Het konijn-Model van versnelde atherosclerose: een methodologische perspectief van de schade van de ballon Iliac slagader
3 oktober 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
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol beschrijft een methode om atherosclerotische plaques bij konijnen op te wekken door het endotheel van hun linker arteria iliaca chirurgisch te beschadigen en hen een atherogeen dieet te voeren. De arteria iliaca is gekozen vanwege de gelijkenis met de menselijke kransslagader, waardoor dit een relevant model is voor het bestuderen van plaquevorming.
Belangrijkste studieonderdelen
Wetenschappelijk vakgebied
- Atherosclerose
- Diermodellen
- Cardiovasculair onderzoek
Achtergrond
- Atherosclerose is een belangrijke doodsoorzaak in geïndustrialiseerde landen.
- Het begrijpen van plaquevorming is essentieel voor de ontwikkeling van preventiestrategieën.
- De arteria iliaca van het konijn dient als een geschikt model vanwege de anatomische overeenkomsten met menselijke kransslagaders.
- Deze studie heeft tot doel de effecten van geïnduceerde atherosclerose op verschillende eindpunten te evalueren.
Doel van de studie
- Om atherosclerotische plaques bij konijnen te induceren voor onderzoeksdoeleinden.
- Om de mechanismen van plaqueontwikkeling en -ruptuur te onderzoeken.
- Om de effectiviteit van nieuwe therapeutische hulpmiddelen en interventies te beoordelen.
Gebruikte methoden
- Chirurgische beschadiging van het endotheel in de linker arteria iliaca.
- Het voeren van konijnen met een atherogeen dieet om plaquevorming te bevorderen.
- Vergelijking van de plaquesamenstelling in de arteria iliaca met die in de aorta.
- Evaluatie van morfometrische en angiografische eindpunten met behulp van commercieel geproduceerde hulpmiddelen.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle inductie van atherosclerotische plaques in het konijnenmodel.
- Demonstratie van de procedure door Aurelien Frobert.
- Vergelijking van plaquekenmerken tussen de arteriae iliacae en de aorta.
- Inzichten in het potentieel voor therapeutische interventies bij atherosclerose.
Conclusies
- De arteria iliaca van het konijn is een waardevol model voor het bestuderen van atherosclerose.
- Deze methode kan helpen bij het evalueren van nieuwe behandelingen voor plaquebeheer.
- Verder onderzoek is nodig om de implicaties van deze bevindingen te verkennen.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Management
Het ballonbeschadigingsmodel van de arteria iliaca bij konijnen versnelt de ontwikkeling van atherosclerotische plaques, waardoor een snelle beoordeling van therapeutische interventies binnen een tijdspanne van twee weken mogelijk is. Deze aanpak ondersteunt de validatie van targets en het mechanistische de-risking bij de ontdekking van cardiovasculaire geneesmiddelen door een reproduceerbaar, ziekterellevant systeem te bieden dat de menselijke coronaire pathologie nabootst. Het model vergroot het voorspellend vertrouwen in preklinische studies door kwantificeerbare morfometrische en angiografische eindpunten te leveren voor de evaluatie van de effectiviteit en veiligheid van geneesmiddelen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door gecontroleerde endotheliale beschadiging en lipideaccumulatie te induceren in een klinisch relevant arterieel bed.
- Operationele waarde: Biedt een gestandaardiseerde, reproduceerbare methode voor het genereren van consistente atherosclerotische laesies ter ondersteuning van studies naar target engagement.
- Strategische waarde: Versnelt de tijdlijnen voor targetvalidatie, waardoor snelle go/no-go-beslissingen kunnen worden genomen op basis van plaque-morfologie en biomarkerexpressie.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert kwantificeerbare plaque-metrieken, zoals de intima-media dikte, lipidal area en macrofaaginfiltratie voor de standaardisatie van de assay-uitlezing.
- Operationele waarde: Levert laesievorming met een hoog succespercentage en een lage mortaliteit, wat schaalbare screeningcampagnes ondersteunt.
- Strategische waarde: Faciliteert de assay-gereedheid voor het evalueren van drugseffecten op plaque-stabilisatie, inflammatie en lipide-accumulatie.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Biedt een ziekterelevant systeem met een mensachtige plaquecompositie, inclusief proliferatie van gladde spiercellen en macrofaag-afgeleide schuimcellen.
- Operationele waarde: Maakt longitudinale monitoring van plaqueprogressie mogelijk via morfometrische kwantificering op vastgestelde intervallen (bijv. twee en vier weken).
- Strategische waarde: Ondersteunt de translationele afstemming van biomarkers door letselkenmerken te correleren met de therapeutische respons.
Integratie van pipeline en workflow
Het model past binnen het continuüm voor cardiovasculair onderzoek en ondersteunt de vroege validatie van targets tot aan de preklinische beoordeling van de werkzaamheid door een snel en kwantificeerbaar atherosclerosemodel te bieden.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing van atherogene pathways via induceerbare, tijdsafhankelijke plaquevorming in de arteria iliaca.
- Screening: Maakt gestandaardiseerde evaluatie van verbindingen mogelijk door reproduceerbare laesieontwikkeling en meetbare eindpunten zoals reductie van het lumenarea en intimale verdikking.
- Analytics: Levert morfometrische en angiografische resultaten (bijv. plaque-oppervlakte, lipideaccumulatie) die een objectieve vergelijking tussen behandelingsgroepen mogelijk maken.
- Translationeel Onderzoek: Legt een verbinding met preklinische validatie door menselijke coronaire-achtige pathologie te modelleren en beoordeling van de effecten van hulpmiddelen of geneesmiddelen op de plaquecompositie mogelijk te maken.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar platform voor iteratieve testen van cardiovasculaire therapeutica over meerdere projecten heen.
Operationele & Bedrijfsmatige Impact
- Wetenschappelijke waarde: Biedt mechanistisch inzicht in de pathways van plaquevorming, waardoor ambiguïteit bij de validatie van targets wordt verminderd.
- Operationele waarde: Garandeert reproduceerbaarheid en standaardisatie door gedefinieerde chirurgische en dieetprotocollen met hoge succespercentages.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door preklinische tijdlijnen te versnellen en het risico op falen in een laat stadium te verlagen door vroege biologische risicoreductie.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van kandidaten mogelijk op basis van plaque-modificerende effecten en veiligheidsprofielen.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in vasculaire chirurgie bij knaagdieren, anesthesie en postoperatieve zorg.
- Afhankelijk van toegang tot ballonkatheters, chirurgische platforms en beeldvormings- of histologische infrastructuur voor eindpuntanalyse.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor een consistente letsellengte, dieetduur en weefselverwerking.
- Overwegingen voor adaptatie omvatten soortspecifiek lipidenmetabolisme en verschillen in plaquecompositie vergeleken met de menselijke ziekte.
- Praktische beperkingen omvatten het inductievenster van twee weken, dat mogelijk geen rekening houdt met de chronische plaquecomplexiteit of calcificatie die wordt gezien bij gevorderde menselijke atherosclerose.
