$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Choroby układu krążenia pozostają główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności na całym świecie, a zawał mięśnia sercowego (MI) jest istotnym czynnikiem przyczyniającym się zarówno do ostrych, jak i przewlekłych chorób serca1. Pomimo postępów w leczeniu farmakologicznym i interwencyjnym, zdolność regeneracyjna serca dorosłego człowieka jest ograniczona, co często prowadzi do niekorzystnej przebudowy i progresji do niewydolności serca 2,3. W związku z tym terapie oparte na komórkach macierzystych zyskały uwagę jako potencjalne strategie naprawy uszkodzonego mięśnia sercowego, zachowania funkcji serca i poprawy wyników klinicznych4.
Solidne modele przedkliniczne są niezbędne do oceny bezpieczeństwa, skuteczności i strategii dostarczania tych terapii. Wśród małych modeli zwierzęcych szczury mają kilka zalet, w tym łatwą do opanowania wielkość serca, dobrze scharakteryzowane techniki zawału i translacyjnie istotne reakcje na przebudowę serca5. Konwencjonalnie podawanie komórek macierzystych do mięśnia sercowego w modelach MI szczurów odbywa się za pomocą torakotomii, co pozwala na bezpośrednią wizualizację miejsca wstrzyknięcia6. Podejście to jest jednak inwazyjne, wprowadza znaczne ryzyko proceduralne i utrudnia wielokrotne interwencje w badaniach podłużnych. Co więcej, nie jest on dostosowany do klinicznych metod podawania, takich jak wstrzyknięcie cewnika lub przezskórne7.
Iniekcja domięśniowa mięśnia sercowego pod kontrolą echokardiografii (EGI) jest minimalnie inwazyjną alternatywą, która umożliwia celowane dostarczanie środków terapeutycznych pod kontrolą obrazowania w czasie rzeczywistym. Chociaż jest dobrze ugruntowany w modelach mysich, zastosowanie EGI w modelach szczurzych jest ograniczone. EGI jest szerzej rozwijany u myszy niż u szczurów, przede wszystkim dlatego, że większość badań sercowo-naczyniowych historycznie koncentrowała się na myszach jako dominującym modelu przedklinicznym8. Dodatkowo, mniejszy rozmiar i anatomia serca myszy pozwoliły na optymalizację procedur pod kontrolą USG9. W przeciwieństwie do tego, szczury mają grubszą ścianę klatki piersiowej i większy ruch oddechowy, co komplikuje stabilne obrazowanie w wysokiej rozdzielczości podczas zabiegów10.
Postępy w technologii ultrasonografii o wysokiej częstotliwości umożliwiły zastosowanie EGI u szczurów, co zwiększa znaczenie kliniczne ich stosowania. Jednak ścieńczenie przedniej ściany lewej komory (LVAW) w regionach zawału pozostaje głównym wyzwaniem dla EGI u gryzoni. U szczurów grubość ścianki często zmniejsza się do mniej niż 1 mm, podczas gdy standardowe igły 27 G lub 28 G mają długość ukosu 1,25-1,5 mm, co zwiększa ryzyko perforacji komór lub źle ukierunkowanego dostarczania komórek. Aby rozwiązać to ograniczenie, udoskonaliliśmy technikę EGI u szczurów, wykorzystując igły Spinocan o wymiarach 29 G x 88 mm. Igły te mają długość skosu 1 mm, co umożliwia precyzyjne, atraumatyczne dostarczanie komórek do cienkiego mięśnia sercowego zawału i okolic okołozawałowych. Zabieg wykonywany jest za pomocą echokardiografii przezklatkowej o wysokiej rozdzielczości, umożliwiającej wizualizację zarówno anatomicznych punktów orientacyjnych, jak i trajektorii igły w czasie rzeczywistym.
Ten udoskonalony protokół EGI zapewnia minimalnie inwazyjną, powtarzalną metodę ukierunkowanego dostarczania środków terapeutycznych do mięśnia sercowego w okresie okołozawałowym w modelach szczurzych zarówno ostrego, jak i przewlekłego zawału mięśnia sercowego, niezależnie od grubości LVAW. Ułatwia wstrzykiwanie do żywych stref granicznych - miejsc krytycznych dla osiągnięcia korzyści terapeutycznych - jednocześnie znacznie zmniejszając obciążenie chirurgiczne i czas rekonwalescencji w porównaniu z metodami otwartymi klatkami piersiowymi. Ponadto wspiera badania podłużne obejmujące wielokrotne wstrzyknięcia i obrazowanie uzupełniające, zmniejszając w ten sposób liczbę zwierząt zgodnie z zasadą 3R (Replacement, Reduction, Refinement)11. Protokół można dostosować do dostarczania środków farmakologicznych, terapii genowych, biomateriałów i różnych typów komórek macierzystych. Poprzez standaryzację EGI w modelach szczurzych i dostosowanie do klinicznych metod dostarczania, podejście to zwiększa odtwarzalność w różnych laboratoriach i wzmacnia znaczenie translacyjne przedklinicznych badań kardiologicznych.