Ten protokół opisuje kroki do wywołania zawału mięśnia sercowego u myszy, przy jednoczesnym zachowaniu osierdzia i jego zawartości.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół opisuje kroki do wywołania zawału mięśnia sercowego u myszy, przy jednoczesnym zachowaniu osierdzia i jego zawartości.
Ten protokół wykazał, że osierdzie i jego zawartość odgrywają istotną rolę przeciwzwłóknieniową w niedokrwiennym modelu gryzoni (podwiązanie wieńcowe w celu wywołania uszkodzenia mięśnia sercowego). Większość przedklinicznych modeli zawału mięśnia sercowego wymaga przerwania integralności osierdzia wraz z utratą homeostatycznego środowiska komórkowego. Jednak ostatnio opracowaliśmy metodologię wywoływania zawału mięśnia sercowego, która minimalizuje uszkodzenia osierdzia i zachowuje populację komórek odpornościowych rezydujących w sercu. Zaobserwowano poprawę odzyskiwania funkcji serca u myszy z nienaruszoną przestrzenią osierdzia po podwiązaniu naczyń wieńcowych. Metoda ta daje możliwość zbadania reakcji zapalnych w przestrzeni osierdzia po zawale mięśnia sercowego. Dalszy rozwój technik znakowania można połączyć z tym modelem, aby zrozumieć los i funkcję komórek odpornościowych osierdzia w regulacji mechanizmów zapalnych, które napędzają przebudowę serca, w tym zwłóknienie.
Do dnia dzisiejszego choroby układu krążenia (CVD) są uznawane za główną przyczynę zgonów na całym świecie, co skutkuje znacznym obciążeniem finansowym i obniżeniem jakości życia pacjentów1. Choroba wieńcowa (CAD) jest podtypem choroby sercowo-naczyniowej i odgrywa zasadniczą rolę w rozwoju zawału mięśnia sercowego (MI), który jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do śmiertelności. Z definicji MI wynika z nieodwracalnego uszkodzenia tkanki mięśnia sercowego z powodu długotrwałych stanów niedokrwienia i niedotlenienia. Tkanka mięśnia sercowego nie ma zdolności regeneracyjnych, więc urazy są trwałe i skutkują zastąpieniem mięśnia sercowego blizną zwłóknieniową, która początkowo może działać ochronnie, ale ostatecznie przyczynia się do niekorzystnej przebudowy serca i ostatecznej niewydolności serca2.
Chociaż leczenie pacjentów z CAD znacznie się poprawiło w ciągu ostatnich kilku dekad, przewlekła niewydolność serca (CHF) wtórna do niedokrwienia dotyka wielu pacjentów na całym świecie. Aby zapobiec tej epidemii i radzić sobie z nią, konieczne jest dokładniejsze zrozumienie mechanizmów leżących u jej podstaw i opracowanie nowych podejść terapeutycznych. Co więcej, dotychczasowe wyniki wskazują na ograniczenia terapii systemowej i konieczność opracowania precyzyjnych alternatyw. Biorąc pod uwagę, że badanie molekularnych następstw zawału mięśnia sercowego u ludzi zależy od możliwości dostępu do tkanek zawału, niezbędne są modele zwierzęce, które podsumowują cechy i rozwój ludzkiego zawału mięśnia sercowego i niewydolności serca związanych z CVD.
Ponieważ idealne modele zwierzęce są bardzo podobne do ludzkiego zaburzenia pod względem cech strukturalnych i funkcjonalnych, etiologia choroby powinna kierować ich koncepcją. W chorobie wieńcowej jest to przewlekłe zwężenie miażdżycowe tętnic wieńcowych lub ostra niedrożność zakrzepowa. Opracowano i zastosowano różne metody u różnych gatunków zwierząt laboratoryjnych w celu wywołania zwężenia lub niedrożności tętnicy wieńcowej. Takie strategie można ogólnie podzielić na dwie grupy: (1) mechaniczna manipulacja tętnicy wieńcowej w celu wywołania zawału mięśnia sercowego oraz (2) przyspieszenie miażdżycy w celu ułatwienia zwężenia tętnic wieńcowych prowadzącego do zawału mięśnia sercowego. Pierwsza strategia zwykle obejmuje podwiązanie tętnicy wieńcowej lub umieszczenie stentu w tętnicy. Drugie podejście polega na modyfikowaniu diety zwierzęcia w celu uwzględnienia pokarmu o wysokiej zawartości tłuszczu/cholesterolu. Niektóre z ograniczeń tego ostatniego podejścia obejmują brak kontroli nad czasem i miejscem niedrożności naczyń wieńcowych.
Dla kontrastu, chirurgiczna indukcja zawału serca lub niedokrwienia w modelu zwierzęcym ma kilka zalet, takich jak lokalizacja, dokładny czas i zasięg zdarzenia wieńcowego, co prowadzi do bardziej powtarzalnych wyników. Najpowszechniej stosowaną metodą jest chirurgiczne podwiązanie lewej przedniej zstępującej tętnicy wieńcowej (LAD). Takie modele podsumowują ludzkie reakcje na ostre uszkodzenie niedokrwienne, a także progresję do CHF3. Początkowo opracowana u większych zwierząt, chirurgia LAD na małych zwierzętach, takich jak gryzonie, stała się bardziej wykonalna dzięki postępowi technologicznemu4. Przy tworzeniu takich modeli myszy były faworyzowane z różnych powodów, w tym ich względnej dostępności, niskich kosztów utrzymania i zdolności do manipulacji genetycznych.
Współczesne modele chirurgiczne choroby niedokrwiennej serca za pomocą okluzji LAD wymagają od badacza otwarcia osierdzia w celu tymczasowego lub stałego podwiązania tętnicy5. Takie strategie powodują przerwanie pracy przestrzeni osierdziowej, która pełni zasadniczo funkcję mechaniczną i smarującą, zapewniając prawidłowe funkcjonowanie serca. Inną wadą otwierania osierdzia jest utrata natywnego płynu osierdziowego zwierzęcia wraz z jego różnymi składnikami komórkowymi i białkowymi6,7. W odpowiedzi opracowaliśmy metodę indukcji zawału mięśnia sercowego przy jednoczesnym utrzymaniu osierdzia w stanie nienaruszonym. Oprócz zminimalizowania zakłóceń tego homeostatycznego środowiska, podejście to pozwala na znakowanie i śledzenie określonych komórek po wywołaniu zawału mięśnia sercowego. Ponadto podejście to lepiej odzwierciedla uszkodzenie niedokrwienne mięśnia sercowego w warunkach ludzkich.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Do tych eksperymentów wykorzystano samce i samice myszy C57BL/6J w wieku od 8 do 14 tygodni. Protokół ten został zatwierdzony etycznie przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami na Uniwersytecie w Calgary i jest zgodny ze wszystkimi wytycznymi dotyczącymi opieki nad zwierzętami.
1. Przygotowanie i operacja myszy
2. Funkcjonalna ocena czynności serca za pomocą echokardiografii (EKG)
3. Pobieranie tkanek serca do barwienia zwłóknienia
4. Cytometria przepływowa płukania serca i jamy osierdziowej
5. Etykietowanie makrofagów osierdziowych metodą ICAPS (Intercostal Approach to the Pleural Space)9
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten zmodyfikowany model podwiązania naczyń wieńcowych został zoptymalizowany pod kątem powtarzalności i przeżywalności zwierząt. Jednak ze względu na znaczne uszkodzenie serca, z zabiegiem wiąże się pewna spodziewana śmiertelność śródoperacyjna i pooperacyjna. Standardowa śmiertelność jest zazwyczaj wyższa u mężczyzn (~25-35%) niż u kobiet (~ 10-15%).
Udana indukcja mięśnia sercowego za pomocą zmodyfikowanego podwiązania wieńcowego powinna być widoczna po zmianach w parametrach funkcjonalnych ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wywołanie zawału mięśnia sercowego w zamkniętym osierdziu u gryzoni jest wyjątkowe i może mieć potencjalnie znaczące zastosowania. Procedura opiera się w dużej mierze na znajomości przez chirurga modelu gryzoni i anatomii serca gryzoni. Sukces zależy również od opieki zapewnionej podczas trzech krytycznych etapów: nacięcia mięśni międzyżebrowych i cofnięcia żeber (kroki 1.11-1.13), powstania zawału (krok 1.17 ) i rekonwalescencji zwierząt (kroki 1.22-1.24).
Torakotomia musi być wykonana z nale...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają żadnych konfliktów do ujawnienia.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Sterylizator koralików Steri-350 | Inotech | NC9449759 | |
| 10% Formalin | Millipore Sigma | HT501128-4L | |
| 40 & m Sitko do komórek | VWR | CA21008-949 | Falcon, 352340 |
| 70 µ m Sitko komórkowe | VWR | CA21008-952 | Falcon, 352350 |
| ACK Bufor do lizy | Thermo Fisher | A1049201 | |
| BD Igła do cewnika Insyte-W 24 G X 3/4 " | CDMV Inc | 108778 | |
| Betadine (10% roztwór do stosowania miejscowego z jodowidonem) | CDMV Inc | 104826 | |
| kleszcze | Narzędzia do nauki precyzyjnej | FST 11000-12 | |
| BNP Maść okulistyczna | CDMV Inc | 17909 | |
| Castroviejo Sterownik igieł | Narzędzia do nauki precyzyjnej | FST 12061-01 | |
| Wirówka 5810R | Eppendorf | 22625101 | |
| Kolagenaza I | Milipore Sigma | SCR103 | |
| Kolagenaza XI | Millipore Sigma | C7657 | |
| Covidien 5-0 Szew polisorbowy - igła stożkowa CV-11 | Medtronic Canada | GL-890 | |
| Covidien 5-0 Szew polisorbowy - igła tnąca PC-13 | Medtronic Canada | SL-1659 | |
| Zakrzywione kleszcze | Narzędzia do nauki | precyzyjnej FST 11009-13 | |
| Dako Medium montażowe | Agilen | CS70330-2 | |
| DNaza I | Milipore Sigma | 11284932001 | |
| etanol, 100% | miliporów Sigma | MFCD00003568 | |
| Ethicon 8-0 Ethilon Suture - Igła stożkowa BV-130-4 | Johnson & Johnson Inc. | 2815G | |
| Nikon | 2208502 | ||
| Drobne kleszcze | Narzędzia naukowe | FST 11150-10 | |
| Fluoresbrite® YG Mikrosfery karboksylowe 1,00 i mikro; m | Polysciences, Inc. | 15702 | |
| Jednostka kauteryzacji termicznej Geigera Światowe | instrumenty precyzyjne | Model 501293 | Model 150-ST |
| Hialuronidaza | Millipore Sigma | H4272 | |
| Parownik izofluoranowy Aparat | Harvard 75-0951 | ||
| Isofluran USP, 250 ml | CDMV Inc | 108737 | |
| System chowania stabilizatora magnetycznego | Narzędzia do nauki | 18200-20 | |
| MX550D- Sonda 40 MHz | Fujifilm - Visual Sonics | ||
| Needle Driver | Fine Science Tools | FST 12002-12 | |
| PE-10 Rurka | Braintree Scienctific, Inc. | PE10 50 FT | |
| Nożyczki | Narzędzia do nauki | FST 14184-09 | |
| SMZ-1B Mikroskop stereoskopowy | Nikon | SMZ1-PS | |
| VentElite Respirator dla małych zwierząt | Aparat Harvard | 55-7040 | |
| Vetergesic (10 ml, 0,3 mg / ml buprenorfiny)) | CDMV Inc | 124918 | kontrolowany lek |
| Vevo 2100 Oprogramowanie | Fujifilm-Visual Dźwięki |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie