Inwazyjna ocena hemodynamiczna układu prawej komory i tętniczego nadciśnienia płucnego wywołanego niedotlenieniem u myszy
24 października 2019
Tutaj prezentujemy protokół do przeprowadzenia inwazyjnej oceny hemodynamicznej prawej komory i tętnicy płucnej u myszy przy użyciu metody chirurgicznej na otwartej klatce piersiowej.
Protokół ten jest oceną hemodynamiczną opartą na otwartej operacji klatki piersiowej i jest przydatny do oceny ciśnienia w prawej komorze i tętnicy płucnej u małych zwierząt, takich jak myszy. Zaletą tej procedury jest to, że może generować zarówno parametry VP, jak i PAP w tym samym czasie. Dlatego jest to preferowane rozwiązanie do oceny modeli WWA.
Zacznij od ustawienia sprzętu do operacji. Zanurzyć cewnik przetwornika ciśnienia w 0,9% soli fizjologicznej w temperaturze pokojowej na co najmniej 30 minut przed eksperymentem hemodynamicznym. Następnie podłącz cewnik do systemu objętości ciśnienia.
Skalibruj przetwornik ciśnienia, przekręcając pokrętło kalibracji na zero i 25 milimetrów słupa rtęci, aby wysłać sygnał weryfikacyjny ciśnienia do oprogramowania do akwizycji danych, a następnie skonfiguruj ustawienie kalibracji. Przekręć pokrętło do przetwornika i ustaw zawór równoważący na zerową linię bazową. Skonfiguruj standardowy mikroskop stereoskopowy, stół chirurgiczny dla małych zwierząt z kontrolowaną temperaturą i system oświetlenia świetlnego do mikrochirurgii.
Gdy mysz zostanie odpowiednio znieczulona, usuń sierść na klatce piersiowej i szyi za pomocą golarki i balsamu do depilacji. Zamocuj mysz w pozycji leżącej na stole operacyjnym z kontrolowaną temperaturą. Po upewnieniu się, że znieczulenie działa, wykonaj nacięcie w linii środkowej na skórze szyi.
Wypreparuj mięśnie szkieletowe za pomocą zakrzywionych kleszczy i odsłoń tchawicę. Wykonaj intubację przez usta za pomocą cewnika dożylnego z osłonką o rozmiarze 22, potwierdzając, że rurka znajduje się w tchawicy za pomocą kleszczy. Podłącz rurkę do wentylatora dla małych zwierząt i zabezpiecz ją do wentylacji za pomocą taśmy.
Następnie wykonaj nacięcie w linii środkowej na skórze klatki piersiowej i ostrożnie wypreparuj mięsień klatki piersiowej za pomocą narzędzia do kauteryzacji. Przetnij mostek nożyczkami przez środek i odsłoń klatkę piersiową. Upewnij się, że nie dopuścić do krwawienia za pomocą narzędzia do kauteryzacji.
Odsłoń prawą komorę za pomocą retraktorów, a następnie włóż cewnik przetwornika ciśnienia nasączony solą fizjologiczną przez mały tunel utworzony za pomocą igły o rozmiarze 25 do prawej komory, aby zmierzyć ciśnienie w prawej komorze lub RVP. Przytrzymaj cewnika i skrzyżuj zastawkę płucną w sposób koncentryczny z tętnicą płucną. Obserwuj przebieg ciśnienia i uzyskaj stabilne ciśnienie w tętnicy płucnej lub sygnał PAP.
Następnie zapisz dane hemodynamiczne za pomocą oprogramowania do akwizycji danych. Ostrożnie wyjmij cewnik z prawego układu sercowego i umieść go w jednomililitrowej strzykawce zawierającej 1% roztwór enzymu trawiennego. Protokół ten został z powodzeniem wykorzystany do uzyskania przebiegów RVP i PAP u myszy poprzez wprowadzenie cewnika przetwornika ciśnienia do prawej komory i tętnicy płucnej.
Aby uniknąć generowania sztucznych danych, segmenty z szumem zostały wyłączone z analizy danych i wprowadzono poprawki, jeśli poziom zerowy cewnika dryfował. RVP i PAP mierzono u myszy z indukowanym przewlekłym niedotlenieniem, a wyniki porównano z wynikami uzyskanymi z grupy kontrolnej. Skurczowe PAP, rozkurczowe PAP, średnie PAP i ciśnienie skurczowe prawej komory były znacznie zwiększone w grupie przewlekłego niedotlenienia.
Najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest ostrożne włożenie cewnika przetwornika ciśnienia do prawej komory, upewniając się, że nie ma uszkodzenia cewnika i upewnij się, że na ekranie pojawia się płynny przebieg RVP.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy protokół opisuje inwazyjną ocenę hemodynamiczną prawej komory i tętnicy płucnej u myszy z wykorzystaniem chirurgicznego dostępu przez otwarcie klatki piersiowej. Pozwala on na jednoczesny pomiar ciśnienia w prawej komorze oraz w tętnicy płucnej, co czyni go szczególnie użytecznym w modelach nadciśnienia tętniczego płuc (PAH).
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Fizjologia układu sercowo-naczyniowego
- Chirurgia małych zwierząt
- Ocena hemodynamiczna
Wstęp
- Inwazyjne oceny hemodynamiczne są kluczowe dla zrozumienia funkcji układu sercowo-naczyniowego.
- Operacja w otwarciu klatki piersiowej zapewnia bezpośredni dostęp do serca i tętnicy płucnej.
- Metoda ta może dostarczyć cennych danych dla badań nad PAH.
- Jednoczesny pomiar ciśnień komorowych i tętniczych zwiększa dokładność danych.
Cel badania
- Ocena ciśnienia w prawej komorze i tętnicy płucnej u myszy.
- Opracowanie niezawodnego protokołu oceny hemodynamicznej.
- Wsparcie badań nad modelami nadciśnienia tętniczego płuc.
Zastosowane metody
- Przygotowanie sprzętu chirurgicznego i cewnika przetwornika ciśnienia.
- Technika chirurgiczna z otwarciem klatki piersiowej w celu uzyskania dostępu do serca.
- Jednoczesny pomiar ciśnienia w prawej komorze i tętnicy płucnej.
- Wykorzystanie systemu pomiaru ciśnienia i objętości do zbierania danych.
Główne wyniki
- Pomyślny jednoczesny pomiar ciśnienia w prawej komorze i tętnicy płucnej.
- Wykazana niezawodność protokołu w ocenie modeli PAH.
- Dostarczenie informacji na temat zmian hemodynamicznych u małych zwierząt.
- Potwierdzenie przydatności tej metody w przyszłych badaniach sercowo-naczyniowych.
Wnioski
- Protokół operacji z otwarciem klatki piersiowej jest skuteczny w ocenie hemodynamicznej.
- Oferuje on kompleksowe podejście do badania funkcji sercowo-naczyniowych u myszy.
- Metoda ta może przyczynić się do rozwoju badań nad nadciśnieniem płucnym.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Inwazyjna ocena hemodynamiczna prawej komory i tętnicy płucnej u myszy dostarcza kluczowych danych do walidacji modeli nadciśnienia tętniczego płuc (PAH). Równoczesny pomiar ciśnienia w prawej komorze (RVP) oraz ciśnienia w tętnicy płucnej (PAP) umożliwia mechanistyczną weryfikację hipotez terapeutycznych poprzez ilościowe określenie odpowiedzi hemodynamicznych na PAH indukowane hipoksją. Metoda ta wspiera walidację celu oraz rozwój modeli przedklinicznych, dostarczając powtarzalnych, ilościowych odczytów ciśnienia, które są niezbędne do podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) w procesach odkrywania leków w kardiologii.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych poprzez pomiar zmian RVP i PAP w modelach PAH indukowanych hipoksją.
- Wartość operacyjna: Zapewnia jednoczesny odczyt dwóch parametrów hemodynamicznych, co zmniejsza zmienność eksperymentalną i poprawia spójność danych.
- Wartość prognostyczna: Wspiera biologiczną redukcję ryzyka w wyborze celów terapeutycznych dzięki zwalidowanemu fenotypowaniu hemodynamicznemu w systemach istotnych dla danej choroby.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Tworzy zwalidowane systemy biologiczne z mierzalnymi parametrami hemodynamicznymi do późniejszego przesiewu związków.
- Wartość operacyjna: Ustanawia standaryzowane protokoły akwizycji fal ciśnienia, zapewniając powtarzalność między seriami eksperymentalnymi.
- Skalowalność: Umożliwia ponowne wykorzystanie platformy do podłużnego monitorowania hemodynamicznego w przedklinicznych badaniach nad PAH.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Dostarcza istotnych dla przebiegu choroby parametrów hemodynamicznych (skurczowe/rozkurczowe/średnie PAP, RVSP), które są zgodne z klinicznymi biomarkerami PAH.
- Wartość operacyjna: Umożliwia podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju projektu w oparciu o analizę ryzyka poprzez kwantyfikację ciężkości hemodynamicznej w modelach chronicznej hipoksji.
- Ciągłość translacyjna: Łączy walidację celu w fazie odkrywania z przedklinicznymi badaniami skuteczności za pomocą obiektywnych punktów końcowych opartych na pomiarach ciśnienia.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w proces odkrywania leków, od walidacji celu po walidację przedkliniczną, zapewniając fenotypowanie hemodynamiczne, które wspiera identyfikację wiodących związków oraz decyzje dotyczące selekcji projektów w portfolio.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków sygnałowych poprzez kwantyfikację odpowiedzi ciśnienia w prawej komorze i tętnicy płucnej na wyzwanie hipoksyjne.
- Przesiewy: Zapewnia gotowość do analizy dzięki stabilnym, odfiltrowanym z szumów przebiegom RVP i PAP, odpowiednim do oceny wpływu związków chemicznych.
- Analityka: Umożliwia ilościowe porównanie parametrów hemodynamicznych pomiędzy grupami eksperymentalnymi z wykorzystaniem mierników pochodzących z systemu ciśnienie-objętość.
- Badania translacyjne: Łączy odkrycia mechanistyczne z walidacją przedkliniczną za pomocą punktów końcowych hemodynamicznych, które odzwierciedlają kliniczny postęp PAH.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Służy jako powtarzalna metoda oceny hemodynamicznej do iteracyjnego ulepszania modeli i potwierdzania celów terapeutycznych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększenie pewności prognostycznej w walidacji celu poprzez bezpośredni pomiar hemodynamiki prawej komory i tętnicy płucnej.
- Wartość operacyjna: Standaryzacja i powtarzalność dzięki zastosowaniu protokołów kalibracji przetworników ciśnienia oraz korekcji dryftu poziomu zero.
- Wartość strategiczna: Ulepszenie decyzji typu go/no-go poprzez redukcję niejednoznaczności mechanistycznej w charakterystyce modelu PAH.
- Wpływ na portfolio: Priorytetyzacja skorygowana o ryzyko w oparciu o ilościowe wskaźniki ciężkości hemodynamicznej w modelach przedklinicznych.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w zakresie mikrochirurgii z otwartą klatką piersiową oraz cewnikowania przetwornikiem ciśnienia u małych zwierząt.
- Zależne od systemu pomiaru ciśnienia i objętości, skalibrowanych przetworników, stołów operacyjnych z kontrolą temperatury oraz respiratorów dla małych zwierząt.
- Wymaga standaryzacji techniki chirurgicznej, głębokości znieczulenia i parametrów pozyskiwania danych hemodynamicznych pomiędzy zespołami.
- Kwestie adaptacyjne obejmują specyficzne dla modelu wartości bazowe hemodynamiki oraz kompatybilność rozmiaru cewnika w zależności od gatunku lub szczepu.
- Ograniczenia praktyczne obejmują inwazyjność zabiegu, zależność od umiejętności operatora oraz ograniczenia w rekonwalescencji pooperacyjnej, które limitują zastosowanie w badaniach podłużnych.
