Transferência de genes para insuficiência cardíaca isquêmica em um modelo pré-clínica
May 15th, 2011
Um método de transferência de genes para o tratamento da insuficiência cardíaca isquêmica é descrito usando um modelo de suínos de infarto do miocárdio. Nosso método simples e reprodutível nos permite facilmente avaliar a eficácia da transferência de genes diferentes com uma maneira muito simples e reprodutível.
Terapia gênica. O uso de vetores virais é uma das abordagens mais promissoras para o tratamento de doenças cardíacas. Os procedimentos que estamos criando um modelo de insuficiência cardíaca isquêmica, bem como a entrega de genes por vetor viral são apresentados neste vídeo.
O primeiro passo é criar um infarto do miocárdio em um modelo suíno. Para fazer isso, um fio coronário é levado para a artéria coronária, seguido por um balão de oclusão. Usando o acento endovascular, o balão será inflado para ocluir completamente a artéria coronária.
Como resultado, um grande infarto é criado na área anterior e os porcos desenvolverão insuficiência cardíaca crônica. O próximo passo é a injeção de vírus. Os vetores virais são injetados lentamente na artéria coronária.
Ele será transportado pela corrente sanguínea e distribuído para o miocárdio. O vírus entrará nos cardiomiócitos, depois no núcleo e enviará sinais para criar proteínas. As proteínas expressas fortalecerão o desempenho cardíaco e aumentarão a função geral.
Neste vídeo, representamos procedimentos para terapia gênica para insuficiência cardíaca isquêmica usando um modelo suíno. Primeiro, mostraremos como criar um miocárdio em produção em um pico e, em seguida, demonstraremos a entrega intercoronária de um vetor viral. Usamos esse procedimento para testar a eficácia e a segurança de várias transferências de genes.
Então vamos começar. Para iniciar o procedimento, a anestesia é induzida no porco usando telazol. Estabeleceu uma linha intravenosa na veia da orelha e, em seguida, intubou o porco.
Coloque o porco em um dorsal reclinado. Use propofol para anestesia geral durante o experimento. Para manter a pressão arterial, limpe a região da virilha com álcool seguido de iodo.
Cubra o local com uma folha estéril e prepare tudo estéril. Puncione a artéria femoral com uma agulha de calibre 18 usando o método de Seldinger. Quando você vir refluxo pulsivo, insira o fio e, em seguida, coloque a bainha após a inserção da bainha, injete heparina para evitar a formação de trombos durante o experimento.
Em seguida, prepare uma bolsa salina com 75 miligramas de amiodarona, 20 miliequivalentes de potássio e 20 miligramas de atropina e use uma taxa de 150 mililitros por hora. Uma injeção intramuscular de 75 miligramas de amiodarona é administrada neste momento. Prossiga com o cateter-guia para a osteoartrite da artéria coronária esquerda e faça uma angiografia para verificar as anatomias coronárias.
Insira o fio cuidadosamente na artéria coronária descendente anterior. Em seguida, prossiga o balão sobre o fio para a artéria coronária. Faça uma angiografia para se certificar da posição do balão.
Outra angiografia deve ser feita de um ângulo diferente para verificar a posição do balão. Em seguida, encha gradualmente o balão até três ATM. Faça outro angiograma para confirmar a oclusão da artéria.
Monitore o porco com pressão arterial e eletrocardiografia. Ocasionalmente, o porco entra em fibrilação ventricular. Desfibrile o porco com choque de corrente contínua o mais rápido possível.
Se a tentativa falhar, comprima o tórax até que o cardioversor carregue e administre outro choque. Observe por 90 minutos e esvazie o balão. Assim que a pressão arterial e a arritmia se estabilizarem, remova a bainha e recupere o porco.
Administre uma injeção intramuscular de nitroglicerina e furosemida, bem como fluidos noturnos contendo amiodarona. Prepare-se com uma máscara de boné, óculos de proteção, avental e luvas. O porco é preparado da mesma maneira que a criação do infarto do miocárdio.
Insira um fio coronário na artéria coronária descendente interna esquerda e na artéria coronária circunflexa esquerda. Coloque um cateter no ósteo. Retire 20 mililitros de sangue arterial usando 10 mililitros para a injeção do vírus e o restante para a descarga.
Misture o vírus com 10 mililitros de sangue e dilua para 20 mililitros com solução salina. Em seguida, dilua o sangue restante com solução salina a 20 mililitros e divida-o em duas seringas. Conecte a seringa contendo sangue, misturado com o vírus, ao cateter e prepare-se para a infusão.
Uma injeção intravenosa de 20 microgramas por minuto de nitroglicerina é iniciada através da veia da orelha, fazendo o angiograma para verificar a posição do cateter. Em seguida, inicie a injeção do vírus com uma taxa de um mililitro por minuto quando 15 mililitros tiverem sido injetados na artéria coronária esquerda. Troque a seringa para o flush e use a mesma taxa de injeção Após a injeção na artéria coronária esquerda, o mesmo procedimento será realizado na artéria coronária direita usando os cinco mililitros restantes de sangue contendo o vírus.
Um mês após a criação do infarto do miocárdio, o P desenvolverá insuficiência cardíaca com movimento da parede prejudicado e coração dilatado. A fração de ejeção média um mês após o infarto do miocárdio neste modelo é de 36% e é significativamente menor do que em porcos do mesmo tamanho sem infarto do miocárdio. O volume diastólico final médio é de 83 mililitros, enquanto a média de um controle é de 42 mililitros.
DP DT também foi significativamente menor nos porcos com infarto do miocárdio. Estas são as seções transversais do ventrículo esquerdo. Um mês após o infarto do miocárdio, encontra-se uma grande cicatriz na base do ápice da parede interna.
Esta imagem mostra a expressão do vendaval. Um mês após a transferência do gene usando um vírus associado a dentistas, uma expressão significativa foi encontrada na área injetada pelo vírus. Acabamos de mostrar como criar um efeito miocárdico em um porco, bem como a injeção do vírus corona.
Essa combinação de modelo de falha I e entrega de genes é um método simples e reprodutível para testar vários tipos de terapias gênicas na doença de trajetória. Obrigado por assistir e conosco com sua futura experiência P.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Visão Geral
Este artigo descreve um método de transferência gênica para tratar a insuficiência cardíaca isquêmica usando um modelo suíno de infarto do miocárdio. A abordagem permite a avaliação de várias transferências gênicas de maneira simples e reprodutível.
Principais Componentes do Estudo
Área da Ciência
- Terapia gênica
- Doenças cardíacas
- Modelos de infarto do miocárdio
Fundo
- A insuficiência cardíaca isquêmica é um problema de saúde significativo.
- A terapia gênica usando vetores virais mostra promessa no tratamento cardíaco.
- Modelos suínos são úteis para estudar o infarto do miocárdio.
- Entender os mecanismos de entrega gênica é crucial para avanços terapêuticos.
Propósito do Estudo
- Desenvolver um método confiável para transferência gênica em terapia cardíaca.
- Avaliar a eficácia de diferentes técnicas de transferência gênica.
- Melhorar a compreensão da terapia gênica na insuficiência cardíaca isquêmica.
Métodos Usados
- Criação de um infarto do miocárdio em um modelo suíno.
- Uso de um fio coronário e balão de oclusão para bloqueio arterial.
- Acesso endovascular para inflação do balão.
- Entrega de vetores virais para terapia gênica.
Principais Resultados
- O método é simples e reprodutível.
- Várias técnicas de transferência gênica podem ser avaliadas efetivamente.
- O modelo suíno fornece insights relevantes sobre terapia gênica cardíaca.
- Os resultados apoiam a exploração adicional de aplicações de terapia gênica.
Conclusões
- Este método de transferência gênica é promissor para o tratamento da insuficiência cardíaca isquêmica.
- Estudos adicionais são necessários para otimizar a entrega gênica.
- A abordagem pode levar a estratégias terapêuticas melhoradas para doenças cardíacas.
Perguntas Frequentes
Executive Industry Relevance
Robust preclinical models for gene transfer in ischemic heart failure are critical for de-risking therapeutic hypotheses and enabling predictive evaluation of gene therapy candidates. The described swine model with reproducible myocardial infarction and intracoronary viral delivery supports rigorous target validation and comparative assessment of gene constructs. This platform advances portfolio decision-making by providing translationally relevant efficacy and safety data prior to clinical investment.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional interrogation of gene therapy targets in a disease-relevant large animal system.
- Supports biological de-risking by modeling severe heart failure with clinically relevant scar formation.
- Facilitates comparative evaluation of multiple gene constructs for mechanistic clarity.
- Provides a foundation for predictive confidence in translational advancement.
Screening & Assay Development
- Establishes a validated, reproducible workflow for gene delivery and expression analysis in cardiac tissue.
- Enables quantitative assessment of cardiac function post-gene transfer using standardized endpoints.
- Supports assay standardization for cross-study and cross-candidate comparisons.
- Prepares a scalable platform for screening gene therapy candidates in a controlled preclinical setting.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical efficacy and safety testing with human disease pathology through large animal modeling.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation by mirroring clinical heart failure features.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on reproducible functional and molecular readouts.
- Provides translational biomarker endpoints such as ejection fraction and scar quantification.
Pipeline & Workflow Integration
This methodology bridges early discovery and preclinical validation by enabling hypothesis-driven gene candidate testing in a translationally relevant model of heart failure.
- Discovery Biology: Supports rigorous hypothesis testing and mechanistic de-risking of gene therapy targets.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative cardiac function measurements for candidate prioritization.
- Analytics: Provides standardized endpoints such as ejection fraction and scar size for comparative analysis.
- Translational Research: Aligns preclinical outcomes with clinical disease features for improved predictive value.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, scalable platform for ongoing gene therapy candidate evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in gene therapy development.
- Operational Value: Standardizes preclinical workflows and enhances reproducibility across studies.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and optimizes resource allocation for gene therapy portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of gene therapy candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in large animal surgery, cardiac physiology, and viral vector handling.
- Demands access to advanced imaging, hemodynamic monitoring, and molecular analysis infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of surgical, delivery, and analytical protocols.
- Adaptation to other cardiac or gene therapy models may require protocol optimization.
- Limitations include resource intensity and the need for specialized animal care facilities.
