Mysi model niewydolności serca wywołanej hiperlipidemią z zachowaną frakcją wyrzutową
March 29th, 2024
Ten protokół przedstawia szczegółowe podejście do replikacji mysiego modelu niewydolności serca wywołanej hiperlipidemią z zachowaną frakcją wyrzutową (HFpEF). Projekt łączy w sobie podawanie receptora lipoproteiny T-lipoproteiny o niskiej gęstości związanego z wirusem 9-sercowym troponiny (AAV9-cTnT-LDLR) i poloksamemu-407 (P-407).
Nasze badania mają na celu zbadanie niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową znaną jako HFpEF, w szczególności zbadanie skutków lipotoksyczności. Staramy się wyjaśnić skomplikowany związek między zespołem metabolicznym a lipotoksycznością w napędzaniu progresji HFpEF i odkryć podstawowe mechanizmy napędzające patofizjologię HFpEF za pomocą tego eksperymentalnego modelu lustrzanego. Pomimo rosnącego rozpowszechnienia i ograniczonych możliwości leczenia HFpEF, jej mechanizmy patofizjologiczne związane głównie z zespołem metabolicznym pozostają słabo poznane.
Model ten stanowi wyjątkową okazję do wypełnienia tej luki i potencjalnego opracowania nowych terapii HFpEF. Najważniejszą zaletą naszego modelu jest jego zdolność do naśladowania znacznego niewłaściwego obchodzenia się z lipidami obserwowanego u pacjentów z HFpEF. Ten mysi model dostarcza cennych informacji na temat patofizjologii HFpEF, zwłaszcza metabolizmu serca.
Nasze wyniki nie uwzględniają znaczenia niewłaściwego obchodzenia się z kwasami tłuszczowymi i cholesterolem w kardiometabolicznym HFpEF. Model ten doskonale pokazuje, jak niedobór kwasów tłuszczowych zaburza metabolizm na różnych poziomach. Daje to naukowcom potencjalne możliwości odkrycia nowych pułapek dla pacjentów z HFpEF.
Tutaj, w Laboratorium Shahada, skupimy się na przełożeniu tego modelu na duże zwierzęta. Będziemy badać kwestie związane z patogenezą, nagłą śmiercią i potencjalnymi interwencjami terapeutycznymi ukierunkowanymi na lipotoksyczność, stan zapalny i przebudowę serca. Instruktor[Na początek rozmrażaj fiolki z wektorami wirusowymi na lodzie przez 20 minut i rozcieńczaj cząsteczki AAV w 100 mikrolitrach DPBS.
Załaduj rozcieńczony roztwór AAV do jednomililitrowej strzykawki z igłą o rozmiarze od 28 do 30, unikając pęcherzyków powietrza. Zabezpiecz znieczuloną mysz w ograniczniku oświetlacza ogona i użyj gazika, aby oczyścić miejsce wstrzyknięcia środkiem antyseptycznym. Masuj ogon dwoma palcami, aż zauważysz żyłę.
Następnie wstrzyknąć wektor do żyły ogonowej pod małym kątem i wyjąć igłę. Za pomocą palca natychmiast przyłożyć ucisk do miejsca wstrzyknięcia, aby zatamować krwawienie. Aby przygotować Poloxamer 407, należy go rozpuścić w DPBS na rotatorze przez noc w temperaturze czterech stopni Celsjusza w komorze bezpieczeństwa biologicznego.
Następnie ręcznie unieruchom, trzymając mysz pod wyciągiem, ustawiając głowę i ciało w dół. Za pomocą środka antyseptycznego należy oczyścić miejsce wstrzyknięcia w lewym dolnym kwadrancie brzucha, po bokach do linii środkowej. Aby wstrzyknąć P 407, należy wprowadzić igłę do jamy otrzewnej pod kątem 45 stopni lub mniejszym.
Po czterech tygodniach indukcji hiperlipidemii echokardiografia wykazała niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową w postaci wydłużenia czasu relaksacji wewnątrzkomorowej. Zaobserwowano zwiększony stosunek wczesnej prędkości przepływu beztłuszczowego mitralnego do pierścieniowej prędkości rozkurczowej mitralnej, wraz ze zmniejszoną wczesną i późną rozkurczową prędkością przepływu przezmitralnego.
Przegląd
Ten protokół przedstawia szczegółowe podejście do replikacji modelu mysiej niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową (HFpEF) wywołanej hiperlipidemią. Badanie bada wpływ lipotoksyczności i związek między zespołem metabolicznym a progresją HFpEF.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Badania nad układem krążenia
- Zespół metaboliczny
- Fizjopatologa niewydolności serca
Tło
- HFpEF jest coraz częściej spotykane, a opcje leczenia są ograniczone.
- Mechanizmy fizjopatologczne związane z zespołem metabolicznym są słabo poznane.
- Ten model naśladuje niewłaściwe gospodarowanie lipidami obserwowane u pacjentów z HFpEF.
- Wgląd w metabolizm serca jest kluczowy dla opracowania nowych terapii.
Cel badania
- Wyjaśnienie mechanizmów napędzających fizjopatologę HFpEF.
- Zbadanie wpływu niewłaściwego gospodarowania kwasami tłuszczowymi i cholesterolem.
- Dostarczenie modelu dla potencjalnych interwencji terapeutycznych ukierunkowanych na lipotoksyczność.
Zastosowanie metod
- Podawanie AAV9-cTnT-LDLR i poloksameru-407.
- Indukcja hiperlipidemii w modelach mysich.
- Echokardiografia do oceny funkcji serca.
- Techniki wstrzyknięcia dla wektorów wirusowych i poloksameru.
Główne wyniki
- Zaobserwowano przedłużony czas relaksacji wewnątrzkomorowej.
- Zmienione wskaźniki prędkości przepływu przez zastawkę mitralną wskazujące na niewydolność serca.
- Model skutecznie pokazuje niewłaściwe gospodarowanie lipidami w HFpEF.
- Identyfikacja potencjalnych ścieżek dla nowych strategii terapeutycznych.
Wnioski
- Ten model dostarcza cennych informacji na temat mechanizmów HFpEF.
- Niedobory kwasów tłuszczowych zakłócają metabolizm serca.
- Badania mogą prowadzić do opracowania lepszych terapii dla pacjentów z HFpEF.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Hyperlipidemia-induced murine models of HFpEF provide a translational platform for dissecting the metabolic and lipotoxic drivers of diastolic dysfunction. This model enables mechanistic de-risking and target validation for cardiometabolic pathways implicated in heart failure with preserved ejection fraction. Its predictive value supports early-stage portfolio decisions and informs preclinical strategy for metabolic syndrome-related cardiac disease.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of lipotoxicity and metabolic syndrome as drivers of HFpEF pathogenesis.
- Supports functional target validation for lipid handling and cardiac metabolism pathways.
- Facilitates mechanistic de-risking by modeling human-relevant cardiac phenotypes.
- Provides a platform for hypothesis testing on metabolic and inflammatory contributors to HFpEF.
Screening & Assay Development
- Establishes a validated in vivo system for quantitative assessment of cardiac function and metabolic biomarkers.
- Supports reproducible measurement of diastolic dysfunction and preserved ejection fraction via echocardiography.
- Enables standardized evaluation of candidate interventions targeting lipid metabolism and cardiac remodeling.
- Prepares the groundwork for scalable compound screening in disease-relevant models.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints such as fibrosis, cardiac ischemia, and sudden death observed in HFpEF patients.
- Provides continuity from discovery to preclinical validation for metabolic and inflammatory targets.
- Supports risk-adjusted advancement of therapeutic candidates addressing lipotoxicity-driven cardiac dysfunction.
- Facilitates biomarker alignment for translational studies in larger animal models.
Pipeline & Workflow Integration
This murine HFpEF model integrates into the discovery-to-preclinical continuum, enabling target validation, mechanistic studies, and translational biomarker development for cardiometabolic heart failure.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on lipid mishandling and metabolic syndrome in cardiac dysfunction.
- Screening: Provides reproducible, quantitative cardiac and metabolic readouts for candidate evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of diastolic function, fibrosis, and metabolic parameters across cohorts.
- Translational Research: Bridges murine findings to larger animal models and human disease phenotypes.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, standardized platform for cardiometabolic target and pathway interrogation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in metabolic and lipotoxicity targets for HFpEF.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible in vivo assessments of cardiac and metabolic endpoints.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for cardiometabolic programs and reduces late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of therapeutic candidates targeting HFpEF mechanisms.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine cardiovascular physiology and metabolic disease modeling.
- Demands access to echocardiography, telemetry, and biochemical analysis infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of phenotyping and data interpretation protocols.
- Adaptation to other strains or species may require protocol optimization.
- Model limitations include species-specific responses and translation to human HFpEF heterogeneity.
