Model odwróconej przebudowy naczyń krwionośnych w nadciśnieniu płucnym spowodowanym chorobą lewego serca przez odcięcie aorty u szczurów
1 marca 2022
Obecny protokół opisuje zabieg chirurgiczny mający na celu usunięcie pasma aorty wstępującej w szczurzym modelu nadciśnienia płucnego spowodowanego chorobą lewego serca. Technika ta bada endogenne mechanizmy odwrotnej przebudowy krążenia płucnego i prawego serca, dostarczając w ten sposób informacji o strategiach odwracania nadciśnienia płucnego i/lub dysfunkcji prawej komory.
Nasz protokół opisuje zabieg chirurgiczny mający na celu usunięcie pasma aorty wstępującej w szczurzym modelu nadciśnienia płucnego spowodowanego chorobą lewego serca, co prowadzi do odwrócenia nadciśnienia płucnego. Technika ta stanowi cenne narzędzie do badania mechanizmów fizjologicznej przebudowy odwrotnej krążenia płucnego i prawej komory. Może pomóc w opracowaniu strategii leczenia nadciśnienia płucnego.
Po przygotowaniu narzędzi chirurgicznych umieść znieczulonego szczura w pozycji leżącej na wysterylizowanym stole operacyjnym. Następnie przymocuj brzuch i kończyny zwierzęcia taśmą klejącą i zdezynfekuj skórę zwierzęcia roztworem powidonu-jodu/jodoforu. Zwróć uwagę na blizny i szwy po pierwotnej chirurgicznej operacji opaski aortalnej lub AoB.
Po zapewnieniu odpowiedniej głębokości znieczulenia ze szczypnięciem palca u nogi, należy usunąć szwy z pierwotnej operacji AoB. Następnie wykonaj tracheotomię, wykonując cienkimi nożyczkami nacięcie linii środkowej szyjki macicy o długości od 7 do 10 milimetrów. Za pomocą pary kleszczy wypreparuj tkankę miękką szyjki macicy, aby odsłonić mięśnie podgnykowe.
Następnie, dzieląc mięśnie w linii środkowej, uwidocznij tchawicę. Po zakończeniu wykonaj dwumilimetrowe nacięcie tchawicy między dwoma chrzęstnymi pierścieniami za pomocą kątowych nożyczek sprężynowych Noyes, aby wprowadzić kaniulę tchawicy o średnicy zewnętrznej dwóch milimetrów do tchawicy. Następnie zabezpiecz kaniulę jedwabnym szwem 4-0.
Podłącz drugi koniec kaniuli tchawicy do respiratora mechanicznego, zachowując minimalną martwą przestrzeń. Utrzymuj okołooperacyjną wentylację płuc na poziomie 90 oddechów na minutę przy objętości oddechowej 8,5 mililitra na kilogram masy ciała. W celu usunięcia opaski aorty wykonaj 20-milimetrowe nacięcie skóry między drugim a trzecim żebrem za pomocą cienkich nożyczek.
Za pomocą mniejszych nożyczek chirurgicznych rozłóż i przetnij mięśnie warstwa po warstwie, a następnie wykonaj 10-milimetrowe nacięcie boczne wzdłuż przestrzeni międzyżebrowej między drugim a trzecim żebrem. Użyj rozpieracza żeber, aby rozszerzyć przestrzeń międzyżebrową między drugim a trzecim żebrem, aby stworzyć okno chirurgiczne. Za pomocą kleszczy oddziel grasicę od serca i tętnic przewodowych, aby uwidocznić aortę za pomocą klipsa.
Przytrzymaj klips za pomocą kleszczy, a następnie usuń tkankę łączną wokół klipsa, aby odsłonić aortę. Otwórz klips za pomocą uchwytu na igłę i wyjmij klips z jamy piersiowej. Przed zamknięciem klatki piersiowej otwórz niedodmę płuc i zapewnij odpowiednią rekrutację płuc bez nadmiernego rozdęcia za pomocą wentylacji mechanicznej, z objętością oddechową 9,5 mililitra na kilogram masy ciała przez 10 minut i powróć do objętości oddechowej 8,5 mililitra na kilogram masy ciała.
Później zamknij mięśnie głębokie prostym przerywanym szwem za pomocą jedwabiu 4-0 i połącz górne mięśnie prostym ciągłym szwem. Następnie zamknij skórę prostym ciągłym szwem. Odłącz kaniulę tchawicy od aparatu wentylacyjnego, obserwując szczura pod kątem spontanicznego oddychania.
Jeśli zwierzę nie oddycha spontanicznie po odłączeniu, ponownie podłącz respirator i kontynuuj wentylację przez dodatkowe pięć minut przed powtórzeniem procedury. Po przywróceniu spontanicznego oddychania wyjmij kaniulę z tchawicy i oczyść płyn wokół tchawicy za pomocą gąbek. Zamknij tchawicę prostym szwem za pomocą 6-0 Prolenu i zamknij mięśnie podgnykowe prostym przerywanym szwem za pomocą jedwabiu 4-0.
Połącz skórę w prostym, ciągłym szwie, a następnie oczyścić i zdezynfekować mięśnie i skórę za pomocą roztworu powidonu-jodudu/jodoforu. Po zakończeniu zabiegu chirurgicznego przenieś pojedyncze zwierzę do klatki rekonwalescencji z dodatkowym tlenem i lampą na podczerwień, a następnie umieść maskę tlenową blisko pyska szczura. W badaniu uwidoczniono położenie klipsa na aorcie wstępującej u zwierząt z AoB i jego brak po operacji odbandażowania lub Deb.
Ponadto przepływ krwi w aorcie oceniano za pomocą obrazowania dopplerowskiego falą pulsacyjną przed i po klipsie u zwierząt AoB przed odbandażowaniem i w odpowiednich odcinkach aorty po operacji Deb. Wyniki wykazały wyraźne osłabienie gradientu przepływu krwi zgodnie z funkcjonalnym odbandażowaniem. W piątym tygodniu szczury Deb wykazywały ekspresję peptydu natriuretycznego mózgu lub BNP na poziomach porównywalnych do zwierząt pozorowanych, co wskazuje na odwrócenie niewydolności lewej komory lub LV przez odprążenie aorty.
Ocena funkcji lewej komory za pomocą echokardiografii przezklatkowej wykazała zwiększoną frakcję wyrzutową lewej komory i objętość lewej komory u zwierząt Deb w porównaniu ze szczurami AoB. Operacja usunięcia pasma przeprowadzona w trzecim tygodniu po AoB spowodowała znaczne obniżenie ciśnienia skurczowego lewej komory i przerostu lewej komory w porównaniu ze zwierzętami AoB. W porównaniu ze szczurami AoB w trzecim i piątym tygodniu, zwierzęta Deb wykazały również znaczne obniżenie ciśnienia skurczowego prawej komory i przerostu prawej komory, wykazując pomyślne odwrócenie nadciśnienia płucnego z powodu choroby lewego serca.
Najważniejszymi etapami tej procedury są usunięcie klipsa i rekrutacja płuca po odzespoleniu aorty. Te kroki, jeśli są wykonywane prawidłowo, zwiększają przeżywalność zwierząt.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy protokół opisuje procedurę chirurgiczną usunięcia opaski na tętnicy aortowej wstępującej w szczurzym modelu nadciśnienia płucnego spowodowanego chorobą lewej strony serca. Technika ta jest kluczowa dla badania mechanizmów odwrotnego przebudowywania (remodelingu) w krążeniu płucnym i prawej komorze serca, co wspomaga opracowywanie metod leczenia nadciśnienia płucnego.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Fizjologia układu sercowo-naczyniowego
- Badania nad nadciśnieniem płucnym
- Techniki chirurgiczne w modelach zwierzęcych
Wstęp
- Przewiązanie aorty wstępującej jest modelem służącym do badania nadciśnienia płucnego.
- Zrozumienie odwracalnego remodelingu może pomóc w opracowaniu strategii terapeutycznych.
- Dysfunkcja prawej komory jest krytycznym aspektem nadciśnienia płucnego.
- W niniejszym badaniu wykorzystano model szczura w celu zbadania tych mechanizmów.
Cel badania
- Zbadanie efektów usunięcia opaski na aorcie w kontekście nadciśnienia płucnego.
- Analiza fizjologicznych mechanizmów przebudowy wstecznej.
- Opracowanie potencjalnych strategii terapeutycznych w leczeniu nadciśnienia płucnego.
Zastosowane metody
- Przygotowanie instrumentów chirurgicznych.
- Ułożenie i znieczulenie szczura.
- Dezynfekcja pola operacyjnego.
- Monitorowanie pod kątem oznak wcześniejszych interwencji chirurgicznych.
Główne wyniki
- Procedura chirurgiczna skutecznie odwraca nadciśnienie płucne.
- W krążeniu płucnym obserwuje się fizjologiczny remodeling wsteczny.
- Funkcja prawej komory serca ulega poprawie po operacji.
- Model ten dostarcza istotnych informacji na temat strategii leczenia nadciśnienia płucnego.
Wnioski
- Usunięcie opaski na tętnicy aorcie wstępującej jest skuteczną metodą badania nadciśnienia płucnego.
- Technika ta pozwala na lepsze zrozumienie mechanizmów przebudowy wstecznej.
- Wyniki mogą przyczynić się do opracowania nowych terapii nadciśnienia płucnego.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Odwrócenie przebudowy naczyniowej w nadciśnieniu płucnym z powodu choroby lewego serca (PH-LHD) stanowi krytyczny punkt zwrotny dla walidacji celów terapeutycznych i ograniczania ryzyka mechanistycznego w procesie odkrywania leków sercowo-naczyniowych. Ten szczurzy model z podwiązaniem aorty umożliwia bezpośrednią analizę fizjologicznych procesów odwrócenia, co zwiększa pewność prognostyczną strategii translacyjnych ukierunkowanych na przebudowę naczyń płucnych i prawej komory. Podejście to zapewnia platformę do oceny hipotez terapeutycznych w systemach istotnych dla przebiegu choroby, w których opcje kliniczne pozostają ograniczone.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia mechaniczną analizę szlaków odwracalnego przebudowywania w PH-LHD.
- Wspiera funkcjonalną walidację celów poprzez powiązanie zmian molekularnych z efektami fizjologicznymi.
- Ułatwia biologiczną redukcję ryzyka dla potencjalnych celów wpływających na przebudowę płuc i prawej komory.
- Zapewnia system istotny dla danej jednostki chorobowej do testowania hipotez w badaniach przedklinicznych.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Ustanawia zwalidowany model in vivo do ilościowej oceny punktów końcowych dotyczących serca i płuc.
- Umożliwia powtarzalny pomiar ciśnienia skurczowego prawej komory oraz odwrócenia hipertrofii.
- Pozwala na standaryzację odczytów biomarkerów, takich jak BNP, oraz parametrów echokardiograficznych.
- Tworzy podstawę do późniejszej oceny związków w kontekście PH-LHD.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Uzgadnia wyniki przedkliniczne ze scenariuszami klinicznymi odciążenia mechanicznego u pacjentów z niewydolnością serca.
- Zapewnia ciągłość od etapu odkrycia po przedkliniczną walidację interwencji w zakresie odwrotnego remodelingu.
- Wspiera decyzje o postępach w opracowywaniu terapii ukierunkowanych na remodeling naczyniowy płuc, z uwzględnieniem analizy ryzyka.
- Oferuje predykcyjną redukcję ryzyka dla translacyjnych strategii biomarkerowych w PH-LHD.
Integracja potoku i przepływu pracy
Model ten integruje kontinuum od etapu odkryć do badań przedklinicznych w obszarze badań nad układem sercowo-naczyniowym i naczyniami płucnymi, łącząc wczesne badania mechanistyczne z walidacją translacyjną.
- Biologia odkrywcza: Umożliwia testowanie hipotez dotyczących odwracalności przebudowy naczyniowej i sercowej w PH-LHD.
- Przesiew: Zapewnia ilościowe, powtarzalne punkty końcowe do oceny skuteczności interwencji.
- Analityka: Dostarcza mierzalne wyniki, takie jak skurczowe ciśnienie w prawej komorze, wskaźniki hipertrofii i normalizacja biomarkerów.
- Badania translacyjne: Łączy wyniki przedkliniczne ze scenariuszami klinicznymi obejmującymi odciążenie mechaniczne i przebudowę wsteczną.
- Zastosowania wielokrotne: Służy jako platforma wielokrotnego użytku dla różnorodnych badań mechanistycznych i terapeutycznych w PH-LHD i schorzeniach pokrewnych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność predykcyjną i zmniejsza niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celu PH-LHD.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje ocenę in vivo przebudowy wstecznej za pomocą powtarzalnych, ilościowych wyników.
- Wartość strategiczna: Dostarcza podstaw do decyzji go/no-go oraz alokacji kapitału dla programów terapeutycznych PH-LHD.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów ukierunkowanych na przebudowę naczyniową płuc i prawą komorę z uwzględnieniem ryzyka.
Uwagi dotyczące implementacji
- Wymaga doświadczenia w chirurgii naczyniowo-sercowej gryzoni oraz opiece okołooperacyjnej.
- Wymaga dostępu do echokardiografii, obrazowania Dopplera oraz platform do analizy biomarkerów.
- Konieczna jest standaryzacja protokołów chirurgicznych i analitycznych pomiędzy zespołami.
- Możliwa może być konieczność adaptacji metody dla innych gatunków lub etiologii niewydolności serca.
- Krytyczne kroki procedury, takie jak usunięcie klipsa i rekrutacja płuc, mają bezpośredni wpływ na wiarygodność modelu i przeżywalność.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji
Chapters in this video
0:05
Introduction
0:42
Surgical Preparations and Tracheotomy and Mechanical Ventilation
2:24
Aortic Debanding
4:06
Tracheal Extubation and Post-Operative Care
5:19
Results: Analysis of Aortic Blood Flow, Ventricular Function, and Hemodynamics after Debanding Surgery
7:09
Conclusion
