Invasieve hemodynamische beoordeling voor het rechter ventrikel systeem en hypoxie-geïnduceerde pulmonale arteriële hypertensie bij muizen
24 oktober 2019
Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van een invasieve hemodynamische beoordeling van de rechter ventrikel en longslagader bij muizen met behulp van een open-borstchirurgie aanpak.
Dit protocol is een open borst chirurgie gebaseerde hemodynamische beoordeling en het is nuttig voor de juiste ventriculaire en longslagader druk evaluatie bij kleine dieren zoals muizen. Het voordeel van deze procedure is dat het zowel VP- als PAP-parameters tegelijkertijd kan genereren. Het heeft dus de voorkeur voor evaluaties van PAK-modellen.
Begin met het opzetten van de apparatuur voor chirurgie. Week de druktransducerkatheter in 0,9% zout bij kamertemperatuur gedurende ten minste 30 minuten voor het hemodynamische experiment. Sluit vervolgens de katheter aan op een drukvolumesysteem.
Kalibreer de druktransducer door de kalibratieknop op nul en 25 millimeter kwik te draaien om een verificatiedruksignaal naar de software voor gegevensverwerving te sturen en configureer vervolgens de kalibratie-instelling. Draai de knop om te transduceren, en stel de balans klep tot nul baseline. Stel een standaard stereomicroscoop, temperatuurgecontroleerde kleine dierlijke chirurgische lijst, en een licht verlichtingssysteem voor microchirurgie op.
Zodra de muis goed is verdoofd, verwijder de borst en nek vacht met behulp van een scheerapparaat en ontharing lotion. Zet de muis in de supinepositie op de temperatuurgecontroleerde chirurgische tafel. Na ervoor te zorgen dat de anesthesie van kracht is, maak een middellijn incisie op de nekhuid.
Ontleden de skeletspier met gebogen tangen en bloot de luchtpijp. Voer intubatie uit via de mond met een 22-meter intraveneuze schedekatheter, wat bevestigt dat de slang zich in de luchtpijp bevindt met tangen. Sluit de slang aan op een kleine dierlijke ventilator en zet het voor ventilatie met behulp van tape.
Maak vervolgens een middellijn incisie op de borsthuid en ontleed zorgvuldig de borstspier met behulp van een cautery tool. Snijd het borstbeen met behulp van een schaar in het midden, en bloot de borstholte. Zorg ervoor dat u bloedingen met behulp van de cautery tool te voorkomen.
Stel de rechter ventrikel bloot met oprolmechanismen en steek vervolgens de zoutlijn doorweekte druktransducerkatheter door een kleine tunnel die is gemaakt met een naald van 25 meter in de rechterventrikel om de juiste ventriculaire druk te meten, of RVP. Houd de katheterkabel vast en kruis de longklep op een coaxiale manier met de longslagader. Observeer de drukgolfvorm en verkrijg een stabiele longslagaderdruk of PAP-signaal.
Neem vervolgens de heodynamische gegevens op met behulp van de software voor het verzamelen van gegevens. Verwijder de katheter voorzichtig uit het juiste hartsysteem en plaats deze in een spuit van één milliliter met een spijsverteringsenzymoplossing van 1%. Dit protocol werd met succes gebruikt om RVP- en PAP-golfvormen bij muizen te verkrijgen door een drukomvormerkatheter in de rechterventrikel en de longslagader in te voegen.
Om kunstmatige gegevens te voorkomen, werden segmenten met ruis uitgesloten van de gegevensanalyse en werden correcties aangebracht indien het nulniveau van de katheter was afgedreven. RVP en PAP werden gemeten bij muizen met geïnduceerde chronische hypoxie, en de resultaten werden vergeleken met die verkregen uit een controlegroep. Systolische PAP, diastolische PAP, gemiddelde PAP, en rechts ventriculaire systolische druk waren allemaal aanzienlijk verhoogd in de chronische hypoxie groep.
Het belangrijkste om te onthouden is om de druktransducer katheter in te voegen in de rechter ventrikel, zorg ervoor dat schade aan de katheter te voorkomen en bevestigen de gladde RVP golfvorm verschijnt op het scherm.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol beschrijft een invasieve hemodynamische beoordeling van de rechterventrikel en de longslagader bij muizen via een open-borstoperatie. Het maakt een gelijktijdige evaluatie van de druk in de rechterventrikel en de longslagader mogelijk, waardoor het bijzonder nuttig is voor modellen van pulmonale arteriële hypertensie (PAH).
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Cardiovasculaire fysiologie
- Kleine dierchirurgie
- Hemodynamische beoordeling
Achtergrond
- Invasieve hemodynamische beoordelingen zijn cruciaal voor het begrijpen van de cardiovasculaire functie.
- Operaties met open borstkas bieden directe toegang tot het hart en de longslagader.
- Deze methode kan waardevolle gegevens opleveren voor onderzoek naar PAH.
- Simultane meting van ventriculaire en arteriële druk verbetert de nauwkeurigheid van de gegevens.
Doel van de studie
- Om de druk in de rechterventrikel en de longslagader bij muizen te evalueren.
- Om een betrouwbaar protocol vast te stellen voor hemodynamische beoordeling.
- Om onderzoek naar modellen van pulmonale arteriële hypertensie te faciliteren.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van de chirurgische instrumenten en de druktransducerkatheter.
- Open-borst chirurgische techniek voor toegang tot het hart.
- Gelijktijdige meting van de druk in de rechterventrikel en de longslagader.
- Gebruik van een druk-volumesysteem voor gegevensverzameling.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle gelijktijdige meting van de druk in de rechterventrikel en de longslagader.
- Aangetoonde betrouwbaarheid van het protocol voor evaluaties van PAH-modellen.
- Inzichten verschaft in hemodynamische veranderingen bij kleine dieren.
- Validatie van het gebruik van deze methode voor toekomstig cardiovasculair onderzoek.
Conclusies
- Het protocol voor openborstoperaties is effectief voor hemodynamische beoordelingen.
- Het biedt een uitgebreide benadering voor het bestuderen van de cardiovasculaire functie bij muizen.
- Deze methode kan het onderzoek naar pulmonale arteriële hypertensie bevorderen.
Veelgestelde Vragen
Relevantie voor de Industrie
Invasieve hemodynamische beoordeling van de rechterventrikel en de longslagader bij muizen levert cruciale gegevens voor de validatie van modellen voor pulmonale arteriële hypertensie (PAH). Gelijktijdige meting van de druk in de rechterventrikel (RVP) en de druk in de longslagader (PAP) maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen mechanistisch te valideren door de hemodynamische reacties op hypoxie-geïnduceerde PAH te kwantificeren. Deze methode ondersteunt targetvalidatie en de ontwikkeling van preklinische modellen door reproduceerbare, kwantitatieve drukmetingen te leveren die essentieel zijn voor go/no-go-beslissingen in cardiovasculaire discovery-pipelines.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door veranderingen in RVP en PAP te meten in door hypoxie geïnduceerde PAH-modellen.
- Operationele waarde: Biedt gelijktijdige hemodynamische read-outs van twee parameters, waardoor de experimentele variabiliteit wordt verminderd en de consistentie van de gegevens wordt verbeterd.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt biologische risicoreductie van targets via gevalideerde hemodynamische fenotypering in ziekterelevante systemen.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert gevalideerde biologische systemen met meetbare hemodynamische output voor downstream compound-screening.
- Operationele waarde: Vestigt gestandaardiseerde protocollen voor de acquisitie van drukgolfvormen, waardoor reproduceerbaarheid tussen experimentele batches wordt gewaarborgd.
- Schaalbaarheid: Ondersteunt hergebruik van het platform voor longitudinale hemodynamische monitoring in preklinische PAH-studies.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Levert ziekterelevante hemodynamische metrieken (systolische/diastolische/gemiddelde PAP, RVSP) die overeenstemmen met klinische PAH-biomarkers.
- Operationele waarde: Maakt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling mogelijk door de hemodynamische ernst in chronische hypoxiemodellen te kwantificeren.
- Translationele continuïteit: Slaat een brug tussen targetvalidatie in de ontdekkingsfase en preklinische werkzaamheidstesten via objectieve drukgebaseerde eindpunten.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze methode integreert in het ontdekkingscontinuüm, van targetvalidatie tot preklinische validatie, door hemodynamische fenotypering te bieden die ten grondslag ligt aan beslissingen over lead-identificatie en portfoliotriage.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing en pathway-verduidelijking door de drukrespons van het rechterhart en de longslagader op hypoxische uitdaging te kwantificeren.
- Screening: Zorgt voor assay-gereedheid via stabiele, ruisgefilterde RVP- en PAP-golfvormen die geschikt zijn voor de evaluatie van het effect van verbindingen.
- Analytics: Maakt kwantitatieve vergelijking van hemodynamische parameters tussen experimentele groepen mogelijk met behulp van metrieken afgeleid uit een druk-volumesysteem.
- Translationeel onderzoek: Verbindt mechanistische bevindingen met preklinische validatie via hemodynamische eindpunten die de klinische progressie van PAH spiegelen.
- Enterprise Reuse: Fungeert als een herbruikbare capaciteit voor hemodynamische beoordeling voor iteratieve modelverfijning en target-bevestiging.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Voorspellend vertrouwen in targetvalidatie door directe meting van de hemodynamiek van de rechterkamer en de longslagader.
- Operationele waarde: Standaardisatie en reproduceerbaarheid via gekalibreerde druktransducerprotocollen en correctie voor nulpuntsdrift.
- Strategische waarde: Verbeterde go/no-go-beslissingen door het verminderen van mechanistische ambiguïteit bij de karakterisering van PAH-modellen.
- Impact op portfolio: Risicogecorrigeerde prioritering op basis van kwantitatieve hemodynamische ernstscores in preklinische modellen.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in open-thorax microschirurgie en druktransducer-catheterisatie bij kleine dieren.
- Afhankelijk van een druk-volumesysteem, gekalibreerde transducers, temperatuurgecontroleerde operatietafels en ventilatoren voor kleine dieren.
- Vereist standaardisatie tussen teams wat betreft chirurgische techniek, anesthesiediepte en parameters voor de acquisitie van hemodynamische gegevens.
- Overwegingen bij aanpassing omvatten modelspecifieke hemodynamische baselines en de compatibiliteit van cathetergrootte tussen soorten of stammen.
- Praktische beperkingen omvatten de chirurgische invasiviteit, de afhankelijkheid van de vaardigheid van de operator en beperkingen bij het postoperatieve herstel die longitudinaal gebruik beperken.
