Kompleksowa echokardiograficzna ocena funkcji prawej komory serca w szczurzym modelu tętniczego nadciśnienia płucnego
20 stycznia 2023
Niniejszy protokół opisuje echokardiograficzną charakterystykę morfologii i funkcji prawej komory w szczurzym modelu tętniczego nadciśnienia płucnego.
Dogłębna echokardiograficzna ocena struktury i funkcji prawej komory jest cennym narzędziem do badań przesiewowych skuteczności nowych celów terapeutycznych w zwierzęcych modelach nadciśnienia płucnego. Główną zaletą tego protokołu jest to, że zapewnia szczegółowy opis wszystkich widoków i pomiarów echokardiograficznych potrzebnych do oceny prawego przedsionka i morfologii prawej komory, a także do scharakteryzowania funkcji skurczowych i rozkurczowych prawej komory. Technika ta opisuje echokardiograficzną charakterystykę szczurzego modelu nadciśnienia płucnego indukowanego przez Monocrotaline.
Ważne jest, aby echokardiograf poświęcił wystarczająco dużo czasu na ćwiczenie i osiągnięcie biegłości w obrazowaniu prawej komory, nawet jeśli miał wcześniejsze doświadczenie z lewą komorą. Zacznij od wyjęcia szczurów z komory indukcyjnej po utracie przytomności i przenieś je na platformę zwierzęcą stacji obrazowania w pozycji odleżynowej grzbietowej. Izofluran należy podawać za pomocą stożka nosowego podłączonego do parownika.
Nałóż żel elektrodowy na każdą łapę i zabezpiecz łapy w płytkach ołowianych elektrokardiogramu na platformie zwierzęcej. Usuń sierść, goląc klatkę piersiową i używając środka do depilacji. Zamocuj sondę temperatury w odbycie na miejscu.
Umieść bawełniane rolki po prawej i lewej stronie zwierzęcia i zabezpiecz je taśmą, aby utrzymać pozycję, gdy platforma jest pochylona. Aby uzyskać obrazy, przechyl platformę w prawo o 10 do 15 stopni i opuść ją doogonowo o około pięć stopni. Przesuń przetwornik tak, aby wskazywał prawą linię przymostkową szczura i opuść przetwornik.
Obróć przetwornik w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aby upewnić się, że aorta i zastawka mitralna są widoczne. Umieść linię objętości próbki w trybie M w obszarze, w którym prawa komora jest najszersza i wyreguluj bramkę, aby objęła prawą i lewą komorę. Podnieś przetwornik i ustaw go tak, aby był lekko nachylony w kierunku prawej linii przymostkowej szczura.
Przesuń platformę do pozycji, która jest lekko przechylona w prawo. Opuść przetwornik, aż zetknie się z żelem. Przesuń platformę doogonowo w prawo lub w lewo, aż ścieżka odpływu z prawej komory będzie widoczna, a zastawka płucna będzie wyostrzona i wyraźnie widoczna.
Następnie naciśnij Sign Store, aby nagrać obraz zastawki tętnicy płucnej w trybie B. Zachowując to samo położenie obrazu w trybie B, naciśnij przycisk Kolor, aby ułatwić identyfikację przepływu przez zastawkę płucną. Dostosuj prędkość tak, aby widoczny był najwyższy punkt prędkości.
Naciśnij PW lub falę pulsacyjną, aby określić ilościowo spektrum przepływu krwi. Ustaw kąt PW równolegle do kierunku przepływu przez zastawkę płucną. Naciśnij przycisk Aktualizuj, aby wyświetlić prędkości płucne.
Przechyl platformę do lewego rogu i jak najdalej w dół. Obróć przetwornik w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara o 30 do 45 stopni i przesuń przetwornik tak, aby skierował go na prawe ramię lub ucho zwierzęcia. Opuść przetwornik, aż zetknie się z żelem.
Zapewnij typowy widok czterokomorowy, w którym widoczna jest lewa komora i lewe przedsionki, ale cień mostka znajduje się nad ścianą wolną od prawej komory. Przesuń przetwornik, aby dostosować odpowiedni widok z czterech komór, uzyskując skoncentrowany view prawej komory. W razie potrzeby przesuń platformę lekko doogonowo, aż do uzyskania maksymalnej płaszczyzny.
Upewnij się, że prawa komora nie jest skrócona i aby droga odpływowa lewej komory nie była otwarta. Umieść kursor w trybie M przez pierścień trójdzielny na prawej ścianie wolnej komory, aby wyświetlić TAPSE i naciśnij Aktualizuj i podpisz Przechowuj, aby zarejestrować dane TAPSE. Naciśnij przycisk B-mode, a następnie naciśnij przycisk Color, aby ułatwić identyfikację przepływu przez telewizor. Naciśnij PW, aby określić ilościowo spektrum przepływu krwi.
Wróć do trybu B, ściśnij tkankę i umieść bramkę objętości próbki dopplera tkankowego na pierścieniu trójdzielnym na wolnej ścianie RV. Naciśnij przycisk Aktualizuj, aby wyświetlić obraz Dopplera tkankowego. Za pomocą widoków PLAX przeprowadzono wstępną ocenę położenia serca i morfologii lewej komory.
Ocena prawej komory przy użyciu zmodyfikowanego widoku PLAX wykazała, że szczury leczone monokrotaliną lub MCT miały powiększoną prawą komorę i przemieszczoną lewą komorę w porównaniu ze szczurami kontrolnymi. U szczurów leczonych MCT zaobserwowano znaczny wzrost RVIDd, RVID i RVFWT, co wskazuje na rozszerzenie prawej komory i pogrubienie wolnej ściany prawej komory. Zmodyfikowany widok PLAX został również wykorzystany do wizualizacji tętnicy płucnej i pomiaru średnicy zastawki płucnej.
Pomiar prędkości przepływu w tętnicy płucnej za pomocą obrazowania dopplerowskiego wykazał, że u szczurów kontrolnych przepływ płucny wykazywał symetryczny kształt litery V z prędkością szczytową w środku skurczu. Podczas gdy szczury leczone MCT szczytowa prędkość była wolniejsza i wystąpiła wcześniej w skurczu i wykazywała wcięcie w późnym skurczu. Widok czterokomorowy wierzchołkowy skoncentrowany na prawej komorze wykorzystano do pomiaru obszaru prawej komory i skurczu oraz obszaru prawego przedsionka.
Szczury leczone MCT wykazywały rozszerzenie prawego przedsionka z powodu zwiększonego ciśnienia w tętnicy płucnej. Ponadto ciśnienie w prawej komorze uległo zwiększeniu, co spowodowało utratę prawidłowej krzywizny lewej komory w porównaniu z grupą kontrolną. Przegroda śródkomorowa również wydawała się spłaszczona.
Jasny, skoncentrowany na komorze czterokomorowy widok wierzchołkowy został również wykorzystany do pomiaru TAPSE z przesłuchania w trybie M pierścienia trójdzielnego. TAPSE był znacznie zmniejszony u szczurów leczonych MCT, co sugeruje upośledzenie funkcji. Najtrudniejszą częścią tego protokołu jest uzyskanie optymalnego widoku czterech komór wierzchołkowych skoncentrowanych na prawej komorze komory.
Sugerujemy, aby echokardiograf upewnił się, że cała prawa komora jest w polu widzenia podczas skurczu i rozkurczu. Obrazy uzyskuje się z czterokomorowym widokiem wierzchołkowym skoncentrowanym na prawej komorze, który można później wykorzystać do analizy odkształceń, potężnego narzędzia, które można wykorzystać do oceny dysfunkcji skurczowej prawej komory na początkowych etapach.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie szczegółowo opisuje echokardiograficzną charakterystykę morfologii i funkcji prawej komory serca u szczura w modelu nadciśnienia płucnego indukowanego Monocrotaliną. Protokół podkreśla znaczenie biegłych technik obrazowania do oceny wielkości i wydajności prawej komory, ujawniając istotne zmiany morfologiczne w prawej komorze u szczurów leczonych.
Kluczowe elementy badania
Obszar badań
- Obrazowanie układu sercowo-naczyniowego
- Nadciśnienie płucne
- Techniki echokardiograficzne
Wprowadzenie
- Nadciśnienie płucne wpływa na funkcję prawej komory serca.
- Echokardiograficzne oceny są kluczowe dla zrozumienia budowy serca.
- Poprzednie badania wykorzystywały monocrotalinę do wywoływania nadciśnienia płucnego w modelach zwierzęcych.
Wykorzystane metody
- Techniki obrazowania echokardiograficznego do oceny prawej komory
- Model szczura z nadciśnieniem płucnym
- Pomiar wymiarów prawego przedsionka i prawej komory
Główne wyniki
- Szczury leczone MCT wykazywały istotne rozszerzenie prawej komory.
- Kluczowe parametry echokardiograficzne, takie jak grubość ściany prawej komory, wskazywały na zaburzenia funkcji.
- Obniżone wartości TAPSE u szczurów leczonych MCT sugerują naruszoną funkcję serca.
Wnioski
- Badanie potwierdza echokardiograficzną ocenę zmian w prawej komorze przy nadciśnieniu płucnym.
- Podejście to poszerza naszą wiedzę na temat adaptacji serca w odpowiedzi na podwyższone ciśnienie.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Comprehensive echocardiographic assessment of right ventricular function in rat models of pulmonary arterial hypertension (PAH) enables robust evaluation of therapeutic efficacy and mechanistic de-risking in preclinical drug discovery. Standardized, quantitative imaging of RV structure and function supports predictive confidence at the target validation and lead optimization stages. This capability is critical for portfolio triage and advancing novel PAH therapies targeting right ventricular remodeling.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative interrogation of right ventricular remodeling in response to candidate therapeutics.
- Supports mechanistic de-risking by linking molecular interventions to functional cardiac outcomes.
- Facilitates functional target validation for pathways implicated in PAH progression.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible imaging endpoints for preclinical efficacy screening.
- Delivers quantitative RV metrics (e.g., RVIDd, TAPSE) for cross-study comparability.
- Enables assay readiness for high-confidence compound evaluation in rodent models.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical cardiac imaging outputs with translational biomarker strategies in PAH.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling longitudinal assessment of RV function.
- Reduces translational risk by providing disease-relevant functional endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
This echocardiographic protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for PAH, bridging early target validation with translational efficacy assessment.
- Discovery Biology: Quantitative RV imaging supports hypothesis testing and biological de-risking of novel targets.
- Screening: Standardized echocardiographic endpoints enable reproducible, scalable compound screening.
- Analytics: Provides objective measurements (e.g., RV dilation, TAPSE) for statistical comparison of treatment groups.
- Translational Research: Facilitates alignment of preclinical imaging with clinical cardiac biomarkers.
- Enterprise Reuse: Protocol can be adapted across PAH models and therapeutic modalities for consistent portfolio evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in PAH drug discovery.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of preclinical cardiac assessments.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and improves capital efficiency by enabling early functional readouts.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of PAH candidates targeting RV remodeling.
Implementation Considerations
- Requires specialized echocardiographic expertise for optimal RV imaging in rodents.
- Demands access to high-resolution ultrasound instrumentation and analytical software.
- Necessitates cross-team standardization of imaging protocols and data interpretation.
- Adaptation may be needed for different rodent models or disease severities.
- Technical challenges include achieving consistent RV-focused apical four chamber views.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:08
Echocardiography
1:51
Modified PLAX View of Right Ventricular Outflow Tract
3:27
Right Ventricle Focused Apical Four-Chamber View
4:51
Results: Assessment of Right Ventricle Function in Monocrotaline (MCT) Treated Rats
6:43
Conclusion
