Name: Abordagens ecocardiograma e protocolos de Comprehensive Caracterização fenotípica de doença cardíaca valvular em ratos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 12 min 12 s
Description: Aprenda ecocardiografia para caracterização fenotípica completa de doença valvular cardíaca em camundongos. Este protocolo padronizado permite detectar disfunção valvular e compreender a interação entre função cardíaca e valvular.

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Este trabalho foi apoiado por bolsas do NIH HL111121 (JDM) e TR000954 (JDM).

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<li>Fine, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Left+and+right+ventricular+strain+and+strain+rate+measurement+in+normal+adults+using+velocity+vector+imaging%3A+an+assessment+of+reference+values+and+intersystem+agreement%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Cardiovasc+Imaging%22%5BJournal%5D)">Left and right ventricular strain and strain rate measurement in normal adults using velocity vector imaging: an assessment of reference values and intersystem agreement.</a> Int J Cardiovasc Imaging. 29, 571-580 (2013).</li>
<li>Pernot, M., Fujikura, K., Fung-Kee-Fung, S. D., Konofagou, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ECG-gated%2C+mechanical+and+electromechanical+wave+imaging+of+cardiovascular+tissues+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">ECG-gated, mechanical and electromechanical wave imaging of cardiovascular tissues in vivo.</a> Ultrasound Med Biol. 33, 1075-1085 (2007).</li>
<li>Liu, J. H., Jeng, G. S., Wu, T. K., Li, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ECG+triggering+and+gating+for+ultrasonic+small+animal+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Ultrason+Ferroelectr+Freq+Control%22%5BJournal%5D)">ECG triggering and gating for ultrasonic small animal imaging.</a> IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 53, 1590-1596 (2006).</li>
<li>Monin, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-gradient+aortic+stenosis%3A+operative+risk+stratification+and+predictors+for+long-term+outcome%3A+a+multicenter+study+using+dobutamine+stress+hemodynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Low-gradient aortic stenosis: operative risk stratification and predictors for long-term outcome: a multicenter study using dobutamine stress hemodynamics.</a> Circulation. , 319-324 (2003).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

A indução da anestesia indução e manutenção de anestesia adequada é fundamental para a avaliação precisa das mudanças na válvula cardíaca e função cardíaca em ratos. Dada a rápida indução da anestesia induzida por isoflurano eo tempo de wash-out relativamente longo deste anestésico após anestesia profunda, não usamos uma câmara de anestesia stand-alone para a indução. Em vez disso, tal como referido em pormenor acima, os animais são guiados directamente para o cone de anestesia...

O envelhecimento está associado com aumentos progressivos na calcificação cardiovascular 1. Estenose da valva aórtica hemodinamicamente significativa afeta 3% da população com idade superior a 65 2, e os pacientes com estenose da válvula aórtica, mesmo moderada (velocidade de pico de 3-4 m / s) têm uma sobrevida livre de eventos em 5 ano de menos de 40% 3. Atualmente, não existem tratamentos eficazes para retardar a progressão da calcificação da válvula aórtica e substituição da válvula aórtica cirúrgica é o único tratamento disponível para a estenose da válvula aórtica avançada 4. Estudos destinados a ganhar uma compreensão mais profunda dos mecanismos que contribuem para o início e progressão de calcificação da válvula aórtica é um primeiro passo fundamental no caminho para métodos farmacológicos e não-cirúrgicos para gerenciar estenose da valva aórtica 5, 6. Genéticocamundongos ly-alteradas têm desempenhado um papel importante no desenvolvimento de nossa compreensão dos mecanismos que contribuem para uma variedade de doenças e agora estão vindo à tona de estudos sobre os mecanismos que visam a compreensão da biologia da estenose da válvula aórtica 6, 7, 8. Ao contrário de outras doenças cardiovasculares, tais como aterosclerose e insuficiência cardíaca onde-protocolos padrão para avaliar a função ventricular e vascular são, na maior parte bem estabelecida-existem desafios únicos associados com a fenotipagem in vivo da função de válvula de coração em ratinhos. Enquanto comentários recentes têm proporcionado debates aprofundados sobre as vantagens e desvantagens de inúmeras imagens e modalidades invasivos utilizados para avaliar a função da válvula em roedores 9, 10, 11, até à data, não temos conhecimento de uma publicação que fornece uma comprehensive, passo-a-passo protocolo para a função de válvula cardíaca fenotipagem em camundongos. O objetivo deste artigo é descrever os métodos e protocolos para o fenótipo função de válvula cardíaca em camundongos. Todos os métodos e procedimentos foram aprovados pelo Comitê Animal Care Institucional e Use a Mayo Clinic. Os principais componentes deste protocolo incluem a profundidade da anestesia, a avaliação da função cardíaca, bem como a avaliação da função de válvula cardíaca. Esperamos que este relatório não só servirá para orientar os investigadores interessados ​​em prosseguir a investigação no domínio da doença da válvula do coração, mas também vai iniciar um diálogo nacional e internacional relacionada com a padronização do protocolo para garantir a reprodutibilidade dos dados e validade neste campo de rápido crescimento. Importante, uma imagem com o uso de sistemas de ultra-som de alta resolução exige um conhecimento prático dos princípios da ultra-sonografia (e terminologia comumente utilizados em ultra-sonografia), uma compreensão do princip fundamentaisles da fisiologia cardíaca e experiência significativa com a ultra-sonografia para permitir a avaliação precisa e tempo-eficiente da função cardíaca em roedores.

<table><tbody><tr><td>Máquina de ultrassom de alta resolução</td><td>VisualSonics, Fujifilm</td><td>Vevo 2100&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Difusor de isoflurano (capaz de fornecer 1% a 1,5% de isoflurano misturado com 1 L/min 100% O2</td><td>VisualSonics, Fujifilm</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Transdutores para camundongos pequenos (550D) ou camundongos maiores (400)</td><td>MicroScan, VisualSonics, Fujifilm</td><td>MS 550D, MS 400</td><td></td></tr><tr><td>Animal platform</td><td>VisualSonics, Fujifilm</td><td>11503</td><td></td></tr><tr><td>Unidade</td> <td>avançada de monitoramento fisiológicoVisualSonics, Fujifilm</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Terrell</td><td>NDC 66794-019-10</td><td></td></tr><tr><td>Cone de nariz e tubulação conectados ao difusor de isoflurano e 100% O2</td><td>Custom Engineered in-house</td><td>--</td><td></td></tr><tr><td>Hair razor</td><td>Andis Super AGR+ vet pack clipper</td><td>AD65340</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasound gel</td><td>Parker Laboratories</td><td>REF 01-08</td><td></td></tr><tr><td>Gel de eletrodo&nbsp;</td><td>Parker Laboratories</td><td>REF 15-25</td><td></td></tr><tr><td>Fitas adesivas</td><td>Fisher Laboratories</td><td>1590120B</td><td></td></tr><tr><td>Toalhas de</td><td></td><td></td><td></td> papel</tr></tbody></table>

abordagens ecocardiograma e protocolos de comprehensive caracterização fenotípica de doença cardíaca valvular em ratos

Echocardiographic Approaches and Protocols for Comprehensive Phenotypic Characterization of Valvular Heart Disease in Mice

O objetivo deste manuscrito e do vídeo que o acompanha é fornecer uma visão geral dos métodos e abordagens usados para imagens da função valvar cardíaca em roedores, com descrições detalhadas dos métodos apropriados para anestesia, as janelas ecocardiográficas utilizadas, os planos de imagem e orientações de sonda para aquisição de imagens, os métodos para análise de dados e as limitações das tecnologias emergentes para a avaliação da função cardíaca e valvar. É importante ressaltar que também destacamos várias áreas futuras de pesquisa em imagens cardíacas e valvares cardíacas que podem ser aproveitadas para obter informações sobre a patogênese da doença valvar em modelos animais pré-clínicos. Propomos que o uso de uma abordagem sistemática para avaliar a função cardíaca e valvar cardíaca em camundongos pode resultar em dados mais robustos e reprodutíveis, bem como facilitar a descoberta de fenótipos anteriormente subestimados em camundongos geneticamente alterados e / ou fisiologicamente estressados.

Exemplos de imagens que são rotineiramente obtidos a partir de animais imagiologia ultra-sons cardíacos são incluídos neste manuscrito. Uma ilustração do posicionamento do transdutor sobre o peito do animal é fornecida para dar ao leitor uma compreensão clara de que o transdutor está posicionado para obtenção de imagens tal como descrito. Uma fotografia do laboratório de ultra-som set-up também está incluído para enfatizar a importância do equipamento adequado, especialmente o transdutor...

Este protocolo fornece uma descrição detalhada da abordagem ecocardiográfica para fenotipagem abrangente do coração e da função da válvula cardíaca em camundongos.

Abordagens ecocardiograma e protocolos de Comprehensive Caracterização fenotípica de doença cardíaca valvular em ratos

The aim of this manuscript and accompanying video is to provide an overview of the methods and approaches used for imaging heart valve function in ...

O objetivo geral deste protocolo de eco é mostrar métodos e abordagens usados para obter imagens da função da válvula cardíaca em roedores. Os métodos que mostraremos hoje podem responder a perguntas-chave no campo das doenças cardíacas, com ênfase específica na avaliação do coração como unidade integrada em condições de doença valvar cardíaca. As implicações dessa abordagem são silenciosamente profundas para o campo das doenças das válvulas cardíacas, porque a avaliação ecocardiográfica abrangente do coração não apenas permitirá a detecção de disfunção valvar em várias válvulas cardíacas, mas também permitirá que os investigadores entendam a complexa interação entre a função cardíaca e várias medidas da função da válvula cardíaca.Embora esse método possa ser aproveitado para caracterizar modelos animais nos quais a doença da válvula cardíaca é nosso principal defeito, ele também pode ser aplicado a outros sistemas em que a disfunção da válvula cardíaca pode parecer secundária a outros insultos, como insuficiência cardíaca ou aneurisma da aorta torácica. Assim, é nossa recomendação que a fenotipagem cardíaca e valvar cardíaca abrangente seja realizada rotineiramente na maioria dos estudos de pesquisa. Tivemos a ideia de filmar nossa abordagem à fenotipagem abrangente de válvulas cardíacas e cardíacas depois de participar de várias reuniões em que havia uma profunda variabilidade nos métodos e protocolos usados para avaliar a função das válvulas cardíacas.Esperamos que este manuscrito e o vídeo que o acompanha estimulem a discussão no campo sobre as melhores metodologias e padrões a seguir, o que, em última análise, se alinha com as iniciativas recentes do National Institutes of Health para melhorar o rigor e a reprodutibilidade dos estudos de pesquisa. A principal vantagem da ecocardiografia é que ela é capaz de avaliar de forma não invasiva a morfologia e a função do coração em tempo real. É fácil de executar e pode ser executado em série.Assim, é mais ideal em estudos seriados de acompanhamento. Geralmente, os indivíduos novos na imagem cardíaca e valvar cardíaca terão dificuldades devido aos desafios logísticos associados à administração e titulação da anestesia, bem como aos desafios técnicos associados às janelas anatômicas muito pequenas que podem ser usadas para ecocardiografia e à necessidade de identificar com precisão as estruturas cardíacas e as orientações da sonda durante a imagem. Esperamos que a demonstração visual de nossa abordagem acelere a taxa na qual os investigadores podem aprender a realizar ecocardiografia em camundongos e, em última análise, sirva como uma plataforma para discutir as melhores práticas para imagens de pequenos animais.Para começar, ligue a máquina de ultrassom equipada com um transdutor de ultrassom de alta frequência. Insira o ID do animal a ser medido, juntamente com data, hora e qualquer outra informação relevante. Pré-aqueça a plataforma a 37 graus Celsius e, em seguida, pegue suavemente o rato pela cauda e segure firmemente o animal pela nuca.Guie o nariz do animal para o cone do nariz e inicie a anestesia conforme descrito no protocolo de texto que acompanha. Uma vez sedado, coloque o animal na plataforma em decúbito dorsal com rapidez e precisão, certificando-se de que as patas dianteiras e traseiras estejam nos sensores de ECG da plataforma. Use fita adesiva para prender o animal nos quatro membros, para estabilizar a cabeça no aparelho do cone do nariz e para estabilizar a cauda.Em seguida, verifique a frequência cardíaca usando os sensores de ECG na plataforma ou usando um dispositivo externo. Certifique-se de que a frequência cardíaca basal esteja entre 600 e 700 batimentos por minuto. Monitore a frequência cardíaca e certifique-se de que ela não caia abaixo de 450 batimentos por minuto em nenhuma circunstância.Além disso, monitore a temperatura corporal usando um termômetro retal e mantenha a temperatura entre 36,5 graus Celsius e 38 graus Celsius. Contanto que os sinais vitais estejam estáveis, use um aparador elétrico projetado para uso com cabelos finos para raspar o cabelo do peito do rato. Em seguida, pegue uma toalha de papel úmida e limpe o peito para remover os pelos restantes.Com o animal firmemente preso na plataforma e a cabeça voltada para o lado, incline a mesa de 15 a 20 graus para a esquerda para aproximar o coração da parede torácica. Em seguida, aplique uma quantidade generosa de gel de ultrassom no transdutor ou diretamente no peito do animal. Posicione o transdutor paraesternalmente cerca de 90 graus perpendicularmente ao eixo longo do coração de modo que o marcador de índice de imagem do transdutor aponte posteriormente.Enquanto estiver no modo de dois DB, deslize o desfiladeiro do transdutor até que a válvula aórtica apareça ao longo do eixo curto. Em seguida, gire o transdutor no sentido horário até que o marcador de índice de imagem aponte cadad. Esta é a visão do eixo longo paraesternal.Observe a via aórtica, a válvula aórtica, a via de saída do ventrículo esquerdo, a válvula mitral, o átrio esquerdo e parte da via de saída do ventrículo direito na exibição da imagem. Meça a maior dimensão posterior do átrio da aorta usando o paquímetro eletrônico associado à ferramenta de medição que está embutida na máquina. Em seguida, reduza a largura da imagem para que apenas a válvula aórtica fique na exibição da imagem, ajustando o botão de largura da imagem no painel de controle.Posicione a linha de interrogação do modo M onde ela cruza as pontas da válvula aórtica para avaliar com precisão a separação da cúspide da válvula aórtica. No visor do modo M da válvula aórtica, meça a distância de separação da cúspide usando o paquímetro eletrônico. Ainda na visão do eixo longo paraesternal da válvula aórtica, pressione a tecla de controle do doppler colorido no painel de controle para aplicar o doppler colorido na região da válvula aórtica.Em seguida, pressione a tecla de controle doppler pós-onda. Usando a bola de rastreamento, coloque o volume da amostra pós-onda na aorta ascendente proximal logo acima da válvula aórtica, certificando-se de que o ângulo entre o feixe de ultrassom e o fluxo sanguíneo seja inferior a 60 graus, inclinando a plataforma e/ou o transdutor. Em seguida, meça a velocidade de pico a partir da exibição espectral usando os paquímetros eletrônicos.Comece colocando o transdutor na posição apical no modo B e posicionando o transdutor de forma que fique inclinado em direção à cabeça do mouse. Observe o ventrículo direito, o ventrículo esquerdo, o átrio direito e o átrio esquerdo na exibição da imagem. A partir da visão apical de quatro câmaras, coloque a válvula mitral em foco, reduzindo a largura da imagem.Em seguida, coloque o cursor do modo M na válvula mitral para avaliar a espessura dos folhetos. Usando a visão apical de quatro câmaras, aplique o doppler colorido para obter imagens do fluxo do átrio esquerdo através da válvula mitral durante a diástole. Observe o fluxo através da válvula mitral que está codificada em vermelho.A partir da visão do eixo apical do pulmão, incline ou aponte a ponta do transdutor usando um movimento de balanço para que o ventrículo direito fique no centro da exibição da imagem. Reduza a largura da imagem para que apenas o ventrículo direito fique visível na exibição da imagem. Em seguida, aplique o doppler colorido na região da valva tricúspide.Em seguida, mova o transdutor para uma posição de eixo longo paraesternal modificada no nível da válvula aórtica. Em seguida, incline o transdutor ligeiramente para cima para obter um eixo curto view da válvula pulmonar. Nesta visão, aplique a imagem no modo M para avaliar a distância de separação da válvula pulmonar.Em seguida, aplique doppler colorido na região da valva pulmonar para avaliar insuficiência valvar e estenose. Em dois modos DB, coloque o transdutor na posição do eixo curto paraesternal ao nível dos músculos papilares para obter uma visão do eixo curto do ventrículo esquerdo. A partir desta vista, pressione o botão de modo M localizado no painel de controle.Usando a bola de rastreamento, posicione o cursor do modo M no centro da cavidade ventricular esquerda ao nível dos músculos papilares e obtenha imagens do modo M. Em seguida, meça a dimensão da cavidade ventricular esquerda na diástole final, onde a distância entre a parede interna e a parede posterior é maior, e uma sístole final, onde o movimento interno das paredes interna e posterior é máximo. Em seguida, mova o transdutor para a janela apical, aplique cor na válvula mitral e coloque o volume da amostra nas pontas dos folhetos da válvula mitral.Meça a velocidade de pico de entrada mitral a partir da exibição espectral das velocidades doppler onduladas por pulso através da válvula mitral. Com o volume da amostra posicionado entre o fluxo de entrada e saída do ventrículo esquerdo, não os sinais de fechamento e abertura da válvula mitral e aórtica. Meça o tempo de relaxamento isovolumétrico, o tempo de contração isovolumétrica e o tempo de ejeção do ventrículo esquerdo.Em seguida, realize a imagem doppler tecidual do anel mitral na visão apical do eixo longo. Pressione a tecla de controle TGI e coloque o volume da amostra no aspecto medial do anel mitral. Quando terminar, remova qualquer excesso de gel de ultrassom do mouse.Remova cuidadosamente a fita que prende o animal e desligue a anestesia. Coloque o animal sobre uma toalha de papel absorvente e observe-o até que a decúbito esternal seja atingida. Aqui é mostrada uma avaliação da função da válvula aórtica em um camundongo normal versus a função da válvula aórtica em um camundongo com doença valvar aórtica calcificada.No camundongo com válvulas calcificadas, as cúspides são espessadas e têm ecogenicidade aumentada, o que resulta em abertura restrita durante a sístole. Da janela apical, uma visão de eixo longo da valva mitral é apresentada. A espessura da cúspide mitral pode ser medida usando a linha de interrogação do modo M.A medição da espessura da válvula mitral pode ser extremamente desafiadora, devido aos folhetos finos, pouco ecogênicos e de movimento rápido da válvula mitral normal. O doppler colorido mostrado nesta visão de eixo longo modificada da válvula mitral mostra um jato colorido em mosaico na válvula mitral durante a sístole. A cor azul é evidência de regurgitação da valva mitral.A partir da janela paraesternal, são obtidas as incidências de eixo curto e longo da válvula pulmonar. Nesta imagem, a linha de interrogação do modo M é aplicada através da válvula pulmonar e a distância de separação da cúspide da válvula pode ser medida a partir desta visão. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em 15 a 20 minutos se for executada corretamente.Ao tentar este procedimento, é importante ter um conhecimento básico da anatomia e fisiologia cardíaca, um conhecimento prático dos princípios e terminologia da ultrassonografia e experiência em ultrassom cardíaco para permitir uma avaliação precisa e eficiente da função cardíaca em roedores. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como realizar ultrassom cardíaco em roedores, obtendo imagens de vários planos de imagem e medindo os parâmetros do eco doppler que descrevem adequadamente a função cardíaca e das válvulas cardíacas.

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