met de verwarmingsmat over naar een schone herstelkooi en een bewakingspatch en clips.
Zodra het dier externe liggende positie heeft herwonnen en zich beweegt, brengt u het terug naar zijn eigen kooi. Voor pijnbestrijding, geef buprenorfine. Begin nu het dier op een atherogene voeding te voeren zolang als nodig is.
Om vroege dunne flax te oogsten, twee of vier weken na de operatie, verdoof eerst het konijn en euthaniseer vervolgens het konijn met een intercardinele incisie. Open vervolgens de buik en leg het retroperitoneum bloot. Volg vervolgens de aorta richting de iliacale bifurcatie en bind deze boven de bifurcatie.
Verwijder vervolgens voorzichtig het omringende weefsel en isoleer beide iliacale slagaders. Disseceer nu beide slagaders en dompel ze onder in ijskoud PBS. Verwijder de stolsels met behulp van pincetten en verdeel elke slagader in 46 segmenten.
Bevat vervolgens onmiddellijk de segmenten in een mal met OCT-verbinding en bevries de weefsels snel in vloeibare stikstof. Bewaar de weefsels op min 80 graden Celsius en kleed later vijf micrometer dikke secties met behulp van standaardmethodologie. Ballonletsel van de iliacale slagaders werd succesvol en zonder complicaties uitgevoerd in minder dan een uur.
De konijnen herstelden zich binnen een uur en/of zagen er gezon
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit protocol beschrijft een methode om atherosclerotische plaques bij konijnen te induceren door chirurgisch het endotheel van hun linker iliacale slagaders te verstoren en hen een atherogeen dieet te geven. De iliacale slagader is gekozen vanwege de gelijkenis met de menselijke coronaire slagader, waardoor het een relevant model is voor het bestuderen van plaque-ontwikkeling.
Belangrijkste onderzoekscomponenten
Wetenschapsgebied
- Atherosclerosis
- Diermodellen
- Cardiovasculair onderzoek
Achtergrond
- Atherosclerose is een leidende doodsoorzaak in geïndustrialiseerde landen.
- Het begrijpen van plaquevorming is cruciaal voor het ontwikkelen van preventiestrategieën.
- De iliacale slagader van konijnen dient als een geschikt model vanwege de anatomische overeenkomsten met menselijke coronaire slagaders.
- Dit onderzoek heeft als doel de effecten van geïnduceerde atherosclerose op verschillende eindpunten te evalueren.
Doel van het onderzoek
- Om atherosclerotische plaques bij konijnen te induceren voor onderzoeksdoeleinden.
- Om de mechanismen van plaque-ontwikkeling en -breuk te onderzoeken.
- Om de effectiviteit van nieuwe therapeutische apparaten en interventies te beoordelen.
Gebruikte methoden
- Chirurgische verstoren van het endotheel in de linker iliacale slagader.
- Konijnen een atherogen dieet geven om plaquevorming te bevorderen.
- Vergelijking van plaquesamenstelling in de iliacale slagader met die in de aorta.
- Evaluatie van morfometrische en angiografische eindpunten met behulp van commercieel vervaardigde apparaten.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle inductie van atherosclerotische plaques in het konijnenmodel.
- Demonstratie van de procedure door Aurelien Frobert.
- Vergelijking van plaque-kenmerken tussen iliacale en aortale slagaders.
- Inzichten in het potentieel voor therapeutische interventies bij atherosclerose.
Conclusies
- De iliacale slagader van konijnen is een waardevol model voor het bestuderen van atherosclerose.
- Deze methode kan helpen bij het evalueren van nieuwe behandelingen voor plaque-beheersing.
- Verder onderzoek is nodig om de implicaties van deze bevindingen te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
The rabbit iliac artery balloon injury model accelerates atherosclerotic plaque development, enabling rapid assessment of therapeutic interventions within a two-week timeframe. This approach supports target validation and mechanistic de-risking in cardiovascular drug discovery by providing a reproducible, disease-relevant system that mimics human coronary pathology. The model enhances predictive confidence in preclinical studies by delivering quantifiable morphometric and angiographic endpoints for evaluating drug efficacy and safety.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by inducing controlled endothelial injury and lipid accumulation in a clinically relevant arterial bed.
- Operational Value: Provides a standardized, reproducible method for generating consistent atherosclerotic lesions to support target engagement studies.
- Strategic Value: Accelerates target validation timelines, allowing rapid go/no-go decisions based on plaque morphology and biomarker expression.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable plaque metrics such as intima-media thickness, lipid area, and macrophage infiltration for assay readout standardization.
- Operational Value: Delivers high-success-rate lesion formation with low mortality, supporting scalable screening campaigns.
- Strategic Value: Facilitates assay readiness for evaluating drug effects on plaque stabilization, inflammation, and lipid accumulation.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Offers a disease-relevant system with human-like plaque composition, including smooth muscle cell proliferation and macrophage-derived foam cells.
- Operational Value: Enables longitudinal monitoring of plaque progression via morphometric quantification at defined intervals (e.g., two and four weeks).
- Strategic Value: Supports translational biomarker alignment by correlating lesion characteristics with therapeutic response.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the cardiovascular discovery continuum, supporting early target validation through to preclinical efficacy assessment by providing a rapid, quantifiable atherosclerosis model.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of atherogenic pathways via inducible, time-dependent plaque formation in the iliac artery.
- Screening: Enables standardized compound evaluation through reproducible lesion development and measurable endpoints like lumen area reduction and intimal thickening.
- Analytics: Provides morphometric and angiographic outputs (e.g., plaque area, lipid accumulation) that allow objective comparison across treatment groups.
- Translational Research: Connects to preclinical validation by modeling human coronary-like pathology and enabling assessment of device or drug effects on plaque composition.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for iterative testing of cardiovascular therapeutics across multiple projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Delivers mechanistic insight into plaque development pathways, reducing ambiguity in target validation.
- Operational Value: Ensures reproducibility and standardization through defined surgical and dietary protocols with high success rates.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by accelerating preclinical timelines and reducing late-stage failure risk through early biological de-risking.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of candidates based on plaque-modifying effects and safety profiles.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent vascular surgery, anesthesia, and postoperative care.
- Dependent on access to balloon catheters, surgical platforms, and imaging or histology infrastructure for endpoint analysis.
- Necessitates standardization across teams for consistent injury length, diet duration, and tissue processing.
- Adaptation considerations include species-specific lipid metabolism and differences in plaque composition compared to human disease.
- Practical limitations include the two-week induction window, which may not capture chronic plaque complexity or calcification seen in advanced human atherosclerosis.
