Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Chirurgiczny model przewlekłego niedokrwienia mięśnia sercowego u świń leczony egzosomem z plastrem kolagenowym i pomostowaniem aortalno-wieńcowym poza pompą

1.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/65553

⸱

15 września 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

W tym artykule

Podsumowanie

To badanie przedstawia chirurgiczny model przewlekłego niedokrwienia mięśnia sercowego spowodowanego postępującym zwężeniem tętnicy wieńcowej, skutkującym upośledzeniem funkcji serca bez zawału. Po niedokrwieniu zwierzęta przechodzą pomostowanie tętnic wieńcowych poza pompą z nasierdziowym umieszczeniem plastra kolagenowego obciążonego egzosomami pochodzącymi z komórek macierzystych. Ta terapia wspomagająca poprawia funkcję mięśnia sercowego i powrót do zdrowia.

Streszczenie

Przewlekłe niedokrwienie mięśnia sercowego wynikające z postępującego zwężenia tętnicy wieńcowej prowadzi do hibernacji mięśnia sercowego (HIB), zdefiniowanego jako mięsień sercowy, który dostosowuje się do zmniejszonej dostępności tlenu poprzez zmniejszenie aktywności metabolicznej, zapobiegając w ten sposób nieodwracalnemu uszkodzeniu kardiomiocytów i zawałowi. Różni się to od zawału mięśnia sercowego, ponieważ HIB ma potencjał do wyzdrowienia dzięki rewaskularyzacji. Pacjenci z poważną chorobą wieńcową (CAD) doświadczają przewlekłego niedokrwienia, co naraża ich na ryzyko niewydolności serca i nagłej śmierci. Standardową interwencją chirurgiczną w przypadku ciężkiej choroby wieńcowej jest operacja pomostowania aortalno-wieńcowego (CABG), ale wykazano, że jest to terapia niedoskonała, ale nie istnieją terapie wspomagające w celu odzyskania miocytów przystosowanych do przewlekłego niedokrwienia. Aby wypełnić tę lukę, wykorzystano chirurgiczny model HIB z wykorzystaniem świni, który jest podatny na CABG i naśladuje scenariusz kliniczny. Model obejmuje dwie operacje. Pierwsza operacja polega na wszczepieniu sztywnego zwężacza o średnicy 1,5 mm na lewej tętnicy zstępującej przedniej (LAD). W miarę wzrostu zwierzęcia zwężacz stopniowo powoduje znaczne zwężenie, co skutkuje zmniejszeniem regionalnej funkcji skurczowej. Gdy zwężenie osiągnie 80%, przepływ i funkcja mięśnia sercowego są upośledzone, tworząc HIB. Następnie wykonuje się CABG poza pompą z lewą tętnicą piersiową wewnętrzną () w celu rewaskularyzacji obszaru niedokrwiennego. Zwierzę wraca do zdrowia przez jeden miesiąc, aby umożliwić optymalną poprawę mięśnia sercowego przed uśmierceniem. Pozwala to na prowadzenie badań fizjologicznych i tkankowych różnych grup badanych. Ten model zwierzęcy pokazuje, że funkcja serca pozostaje upośledzona pomimo CABG, co sugeruje potrzebę nowatorskich interwencji wspomagających. W tym badaniu opracowano plaster kolagenowy osadzony w egzosomach pochodzących z mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC), który można chirurgicznie nałożyć na powierzchnię nasierdzia dystalnie do zespolenia. Materiał dopasowuje się do nasierdzia, jest wchłanialny i stanowi rusztowanie dla długotrwałego uwalniania czynników sygnałowych. Ta terapia regeneracyjna może stymulować regenerację mięśnia sercowego, który nie reaguje na samą rewaskularyzację. Model ten przekłada się na arenę kliniczną, dostarczając środków fizjologicznych i mechanistycznych badań dotyczących powrotu do zdrowia w HIB.

Wprowadzenie

Globalnie, ciężka choroba wieńcowa dotyka ponad sto milionów pacjentów, i chociaż śmiertelność spadła, pozostaje jedną z głównych przyczyn zgonów1,2. CAD ma szerokie spektrum kliniczne od zawału mięśnia sercowego (MI) do niedokrwienia z zachowaną żywotnością. Większość badań przedklinicznych koncentruje się na zawale serca, charakteryzującym się obecnością tkanki zawałowej, ponieważ możliwe jest badanie na małych i dużych modelach zwierzęcych. Model ten nie jest jednak przeznaczony dla pacjentów z zachowaną żywotnością i podatnych na rewaskularyzację. Większość pacjentów poddawanych CABG ma zmniejszone ukrwienie i ograniczoną funkcję, przy jednoczesnym zachowaniu zmienności rezerwy skurczowej i żywotności3. Bez leczenia pacjenci ci mogą przejść do zaawansowanej niewydolności serca i nagłej śmierci, zwłaszcza podczas zwiększonego obciążenia pracą4. Wśród tych pacjentów pomostowanie aortalno-wieńcowe (CABG) jest skuteczną terapią, ale może nie prowadzić do całkowitego przywrócenia sprawności5. Co ważne, dysfunkcja rozkurczowa, która jest markerem gorszych wyników klinicznych, nie ustępuje po rewaskularyzacji, co sugeruje potrzebę nowych terapii adjuwantowych podczas CABG6,7. Obecnie nie ma klinicznie dostępnych interwencji adjuwantowych stosowanych z CABG w celu przywrócenia kardiomiocytów do pełnej sprawności funkcjonalnej. Jest to poważna luka terapeutyczna, biorąc pod uwagę, że u wielu pacjentów dochodzi do zaawansowanej niewydolności serca pomimo odpowiedniej rewaskularyzacji8.

Stworzono innowacyjny model przewlekłego niedokrwienia mięśnia sercowego u świń, który jest podatny na CABG, aby naśladować kliniczne doświadczenie CAD9. Świnie stanowią dobry model choroby serca w porównaniu z innymi dużymi zwierzętami, ponieważ nie mają pobocznych pobocznych mostków nasierdziowych, więc samo zwężenie LAD powoduje regionalne niedokrwienie10. W tym badaniu wykorzystano 16-tygodniowe samice świń rasy Yorkshire-Landrace. W tym modelu LAD został rewaskularyzowany za pomocą CABG poza pompą przy użyciu przeszczepu lewej tętnicy sutkowej wewnętrznej () (Tabela uzupełniająca 1). Przezskórna interwencja wieńcowa (PCI) nie jest możliwa do otwarcia zwężenia, ponieważ zwężacz jest sztywnym urządzeniem. Rezonans magnetyczny serca (MRI) służy do oceny funkcji globalnej i regionalnej, anatomii wieńcowej i żywotności tkanek. Analiza MRI serca wykazała, że funkcja rozkurczowa, charakteryzująca się szczytowym wskaźnikiem wypełnienia (PFR), pozostaje upośledzona pomimo CABG6. Mechanizm dysfunkcji rozkurczowej prawdopodobnie wiąże się z upośledzoną bioenergetyką mitochondriów i tworzeniem kolagenu w HIB, które utrzymują się po CABG11.

Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) dostarczają sygnalizacji terapeutycznej przez egzosomy, aby poprawić regenerację mięśnia sercowego, gdy są stosowane podczas CABG. W tym modelu świń i równoległych badaniach in vitro wykazano, że umieszczenie nasierdziowego plastra wikrylowego MSC podczas CABG przywraca funkcję skurczową wraz ze wzrostem kluczowych białek mitochondrialnych, a mianowicie PGC-1α12, ważnego regulatora metabolizmu energii mitochondrialnej13. Model in vitro pozwolił nam na zbadanie mechanizmu sygnalizacji MSCs na upośledzoną funkcję mitochondriów. Egzosomy to wydzielane stabilne mikropęcherzyki (50-150 nm), które zawierają białka lub kwasy nukleinowe, w tym mikroRNA (miRNA)14. Najnowsze dane in vitro sugerują, że egzosomy pochodzące z MSC są ważnym mechanizmem sygnalizacyjnym niezbędnym do przywrócenia oddychania mitochondrialnego.

Egzosomy pochodzące z komórek macierzystych są obiecującymi terapiami wspomagającymi, ponieważ są łatwo dostępne, mogą być produkowane komercyjnie i nie mają konfliktów etycznych. Biorąc pod uwagę translację kliniczną, stworzono plaster kolagenowy osadzony w egzosomach pochodzących z MSC, który można chirurgicznie przyszyć do hibernującego obszaru mięśnia sercowego. Wykazano, że za pomocą tego plastra następuje trwałe dostarczanie egzosomów i zapewnia on bezkomórkową terapię regeneracyjną z parakrynnym mechanizmem sygnalizacji, który ma na celu regenerację mitochondriów i zwiększa biogenezę mitochondriów15. Procedura ta stanowi model przedkliniczny do badania wpływu terapii pochodzących z MSC na poprawę funkcji serca poprzez poprawę funkcji mitochondriów i zmniejszenie stanu zapalnego w czasie rewaskularyzacji oraz odwrócenie adaptacji miocytów do przewlekłego niedokrwienia.

W tym badaniu pokazano chirurgiczną metodę CABG poza pompą przy użyciu zespolenia do LAD w celu ominięcia obszaru proksymalnego zwężenia LAD, naśladując standardowe leczenie pacjentów z CAD. Jako terapię wspomagającą CABG wykazano chirurgiczne zastosowanie plastra kolagenowego osadzonego w egzosomie pochodzącym z MSC w obszarze niedokrwiennym mięśnia sercowego. Ten model chirurgiczny może być wykorzystany do badania fizjologicznych reakcji na efekt parakrynny obserwowany przy użyciu plastra egzosomowego, a także molekularnych mechanizmów regeneracji.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Instytucjonalne Komitety ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania (IACUC) Centrum Medycznego VA w Minneapolis oraz Uniwersytetu Minnesoty zatwierdziły wszystkie badania na zwierzętach. Przestrzegano aktualnych wytycznych National Institutes of Health (NIH) dotyczących użytkowania i opieki nad zwierzętami laboratoryjnymi.

1. Izolacja mezenchymalnych komórek macierzystych oraz przygotowanie i charakterystyka egzosomów

  1. Izolacja mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego (MSC)
    1. Uzyskaj 30-50 ml sterylnego szpiku kostnego z mostka lub kości piszczelowej 20-tygodniowej samicy świni rasy Yorkshire-Landrace. W tym celu należy wprowadzić igłę międzykostną o średnicy 25 mm 15 G do mostka lub kości piszczelowej i pobrać próbkę do strzykawki o pojemności 60 ml z 10 ml heparyny.
      UWAGA: Aby uzyskać więcej informacji na temat pobierania szpiku kostnego, zapoznaj się z Pittenger et al. i Hocum-Stone et al.12,16.
    2. Krótko mówiąc, przepuścić próbkę szpiku kostnego przez rurkę Vacutainer CPT z heparyną przez 30 minut w temperaturze 1800 x g.
    3. Usuń kożuchową powłokę zawierającą komórki jednojądrzaste i przemyj zbilansowanym roztworem soli Hanka. Osadzanie komórek jednojądrzastych przez odwirowanie i ponowne zawieszenie w pożywce wzrostowej (10% płodowej surowicy bydlęcej [FBS]).
    4. Przenieść komórki jednojądrzaste do kolb hodowli komórkowych w celu przylegającego wzrostu. Wyizolować MSCs z frakcji jednojądrowej ze względu na ich przylegający charakter.
    5. W ciągu 24 godzin przemyć wszystkie substancje niezawierające MSC, pozostawiając monowarstwę MSC w kolbie do hodowli tkankowej. Potwierdź fenotyp MSC za pomocą cytometrii przepływowej, zapewniając ujemność dla CD45, markera hematopoetycznego, oraz dodatniość dla CD90 i CD105, markerów MSC.
  2. Przygotowanie i charakterystyka egzosomów z mezenchymalnych komórek macierzystych świń
    1. Wysiew 1 x 104 Kardiomiocyty szczura H9C2 i kultura w 1x DMEM + 10% FBS i 1x Pen / paciorkowiec. Wysiew 2 x 104 MSC wieprzowiny w zaawansowanym DMEM + 5% FBS i 1x Pen/paciorkowiec.
    2. Gdy obie linie komórkowe zlewają się w co najmniej 80%, zmień pożywkę na pożywkę H9C2 i MSC zubożoną w egzosomy.
    3. Wystawić kardiomiocyty H9C2 na łagodne niedotlenienie (1%O2 przez 24 godziny). Po 24 godzinach wyjąć kolby z hipoksji i odpipetować pożywkę H9C2.
    4. Wyjmij i wyrzuć pożywkę MSC z kolby MSC. Dodać oczyszczoną pożywkę H9C2 do kolby MSC. Inkubować kolbę przez 6 godzin w warunkach normoksyjnych (5% CO2 , 20 % O2 i 37 °C).
    5. Wyekstrahuj egzosomy z kondycjonowanych pożywki z kokulturą przy użyciu całkowitego odczynnika do izolacji egzosomów zgodnie z instrukcjami producenta.
    6. Weryfikacja identyfikacji egzosomów przez wykrywanie western blot powszechnych białek egzosomalnych z przeciwciałami przeciwko CD-63 (1:1000)17.
    7. Wykonaj analizę śledzenia nanocząstek (NTA) w celu ilościowego określenia egzosomów oraz oceny wielkości nanocząstek i ich rozmieszczenia. W tym celu rozpuść całkowite białko (50 μg) egzosomów w 500 μl PBS, aby określić stężenie i rozkład wielkości egzosomów za pomocą analizatora śledzenia nanocząstek.
    8. Analizuj dane za pomocą oprogramowania do śledzenia nanocząstek.

2. Operacja pomostowania aortalno-wieńcowego poza pompą

  1. Przygotowanie zwierząt
    1. Zważ zwierzę (16-tygodniową samicę świni Yorkshire-Landrace) 3 dni przed planowaną operacją. Pościć zwierzę przez 12 godzin przed zabiegiem, mając dostęp do wody podczas postu.
    2. Buprenorfinę należy podawać domięśniowo w dawce 0,18 mg/kg domięśniowo na 2-4 godziny przed zabiegiem.
  2. Indukcja zwierzęcia
    1. Uspokoić zwierzę, podając domięśniowo wstrzyknięcie 6,6 mg/kg tiletaminy-zolazepamu/ksylazyny.
    2. Odczekaj 15 minut, aby zapewnić odpowiednią sedację, oceniając tonację szczęki, a następnie umieszczając cewnik 22G w centralnej żyle ucha.
      UWAGA: Można rozważyć inną żyłę obwodową (tj. żyłę głowową), jeśli żyła uszna jest nieodpowiednia.
    3. Maść okulistyczną należy podawać miejscowo do każdego oka. Podawać 1-2 mg/kg propofolu drogą dożylną w celu wywołania znieczulenia ogólnego. Ton szczęki najbardziej wiarygodnie odzwierciedla głębokość znieczulenia i powinien być oceniany przez cały czas trwania zabiegu.
    4. Zaintubuj zwierzę rurką dotchawiczą o odpowiedniej wielkości.
  3. chirurgia
    1. Ogol mostek i pachwinę zwierzęcia w ramach przygotowań do zabiegu chirurgicznego.
    2. Ustaw wentylację mechaniczną na 10-15 oddechów na minutę, tlen 1-4 l/min i izofluran 1,0-3,0% w zależności od potrzeb, aby utrzymać głębokie znieczulenie do operacji. Sprawdź, czy nie ma nieobecnego oka lub odruchu szczękowego, aby potwierdzić głębokie znieczulenie.
    3. Sprzęt do monitorowania położenia (elektrokardiogram, końcowy CO2 pływowy, tętno, saturacja tlenem, ciśnienie krwi i temperatura) na zwierzęciu.
    4. Podłącz cewnik dożylny do worka z roztworem soli fizjologicznej lub mleczanu, aby w sposób ciągły podawać płyny konserwacyjne.
    5. Przygotować skórę techniką aseptyczną z powidonem, peelingiem i roztworem jodu 3x, aby uzyskać odpowiednią sterylność i zminimalizować ryzyko zakażenia miejsca operowanego.
    6. Podawać lidokainę drogą donaczyniową (dawka nasycająca 2 mg/kg lub ciągły wlew w dawce 50 μg/kg/min), aby zapobiec arytmii.
    7. Ułóż zwierzę grzbietowo i ułóż je sterylnymi ręcznikami.
    8. Wykonaj przecięcie lewej lub prawej tętnicy udowej w celu umieszczenia linii tętniczej techniką Seldingera, a następnie podłączenie cewnika do przetwornika w celu ciągłego monitorowania ciśnienia krwi w czasie operacji.
    9. Za pomocą monopolarnej elektrokoagulacji należy wykonać 20-centymetrowe nacięcie rozciągające się od wcięcia mostka proksymalnie w dół do wyrostka ksyloidalnego dystalnie oraz naciąć warstwy mięśni, podskórnej tkanki tłuszczowej i tkanki łącznej aż do mostka.
    10. Wykonać sternotomię środkową za pomocą piły oscylacyjnej.
      UWAGA: W przypadku powtórnej sternotomii unika się standardowej piły, ponieważ niesie ona ze sobą większe ryzyko uszkodzenia mięśnia sercowego z powodu wcześniejszych zrostów osierdzia po zabiegu torakotomii lewej wykonanej w celu umieszczenia zwężacza LAD.
    11. Podziel tylną płytkę mostka za pomocą nożyczek. Użyj specjalistycznego retraktora klatki piersiowej, aby odpowiednio uwidocznić śródpiersie.
    12. Wypreparuj zrosty za pomocą monopolarnej elektrokoagulacji lub nożyczek Metzenbauma. Ostrożnie wypreparuj mięsień okołomostkowy i tłuszcz, aby odsłonić lewą tętnicę sutkową wewnętrzną ().
    13. Gdy zostanie odsłonięta bocznie do krawędzi mostka, delikatnie oddziel ją od ściany klatki piersiowej za pomocą sekcji z końcówką do elektrokoagulacji. Użyj jako przeszczepu szkieletowego.
    14. Rozpocznij sekcję na poziomie 3przestrzeni międzyżebrowej. Delikatnie unieś lewą granicę mostka, aby uzyskać optymalną wizualizację.
    15. Użyj delikatnego nacisku na przydankę, aby odsłonić gałęzie tętnicze i żylne. Przytnij stronę gałęzi za pomocą hemoklipsów i kauteryzuj stronę ściany klatki piersiowej gałęzi.
      UWAGA: Należy uważać, aby nie kauteryzować klipsa na, ponieważ może to spowodować zwężenie przewodu.
    16. Po zmobilizowaniu początkowego odcinka kontynuuj rozwarstwienie proksymalnie w kierunku poziomu żyły podobojczykowej i dystalnie, aż do rozwidlenia.
    17. Po zakończeniu sekcji należy podać heparynę drogą dożylną w dawce 100-300 U/kg. Po podaniu heparyny należy odczekać 3 minuty.
    18. Po 3 minutach przytnij dystalny koniec, tuż przed poziomem rozwidlenia i podziel przewód. Zszyj dystalny koniec za pomocą bezpłatnego jedwabnego szwu 2-0.
    19. Przygotuj bliższy koniec do szczepienia. Sprawdź wizualnie jakość przepływu, pozwalając przeszczepowi krwawić przez kilka sekund.
    20. Delikatnie zaciśnij dystalny koniec przewodu za pomocą atraumatycznego zacisku buldoga, aby uniknąć krwawienia. Otwórz osierdzia za pomocą odwróconej litery T, wykonując nacięcie o długości około 5-6 cm. Umieść szwy o rozmiarze 3-0 na osierdziu, aby uzyskać trakcję po obu stronach szczeliny.
    21. Ustabilizuj LAD za pomocą silikonowych taśm retrakcyjnych i stabilizatora tkankowego, który jest przymocowany do zwijacza mostka. Wykonaj arteriotomię w tętnicy LAD dystalnie do zwężenia (spowodowanego pasmem zwężającym) za pomocą 11 ostrzy i przedłuż nożyczkami do tęczówki.
    22. Umieścić zastawkę wieńcową o odpowiedniej wielkości w LAD. Wykonać zespolenie z LAD z biegnącym szwem niewchłanialnym 7-0 przy użyciu techniki obejścia poza pompą. Zwolnij okluder buldoga na i potwierdź hemostazę.
  4. Przygotowanie plastra egzosomu pochodzącego z mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC)
    1. Po udanej izolacji egzosomów z MSC, zawieś około 3 x 108 egzosomów w 3 ml normalnej soli fizjologicznej i dodaj do gąbki kolagenowej.
    2. Doprowadź 3 ml zawiesiny egzosomów do temperatury pokojowej około 22 °C przez 10 minut. Umieść 2 wchłanialne gąbki do kolażu (każda o wymiarach 1,27 cm x 2,54 cm) na średniej szalce Petriego.
    3. Użyj strzykawki o pojemności 5 ml z igłą 18G, aby delikatnie wymieszać zawiesinę egzosomu. Powoli pipetuj 1,5 ml zawiesiny na każdą gąbkę kolagenową i odczekaj 5 minut do pełnego wchłonięcia.
  5. Umieszczenie plastra egzosomu
    1. Umieść gąbkę obciążoną egzosomem do góry nogami na hibernacyjnym obszarze serca, który jest nasierdziem przedniego obszaru przegrody w dystrybucji LAD.
    2. Delikatnie umieść dwie gąbki, aby przykryć hibernujący obszar serca. Użyj jednej siatki poliglaktynowej o wymiarach 3,5 cm x 1,0 cm, aby pokryć każdą gąbkę kolagenową.
    3. Przyszyj siatkę do nasierdzia za pomocą cienkich szwów przerywanych 7-0.
  6. Umieszczenie rurki w klatce piersiowej
    1. Umieść rurkę w klatce piersiowej przez oddzielne nacięcie kłute, w pobliżu dolnej części nacięcia sternotomii. Umieść rurkę w klatce piersiowej ostrożnie nad przednią częścią serca.
    2. Po umieszczeniu rurki na miejscu umieść szew sznurkowy torebki ze szwem 3-0 za pomocą poziomego ściegu materacowego, aby umożliwić zamknięcie rany po wyjęciu rurki.
    3. Rurka klatki piersiowej jest utrzymywana aż do całkowitego zamknięcia klatki piersiowej.
  7. Zapięcie na klatce piersiowej
    1. Przybliż mostek za pomocą niewchłanialnych szwów, używając wzoru ósemki. Podawać 1 mg/kg bupiwakainy drogą domięśniową na całej długości nacięcia.
      UWAGA: Szew jest używany zamiast drutów, aby uniknąć zakłóceń w obrazowaniu MRI.
    2. Zamknij warstwy mięśni i skóry w standardowy sposób, używając odpowiednio wchłanialnego szwu 2-0 i 3-0.
    3. Wykonaj wstrzymanie oddechu i ssanie, aby usunąć całe powietrze z jamy klatki piersiowej. Uważnie monitoruj ciśnienie w drogach oddechowych w respiratorze i utrzymuj ciśnienie w zakresie 15-22 mmHg i uwolnij po zakończeniu.
    4. Po odprowadzeniu całego powietrza wyjmij rurkę w klatce piersiowej, jednocześnie zamykając ranę za pomocą szwu ze sznurka do torebki. Nałóż klej klejowy miejscowo, aby zakryć nacięcie mostka.
  8. Opieka pooperacyjna po zabiegu
    1. Stopniowo odzwyczajaj zwierzę od respiratora, gdy nacięcie skóry jest zamykane. Upewnij się, że zwierzę jest w stanie spontanicznie oddychać i chronić odruchy przed odłączeniem zwierzęcia od sprzętu anestezjologicznego.
    2. Usuń rurkę dotchawiczą po upewnieniu się, że zwierzę jest w stanie chronić swoje drogi oddechowe. Zakryj nacięcie skóry sterylnym i nieprzylegającym opatrunkiem zatopionym w maści z antybiotykiem, aby zminimalizować zakażenie miejsca operowanego.
    3. Kontynuuj monitorowanie parametrów życiowych, w tym tętna, częstości oddechów, temperatury ciała co 15 minut, aż zwierzę będzie w stanie utrzymać swoją pozycję bez pomocy.
    4. Upewnij się, że zwierzę nie jest pozostawione bez opieki, dopóki nie będzie w stanie podnieść i utrzymać głowy w górze oraz nie będzie mogło stać bez pomocy. Meloksykam należy podawać w dawce 0,2 mg/kg mc. drogą podskórną przed transportem zwierzęcia na jednostkę rekonwalescencji.
    5. Przetransportować zwierzę do jednostki odzysku, gdy stan zwierzęcia jest stabilny. Opatrunek pola operacyjnego należy utrzymywać na nacięciu do 3. dnia po operacji. Wymień opatrunek, jeśli się zabrudzi.
    6. Kontynuuj monitorowanie poziomu bólu, nacięcia skóry i ogólnego samopoczucia zwierzęcia przez pierwsze 5 dni po zabiegu. W razie potrzeby należy podawać połowę dawki meloksykamu (0,1 mg/kg) raz na dobę w przypadku bólu przebijającego.
    7. Zwierzę należy trzymać w jednym pomieszczeniu przez pierwsze 5 dni po operacji, podczas gdy nacięcia goją się, aby zmniejszyć ryzyko zakażenia miejsca operowanego przez inne zwierzę. Po 5 dniach zwierzę należy zwrócić do pomieszczenia grupowego.
    8. Wszelkie komplikacje lub zmiany w stanie zwierzęcia (gorączka, wodobrzusze, utrata masy ciała, brak apetytu itp.) należy zgłaszać lekarzowi weterynarii lub odpowiedniemu personelowi.

3. Koronarografia z wykorzystaniem dostępu udowego

  1. Zabezpiecz zwierzę na stole operacyjnym w pozycji leżącej grzbietowej. Wentylację mechaniczną należy uruchomić przy 10-15 oddechach na minutę. Ustaw tlen na 2-4 l/min, izofluran na 1% i 4%, w zależności od potrzeb, aby utrzymać głęboką płaszczyznę znieczulenia.
  2. Umieść przewody EKG na kończynie zwierzęcia, aby monitorować rytm serca. Oceń zwierzę pod kątem głębokości znieczulenia. Rozważ, że zwierzę jest głęboko znieczulone, gdy odruch oka lub szczęki jest nieobecny.
  3. Oczyść klatkę piersiową i szyję peelingiem jodowym powidonu, a następnie ułóż zwierzę ręcznikami.
  4. Uzyskaj dostęp do tętnicy udowej poprzez chirurgiczne przecięcie i odsłoń tętnicę i żyłę udową. Wykonać 1-2 mm podłużne nacięcie ostrzem nr 11 w tętnicy udowej i kaniulować tętnicę za pomocą osłonki wprowadzającej 11 Fr w świetle naczynia.
  5. Po uzyskaniu dostępu należy przesunąć cewnik do wykonania koronarografii w celu oceny drożności anatomicznej przeszczepu-LAD.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Po rewaskularyzacji wykonuje się angiografię wieńcową w celu oceny stopnia zwężenia LAD (powyżej 80%) oraz drożności przeszczepu LIMA-LAD (Rysunek 1). Cztery tygodnie po zabiegu rewaskularyzacji i umieszczeniu kolagenowego płata obciążonego egzosomami wykonuje się rezonans magnetyczny serca w celu oceny funkcji skurczowej i rozkurczowej serca w spoczynku oraz pod obciążeniem przy użyciu niskiej dawki infuzji dobutaminy w ilości 5µg/kg/min. Funkcję skurczową analizuje się poprzez pomiar proce...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

W badaniu przedstawiono pierwszy świński model przewlekle niedokrwiennego mięśnia sercowego, w którym wykazano, że leczenie plastrem kolagenowym z egzosomem pochodzącym z MSC podczas rewaskularyzacji chirurgicznej przywraca funkcję rozkurczową i skurczową po stymulacji inotropowej, potencjalnie poprzez ukierunkowanie na regenerację mitochondriów. Wcześniej wykazano, że w dużym modelu zwierzęcym HIB funkcja rozkurczowa i skurczowa, mierzona za pomocą rezonansu magnetycznego serca, pozostaje upośledzona i tylko nieznacznie...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez VA Merit Review #I01 BX000760 (RFK) ze Stanów Zjednoczonych (USA) Departament ds. Weteranów BLR&D i Departament ds. Weteranów Stanów Zjednoczonych przyznają #I01 BX004146 (TAB). Wyrażamy również wdzięczność za wsparcie ze strony University of Minnesota Lillehei Heart Institute. Treść tej pracy nie reprezentuje poglądów Departamentu ds. Weteranów Stanów Zjednoczonych Rządu Stanów Zjednoczonych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
EthibondEthiconMG46G#
40Oster078919-016-701Usuń włosy z miejsc operacji
0 VicrylEthiconJ208HSzew
1 mL StrzykawkaMedtronic/Covidien1188100777Podawać środki do wstrzykiwań
1" taśma medycznaMedlineMMM15271ZZabezpiecz ranę opatrunek i cewniki dożylne
1000 ml 0,9% Chlorek soduBaxter2B1324XIV płyn zastępczy
12 ml StrzykawkaMedtronic/Covidien8881512878Podawać środki iniekcyjne
18 ga igłyBD305185Podawanie środków iniekcyjnych
20 gaigły BD305175Podawanie środków iniekcyjnych
20 ml StrzykawkaMedtronic/Covidien8881520657Podawać środki iniekcyjne
2-0 VicrylEthiconJ317HSzew
250 ml 0,9% sól fizjologicznaBaxter  UE1322DZamiennik płynu dożylnego
3 ml SyingeMedtronic/Covidien1180300555Podawać środki do wstrzykiwań
3-0 VicrylEthiconVCP824GSzew
36" Przewody do monitorowania ciśnienia Smith' s MedycznyMX563Connect art. Linia  do przetwornika
4,0 mm ID rurka dotchawiczaMedlineDYND43040Ułóż drogi oddechowe do hibernacji
4-0 Tevdek II StrandsDeknatel7-922Szew do zabezpieczenia zwężacza wokół LAD
48 " Przewody do monitorowania ciśnienia Smith' s MedycznyMX564Connect art. Linia  do przetwornika
500 ml 0,9% chlorku soduBaxter2B1323QDostarczanie leków, Zapewnij mgiełkę do Blower Mister
6  mL StrzykawkaMedtronic/Covidien1180600777Podawać środki do wstrzykiwań
Rurka dotchawicza 6,0 mm IDMallinckrodt86049Ułóż drogi oddechowe dla Revasc, MRI i Terminacji
Rurka dotchawicza 6,5 mm IDMedlineDYND43065Ustal drogi oddechowe dla Revasc, MRI i zakończenia
6-calowy przewód ciśnieniowySmith' s MedicalMX560Zbieranie szpiku kostnego
60 ml StrzykawkaMedtronic/Covidien8881560125Podawać środki do wstrzykiwań
Rurka dotchawicza o średnicy wewnętrznej 7,0 mm IDMedlineDYND43070Udrożnienie dróg oddechowych dla Revasc, MRI i terminacji
7-0 ProleneEthicon M8702
Szew Zaawansowany DMEM (1X)ThermoFisher Scientific12491023
Wkładki alkoholoweMedSourceMS-17402Środek do dezynfekcji skóry
Amicon Ultra-15 Filtr odśrodkowyMillipore SigmaUFC910024
Maszyna anestezjologicznaDrägerFabious Trioutrzymuje znieczulenie ogólne
Maszyna anestezjologiczna + respiratorDRE Drager- Fabius TiroDRE0603FTDostarcz pacjentowi
Monitor anestezjologicznyPhillips  IntellivueMP70Wieloparametrowy dla bezpieczeństwa pacjenta
Zestaw linii tętniczejStrzałaASK-04510-HFCewnik udowy do monitorowania ciśnienia krwi
Sztuczne łzyRugby0536-1086-91Smaruj oczy, aby zapobiec wysuszeniu rogówki
Bair Hugger3MModel 505System ogrzewania pacjenta
Pakiet podstawowyMedlineDYNJP1000Sterylne serwety i obrusy
Probówki do pobierania krwi - zielony topFisher Scientific02-689-7Pobieranie próbek krwi mikrosferycznej
Zestaw dmuchawyMedtronic/Covidien22120Oczyszcza pole operacyjne pod kątem zespolenia naczynia
BODIPY TR CeramidThermoFisher ScientificD7540
Igła do szpiku kostnego - 25mm 15 ga IO igłaVidacare9001- VC-005Zbieraj szpik kostny
Wosk kostnyMedlineETHW31GHemostaza ciętej kości
Rękojeść Bovie CauteryCovidienE2516Hemostaza
BupivicainePfizer00409-1161-01Znieczulenie miejscowe
Buprenorfina 0,3 mg / mlSigma AldrichB9275Przedoperacyjny środek przeciwbólowy do zabiegów przy życiu
Komórka SkrobakiCorning353085
Cephazolin 1 grPfizer00409-0805-01Antybiotykowa
rurka do klatki piersiowejCovidien8888561043Odprowadza powietrze z jamy klatki piersiowej
CloroprepBecton Dickenson260815Chirurgiczne przygotowanie skóry
rurka CPTBD362753Izolacja MSC ze szpiku
kostnego Delrin ConstrictorU of MNWykonane na zamówienieTworzy zwężenie LAD
DermabondEthiconDNX12Klej do skóry
DMEM (1X) Dulbecco's Modified Eagle Medium, HEPESThermoFisher Scientific12430062
Dobutamina 12,5 mg / mlPfizer00409-2344-01Zwiększa ciśnienie krwi i tętno podczas drugiego mikrosferycznego pobierania krwi
Podkładki EKGDRE1496Monitor rytmu serca
Zubożony w egzosomy FBSThermoFisher ScientificA2720801
Falcon Jednorazowe polistyrenowe pipety serologiczne, sterylne, 10 mlFisher Scientific13-675-20
Wprowadzacz kości udowej i szyjnejCordis- J& J504606PKaniule udowe i szyjne
Płodowa surowica bydlęca, inaktywowana termicznie, Gibco FBSScientific16140089
Flo-thru 1.0BaxterFT-12100służy do zespolenia do L
Flo-thru 1.25BaxterFT-12125FT-12125
Flo-thru 1.5BaxterFT-12150FT-12150
Flo-thru 2.0BaxterFT-12200FT-12200
GlutaMAX SuplementThermoFisher Scientific35050061
Maszynka do strzyżenia włosówOster078566-011-002Usuń włosy z miejsc operacji
Gąbka kolagenowa HelistatMcKesson570973 1690ZZGąbka do zatapiania egzosomów
HeparynaPfizer  0409-2720-03antykoagulant
Histologia SłoikiFisher Scientific316-154Formalina do próbek tkanek
HyClone Charakterystyka płodowej surowicy bydlęcej (FBS)CytivaSH30071.03
HypafixBSN Medical4210Bezpieczny opatrunek na rany i cewniki dożylne
IsofluraneSigma AldrichCDS019936Znieczulenie ogólne - wziewne
Rurka dożylna do dmuchawy MisterCarefusion42493Edostosowuje się do płynów dożylnych do cewnika dmuchaw/Mister
Jelco 18 ga IVSmiths medical4054Dostęp dożylny w Revasc, MRI i term
Lidokaina 2%Pfizer00409-4277-01Znieczulenie miejscowe / przeciwarytmiczne
LigaclipsEthiconMSC20Zszywki chirurgiczne do zdejmowania
Długie ostrze do laryngoskopDRE12521Pozwala na wizualizację tchawicy do intubacji
Meloksykam 5 mg/mlBoehringer Ingelheim141-219Pooperacyjna
pompaprzeciwbólowa Pobieranie próbek krwi od wprowadzacza kości udowej
Monopolar CauteryCovidienValleylab™ FT10Hemostasis
Nanosight NS 300Malvern PanalyticalMAN0541-03-PL
NTA 3.1.54 oprogramowanieMalvern PanalyticalMAN0520-01-PL-00
OPVAC Synergy IITerumo Cardiovascular System401-230Pozycjoner i stabilizator serca
Butla tlenowa E różneróżneUżywany do dmuchawy Zamgłuszacza, jeśli anestezjometr nie ma pomocniczego przepływomierza
PBS, pH 7,2ThermoFisher Scientific20012050
Mieszanina antybiotyków penicylina-streptomycyna-neomycyna (PSN)ThermoFisher Scientific15640055
Pigtail 145 cewnik 6 francuskiBoston Scientific08641-41Pomiar ciśnienia niskiego napięcia
Przetwornik ciśnieniaróżneMusi dostosować się do monitora znieczuleniaMonitoruj bezpośrednie ciśnienie tętnicze
PropofolDiprivan269-29Środek indukcyjny
RoncuroniumMylan67457-228-05Środek blokujący przewodnictwo nerwowo-mięśniowe
SR Buprenorfina 10 mg / mlAbbott LabsNADA 141-434fizjologicznej przeciwbólowej
20 mlFisher Scientific20T700220Płukanie cewników dożylnych
Piła mostkowa / piła do sekcji zwłokThermo Fisher812822Służy do otwierania jamy klatki piersiowej
Zatrzymaj kurkiSmith MedicalMX5311L2 do połączenia ze świńskim ogonem
Sukcynylocholina 20 mg / mlPfizer00409-6629-02Środek blokujący nerwowo-mięśniowy
Ssanie  rurkaMedlineDYND50223
Pojemnik ssącyMedline
Pakiet chirurgiczny z retraktorem klatki piersiowejróżneZobacz listę pakietów Cięciekości udowej i sternotomia środkowa
Narzędzia chirurgiczneróżneZobacz listępakietów Wycięcia kości udowej i szyjnej oraz sternotomia
Chirurgiczny klips sprężynowyZastosowany medycznyA1801po zdjęciu
Pompa strzykawkowaHarvarddostarcza IV Napar dobutaminy
SYTO RNASelect Zielony fluorescencyjny barwnik komórkowy - 5 mM roztwór w DMSOMillipore SigmaS32703
Telazol 100 mg / mlFort Dodge01L60030Przedoperacyjny środek uspokajający
Telpha padCovidien2132Sterylny opatrunek na rany
TimerCzas pobierania próbek krwi
Całkowity odczynnik do izolacji egzosomów ( z pożywki do hodowli komórkowych)TermoFisher Scientific4478359
Kolba do hodowli tkankowych TPP, T75, nasadka filtrująca z 0,22uM PTFEThermoFisher ScientificTP90076
Maść z potrójnym antybiotykiemJohnson & Johnson23734Miejscowo na ranę
Vicryl meshEthiconVKMLPlaster do aplikacji komórek nasierdzia
MikrosferyVortex
Ksylazyna 100 mg / mlVedco468RXPrzedoperacyjny Uspokajający / przeciwbólowy
5 Ostrzyżka do strzyżenia tlen i inhalację mikrosferyczna Pooperacyjny sterylny roztwór soli DYNDCL03000 Zacisk zaciskowy Mix

Bibliografia

  1. Dai, H., et al. Global, regional, and burden of ischaemic heart disease and its attributable risk factors, 1990-2017: results from the Global Burden of Disease Study 2017. European heart journal. Quality of care & clinical outcomes. 8 (1), 50-60 (2022).
  2. Tsao, C. W., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2022 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 145 (8), e153-e639 (2022).
  3. Rahimtoola, S. H. The hibernating myocardium. American Heart Journal. 117 (1), 211-221 (1989).
  4. Canty, J. M. Jr, Fallavollita, J. A. Hibernating myocardium. Journal of Nuclear Cardiology. 12 (1), 104-119 (2005).
  5. Page, B. J., et al. Revascularization of chronic hibernating myocardium stimulates myocyte proliferation and partially reverses chronic adaptations to ischemia. Journal of the American College of Cardiology. 65 (7), 684-697 (2015).
  6. Aggarwal, R., et al. Persistent diastolic dysfunction in chronically ischemic hearts following coronary artery bypass graft. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 165 (6), e269-e279 (2023).
  7. Olsen, F. J., et al. Prognostic Value and Interplay Between Myocardial Tissue Velocities in Patients Undergoing Coronary Artery Bypass Grafting. The American Journal of Cardiology. 144, 37-45 (2021).
  8. Virani, S. S. Heart Disease and Stroke Statistics-2021 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 143 (8), e254-e743 (2021).
  9. Hocum Stone, L., et al. Surgical Swine Model of Chronic Cardiac Ischemia Treated by Off-Pump Coronary Artery Bypass Graft Surgery. Journal of Visualized Experiments:JoVE. (133), e57229(2018).
  10. White, F. C., Carroll, S. M., Magnet, A., Bloor, C. M. Coronary collateral development in swine after coronary artery occlusion. Circulation Research. 71 (6), 1490-1500 (1992).
  11. Righetti, A., et al. Interventricular septal motion and left ventricular function after coronary bypass surgery: evaluation with echocardiography and radionuclide angiography. The American Journal of Cardiology. 39 (3), 372-377 (1977).
  12. Hocum Stone, L. L., et al. Recovery of hibernating myocardium using stem cell patch with coronary bypass surgery. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 62 (1), e3-e16 (2021).
  13. Puigserver, P., Spiegelman, B. M. Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1 alpha (PGC-1 alpha): transcriptional coactivator and metabolic regulator. Endocrine Reviews. 24 (1), 78-90 (2003).
  14. Henning, R. J. Cardiovascular Exosomes and MicroRNAs in Cardiovascular Physiology and Pathophysiology. Journal of Cardiovascular Translational Research. 14 (2), 195-212 (2021).
  15. Chen, Y., Liu, Y., Dorn, G. W. 2nd. Mitochondrial fusion is essential for organelle function and cardiac homeostasis. Circulation Research. 109 (12), 1327-1331 (2011).
  16. Pittenger, M. F., Martin, B. J. Mesenchymal stem cells and their potential as cardiac therapeutics. Circulation Research. 95 (1), 9-20 (2004).
  17. Campos-Silva, C., et al. High sensitivity detection of extracellular vesicles immune-captured from urine by conventional flow cytometry. Scientific Reports. 9 (1), 2042(2019).
  18. Hocum Stone, L. L., et al. Magnetic resonance imaging assessment of cardiac function in a swine model of hibernating myocardium 3 months following bypass surgery. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 153 (3), 582-590 (2017).
  19. Stone, L. L. H., et al. Mitochondrial Respiratory Capacity is Restored in Hibernating Cardiomyocytes Following Co-Culture with Mesenchymal Stem Cells. Cell Medicine. 11, 2155179019834938(2019).
  20. Lamy, A., et al. Skeletonized vs Pedicled Internal Mammary Artery Graft Harvesting in Coronary Artery Bypass Surgery: A Post Hoc Analysis From the COMPASS Trial. JAMA Cardiology. 6 (9), 1042-1049 (2021).
  21. Shim, J. K., Choi, Y. S., Yoo, K. J., Kwak, Y. L. Carbon dioxide embolism induced right coronary artery ischaemia during off-pump obtuse marginalis artery grafting. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 36 (3), 598-599 (2009).
  22. Aklog, L. Future technology for off-pump coronary artery bypass (OPCAB). Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery. 15 (1), 92-102 (2003).
  23. Hou, D., et al. Radiolabeled cell distribution after intramyocardial, intracoronary, and interstitial retrograde coronary venous delivery: implications for current clinical trials. Circulation. 112 (9 Suppl), I150-I156 (2005).
  24. Gallet, R., et al. Exosomes secreted by cardiosphere-derived cells reduce scarring, attenuate adverse remodelling, and improve function in acute and chronic porcine myocardial infarction. European Heart Journal. 38 (3), 201-211 (2017).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

hibernujące mięsień sercowykolagenowy plaster z egzosomamiCABG poza pompąporcine model sercamezenchymalne komórki macierzysterewaskularyzacja mięśnia sercowegopowrót funkcji sercaregionalna funkcja skurczowa