Staraliśmy się stworzyć świński model niewydolności serca wywołanej zablokowaniem lewej tętnicy obwodowej i szybką stymulacją, aby przetestować efekt i bezpieczeństwo domięśniowego podawania komórek macierzystych w terapiach komórkowych.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Staraliśmy się stworzyć świński model niewydolności serca wywołanej zablokowaniem lewej tętnicy obwodowej i szybką stymulacją, aby przetestować efekt i bezpieczeństwo domięśniowego podawania komórek macierzystych w terapiach komórkowych.
Chociaż osiągnięto postęp w leczeniu niewydolności serca (HF) po zawale mięśnia sercowego (MI), HF po zawale mięśnia sercowego pozostaje jedną z głównych przyczyn śmiertelności i zachorowalności na całym świecie. Terapie komórkowe mające na celu naprawę serca i poprawę funkcji lewej komory po zawale mięśnia sercowego przyciągnęły znaczną uwagę. W związku z tym bezpieczeństwo i skuteczność tych przeszczepów komórek powinny być testowane na przedklinicznym dużym zwierzęcym modelu HF przed zastosowaniem klinicznym. Świnie są szeroko wykorzystywane do badań nad chorobami sercowo-naczyniowymi ze względu na ich podobieństwo do ludzi pod względem wielkości serca i anatomii naczyń wieńcowych. W związku z tym staraliśmy się przedstawić skuteczny protokół do ustalenia modelu przewlekłej niewydolności serca u świń przy użyciu zamkniętej klatki piersiowej zamknięcia balonu wieńcowego lewej tętnicy obwodowej (LCX), a następnie szybkiej stymulacji komorowej indukowanej implantacją rozrusznika serca. Osiem tygodni później komórki macierzyste podano we wstrzyknięciu domięśniowym w okolicę zawału. Następnie oceniano wielkość zawału, przeżywalność komórek i funkcję lewej komory (w tym echokardiografię, parametry hemodynamiczne i elektrofizjologię). Badanie to pomaga w ustaleniu stabilnego przedklinicznego modelu HF dla dużych zwierząt do leczenia komórkami macierzystymi.
Choroby sercowo-naczyniowe, w szczególności choroba wieńcowa (CAD), pozostają główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności w Hongkongu i na całym świecie1. W Hongkongu prognozowano 26% wzrost liczby pacjentów z CAD leczonych w ramach Hospital Authority w latach 2012-2017 2. Spośród wszystkich CAD ostry zawał mięśnia sercowego (MI) jest główną przyczyną zgonów i późniejszych powikłań, takich jak niewydolność serca (HF). Przyczyniają się one do znacznych obciążeń medycznych, społecznych i finansowych. U pacjentów z zawałem serca terapia trombolityczna lub pierwotna przezskórna interwencja wieńcowa (PCI) jest skuteczną terapią w zachowaniu życia, ale terapie te mogą jedynie zmniejszyć utratę kardiomiocytów (CM) podczas zawału serca. Dostępne metody leczenia nie są w stanie uzupełnić trwałej utraty CM, co prowadzi do zwłóknienia serca, przebudowy mięśnia sercowego, arytmii serca i ostatecznie niewydolności serca. Śmiertelność po 1 roku od zawału mięśnia sercowego wynosi około 7%, przy czym u ponad 20% pacjentów rozwija się HF3. U pacjentów ze schyłkową niewydolnością serca przeszczep serca jest jedyną dostępną skuteczną terapią, ale jest ograniczony przez niedobór dostępnych narządów. Nowatorskie terapie są niezbędne do odwrócenia rozwoju post-MI HF. W rezultacie, terapia komórkowa jest uważana za atrakcyjne podejście do naprawy upośledzonych CM i poprawy funkcji lewej komory (LV) w HF po zawale mięśnia sercowego. Nasze poprzednie badania wykazały, że przeszczep komórek macierzystych jest korzystny dla poprawy funkcji serca po bezpośrednim przeszczepie do mięśnia sercowego w małych modelach zwierzęcych klasy MI 4,< sup class = "xref">5. W związku z tym potrzebne są ustandaryzowane przedkliniczne protokoły HF dla dużych zwierząt, aby dalej testować skuteczność i bezpieczeństwo przeszczepu komórek macierzystych przed zastosowaniem klinicznym.
Ostatnie dziesięciolecia były świadkami powszechnego wykorzystywania świń w badaniach nad układem sercowo-naczyniowym do terapii komórkami macierzystymi. Świnie z niewydolnością serca są obiecującym modelem badań translacyjnych ze względu na ich podobieństwo do ludzi pod względem wielkości serca, wagi, rytmu, funkcji i anatomii tętnic wieńcowych. Co więcej, modele HF świń mogą naśladować pacjentów po zawale mięśnia sercowego pod względem metabolizmu CM, właściwości elektrofizjologicznych i zmian neuroendokrynnych w warunkach niedokrwiennych6. Przedstawiony tutaj protokół wykorzystuje taki ustandaryzowany model HF świni, wykorzystujący zamknięcie balonu wieńcowego lewej tętnicy obwodowej (LCX) w zamkniętej klatce piersiowej, po którym następuje szybka stymulacja wywołana wszczepieniem rozrusznika serca. Badanie optymalizuje również drogę domięśniowego podawania komórek macierzystych w leczeniu post-MI HF. Celem jest wyprodukowanie zwierzęcego modelu przewlekłego zawału mięśnia sercowego u świń, który może zostać wykorzystany do opracowania metod leczenia, które są klinicznie istotne dla pacjentów z ciężką postacią choroby wieńcowej.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z Przewodnikiem Opieki i Użytkowania Zwierząt Laboratoryjnych opublikowanym przez Narodowy Instytut Zdrowia USA oraz przepisami Uniwersytetu w Hongkongu, a protokół został zatwierdzony przez Komitet ds. Wykorzystania Żywych Zwierząt w Nauczaniu i Badaniach (CULTAR) na Uniwersytecie w Hongkongu.
UWAGA: Samice świń hodowlanych o wadze 35-40 kg (9-12 miesięcy) zostały użyte do tego badania. Schemat blokowy tego eksperymentu jest pokazany na Rysunek 1.
1. Zabiegi chirurgiczne
2. Protokół pooperacyjny
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Śmiertelność
W badaniu wykorzystano łącznie 24 świnie. Trzy z nich padły podczas indukcji MI z powodu utrzymującego się VT. Jedno zwierzę padło podczas operacji na otwartym sercu w celu wstrzyknięcia komórek z powodu krwawienia z rany. Dwa zwierzęta padły z powodu ciężkiej infekcji. Dwa zwierzęta zostały wykluczone z powodu niewielkiego spadku EF (spadek LVEF > 40% wartości wyjściowej). W rezultacie 16 zwierząt ukończyło cały protokół badania.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Standardowe modele zwierzęce mają ogromne znaczenie dla zrozumienia patofizjologii i mechanizmów chorób oraz przetestowania nowych metod leczenia. Nasz protokół ustanawia świński model niewydolności serca indukowany przez zablokowanie lewej tętnicy obwodowej i szybką stymulację. Osiem tygodni po indukcji zawału mięśnia sercowego u zwierząt rozwinęło się znaczne upośledzenie LVEF, LVEDD, LVESD, +dP/dt i ESPVR. W protokole tym testowana jest również metoda podawania terapii komórkami macierzystymi w celu regeneracji serca ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy dziękują Alfredzie i Kung Tak Chung za doskonałe wsparcie techniczne podczas eksperymentów na zwierzętach.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Amiodarone | Mylan | - | |
| Aparaty anestezjologiczne i respirator | Dräger | Fabius plus XL-Angiocath | |
| Becton Dickinson | |||
| 381147-Anty-ludzki antygen jądrowy | abcam | abcam19118-System | |
| przechwytywania obrazu Axio Plus | Zeiss | Axioskop 2 PLUS | Axioskop 2 plus |
| Oprogramowanie AxioVision Rel. 4.5 | Zeiss | - | - |
| Baytril | |||
| Betadine | Mundipharma | - | |
| -CardioLab Electrophysiology Recording Systems | GE Healthcare | G220f-Pożywki | |
| hodowlane | MesenCult | 05420-Cyklosporyna | |
| Novartis | - | - | |
| Defibrylator | GE Healthcare | CardioServ-Dorminal | |
| TEVA | - | ||
| System echokardiograficzny | GE Vingmed | Vivid oprogramowanie | |
| i-EchoPac | GE Vingmed | - | |
| Cewnik elektrofizjologiczny | Cordis Corp | - | |
| Mikrosfera embozenu | Boston Scientific | 17020-S1 | 700 μ |
| m Rurka dotchawicza | Vet Care | VCPET70PCW | rozmiar 7 |
| Etanol | VWR chemikalia | 20821.33-Formalina | |
| Cewnik dylatacyjny | |||
| balonowy Sigma | HT501320 | 10% | |
| Cewnik prowadzący Mustang JR4 | Cordis Corp | 67208200 | |
| 6F Lidokaina | Quala | - | |
| -Mersilk | Ethicon | W584 | 2-0 |
| Bursztynian metoprololu | Wockhardt | - | - |
| Microtome | Leica | RM2125RT-Mobile | |
| Aparat do fluoroskopii ramienia C | GE Healthcare | OEC 9900 | Elite-Pacemaker |
| St Jude Medical | PM1272 | Assurity MRI rozrusznik | |
| sercaGenerator rozrusznika serca | St Jude Medical | Merlln model 3330-Cewnik | |
| ciśnieniowo-objętościowy | CD Leycom | CA-71103-PL | |
| 7F Ciśnienie– procesor sygnału głośności | CD Programowalny | SIGMA-M | |
| Medtronic Inc | 5328-PTCA | ||
| Cewnik balonowy | Boston Scientific | H7493919120250 | MAVERICK nad drutem |
| Ramipril | TEVA | - | |
| Wprowadzenie osłony | Cordis Corp | 504608X | 8F, 9F, 12F |
| Steroid | Przeciw zapaleniu stawów | - | |
| Temgesic | Nindivior-buprenorfina | ||
| Igła do zamieszkania dożylnego | TERUMO | SR+OX2225C | 22G |
| Vicryl | Ethicon | VCP320H | 2-0 |
| Xylazine | Alfasan International B.V. | - | - |
| Zoletil | Virbac Nowa Zelandia | Limited-tiletamina+zolezepam |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.