Análise em tempo real de pressão-volume de infarto agudo do miocárdio em ratos
2 de julho de 2018
Infarto agudo do miocárdio em ratos induz alterações agudas mas incompleta caracterizadas em função de ventrículo esquerdo (LV). LV cateterismo em ratos submetidos à oclusão da artéria coronária serve como um método novo para uma avaliação em tempo real da função de LV.
Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da pesquisa cardiovascular, como a identificação precoce de mecanismos de proteção na infração aguda da miocárdia. A principal vantagem dessa técnica é que uma caracterização hemodinâmica avançada pode ser realizada em tempo real em camundongos submetidos a infarto do miocárdio seguido de reperfusão. A intubação endotraqueal e a cirurgia de isquemia e reperfusão serão realizadas por Pia Stock, bióloga do nosso laboratório.
Depois de anestesiar o animal, remova os pelos do pescoço e do peito usando uma tesoura elétrica. Em seguida, limpe a pele com três esfoliantes alternados de Betadine e álcool 70%. Agora, usando uma pequena tesoura cirúrgica, faça uma incisão mediana longitudinal de 10 milímetros cinco milímetros abaixo do lábio inferior e em direção ao esterno.
Em seguida, disseque sem rodeios a parte esquerda e direita da glândula submandibular usando uma pinça. Em seguida, separe o músculo e o tecido adiposo na região paratraqueal direita para acessar a artéria corroída da comuna direita. Usando uma pinça curva, disseque cuidadosamente o vaso para mobilizar e separar de cinco a 10 milímetros dele.
Sempre evite mover o nervo vago no corpo corroído, pois isso pode levar a hipotensão grave e bradicardia. Após a mobilização do vaso, passe as duas suturas de seda 5/0 preparadas sob o vaso. Em seguida, ligue o vaso distal usando um nó apertado e coloque um nó solto na sutura proximal onde o cateter irá.
Em seguida, coloque uma pinça vascular hemostática na extremidade proximal do vaso exposto, proximal à sutura. Isso será usado para bloquear reversivelmente o fluxo sanguíneo. Agora, usando uma microtesoura, abra o vaso com a incisão em forma de cunha um milímetro proximal ao nó craniano.
Uma pequena gota de sangue deve ser vista. Em seguida, estique a incisão e insira o cateter 10 milímetros no vaso. Agora, comece a registrar os dados coletados pela sonda do cateter.
Em seguida, extraia a pinça vascular e adicione uma ou duas gotas de solução salina na incisão para ajudar a deslizar o cateter mais 10 milímetros pelo vaso. Em seguida, aperte o nó para evitar o refluxo sanguíneo ao lado do cateter sem travar o cateter no lugar. Agora, continue avançando suavemente o cateter até que a análise da pressão mostre um perfil de pressão arterial quando o cateter atingir a aorta.
Na valva aórtica, a resistência à luz e o movimento sincronizado de tração também devem ser sentidos. Ao tentar avançar o cateter através da válvula aórtica, pode ser útil puxá-lo cinco milímetros para trás e avançar novamente. O cateterismo ventricular esquerdo adequado será indicado por uma alteração na pressão diastólica.
Qualquer alteração no volume também é um indicador de avanço do sensor para o ventrículo esquerdo. Uma vez certo de que o cateter está no ventrículo esquerdo, aperte o nó proximal com mais força para evitar que ele se mova. Após o cateterismo, prepare a isquemia de 45 minutos.
Primeiro, faça uma incisão na pele do esterno caudal até a axila esquerda. Em seguida, prossiga com a preparação romba das duas camadas musculares para expor as costelas. Em seguida, abra o tórax com uma incisão entre a terceira e a quarta costela esquerda.
Faça uso de ganchos cirúrgicos para acessar o pericárdio e, em seguida, ressece o pericárdio que cobre o coração. Antes de continuar com a ligadura do tronco da coronária esquerda, aguarde 30 segundos sem tocar no animal para registrar os dados de pressão e volume para uma análise válida. Agora, identifique a artéria coronária esquerda.
Ele emerge sob o oráculo esquerdo e desce no lado esquerdo do coração em direção ao ápice. Em seguida, enrole uma sutura de polipropileno 6/0 ao redor da artéria dois milímetros abaixo do oráculo esquerdo. Em seguida, coloque um pequeno tubo de silicone sob o laço e prenda-o com um nó.
Se o miocárdio distal começar a ficar cinza, a artéria coronária principal esquerda foi ocluída. Para prosseguir, corte a sutura com um milímetro de comprimento e, em seguida, solte os ganchos cirúrgicos e feche manualmente as camadas musculares acima da incisão. Em seguida, aguarde 45 minutos enquanto registra continuamente os dados de pressão e volume.
Após 45 minutos, reabra a incisão e remova o tubo de silicone para induzir a reperfusão. Em seguida, registre os dados por mais 20 minutos. Quando o coração volta a ficar vermelho, a reperfusão é bem-sucedida.
Após o período de reperfusão, afrouxe o nó e extraia o cateter enquanto aperta rapidamente o nó novamente para evitar a perda de sangue se o sangue for necessário para estudos adicionais. Depois de concluir as etapas de calibração, que são detalhadas no protocolo de texto, execute uma análise de dados guiada por software. Para os dados basais, destacar pelo menos 10 ciclos realizados antes da passagem do cateter para a valva aórtica.
Conforme necessário, exclua quaisquer ciclos com desvios devido à ventilação ou manipulação. Em seguida, analisamos 10 blocos de ciclo em intervalos de cinco minutos através da isquemia e reperfusão. Os vários parâmetros calculados por essa análise são suficientes para a caracterização da função ventricular esquerda.
No final do experimento, após o cateter ter sido retraído do ventrículo esquerdo, faça uma análise final dos dados de pressão. Após o protocolo, após o cateterismo ventricular esquerdo, foi realizada ligadura reversível do tronco da coronária esquerda por 45 minutos, seguida de 20 minutos de reperfusão. O posicionamento correto do cateter de volume e pressão foi confirmado pela obtenção do gráfico de pressão-volume característico do ventrículo esquerdo.
A oclusão bem-sucedida do tronco da coronária esquerda foi confirmada visualmente pelo branqueamento do miocárdio distal do ventrículo esquerdo. Após a oclusão do tronco da coronária esquerda, os dados de pressão e volume foram analisados em intervalos de cinco minutos. Os dados pressóricos não mostraram alterações na pressão sistólica máxima do ventrículo esquerdo, indicando perfusão periférica preservada e anestesia estável.
A análise do volume ventricular esquerdo revelou que, durante a fase inicial da isquemia, houve diminuição significativa da fração de ejeção e do volume sistólico absoluto. A mudança máxima de pressão, parâmetro da contratilidade ventricular esquerda, mostrou redução de 30% nos camundongos submetidos à isquemia miocárdica. A mudança mínima na pressão também diminuiu significativamente, indicando complacência ventricular esquerda prejudicada.
Depois de assistir a este vídeo, você deve ter um bom entendimento sobre como caracterizar a função sistólica e diastólica do ventrículo esquerdo em camundongos submetidos a infarto agudo do miocárdio usando a técnica de cateter de pressão-volumes.
Veja a transcrição completa e aceda a milhares de vídeos científicos
Visão Geral
Este artigo discute um método inovador para a avaliação em tempo real da função do ventrículo esquerdo em camundongos submetidos a infarto agudo do miocárdio. A técnica permite a caracterização hemodinâmica avançada durante isquemia e reperfusão.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Pesquisa cardiovascular
- Infarto do miocárdio
- Caracterização hemodinâmica
Contexto
- O infarto agudo do miocárdio leva a alterações significativas na função ventricular esquerda.
- Os métodos atuais para avaliar a função do VE são frequentemente limitados.
- Este estudo apresenta uma abordagem inovadora utilizando cateterização do VE em camundongos.
- A monitorização em tempo real pode fornecer informações sobre mecanismos protetores precoces.
Objetivo do Estudo
- Avaliar a função do ventrículo esquerdo durante infarto do miocárdio agudo.
- Identificar mecanismos protetores precoces em eventos cardíacos.
- Ampliar a compreensão das alterações hemodinâmicas durante isquemia e reperfusão.
Métodos Utilizados
- Intubação endotraqueal para anestesia.
- Cirurgia de isquemia e reperfusão realizada em camundongos.
- Cateterização ventricular esquerda em tempo real para avaliação da função.
- Uso de Betadine e álcool para preparo da pele.
Resultados Principais
- A avaliação em tempo real da função do VE é viável em camundongos.
- A caracterização hemodinâmica avançada revela informações essenciais.
- A metodologia permite o estudo de mecanismos protetores.
- As aplicações potenciais na pesquisa cardiovascular são significativas.
Conclusões
- O método inovador fornece uma ferramenta valiosa para a pesquisa cardiovascular.
- Dados em tempo real podem aprimorar a compreensão do infarto do miocárdio.
- Estudos futuros podem se basear nesta metodologia para obter insights mais profundos.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A análise em tempo real de pressão-volume permite a avaliação hemodinâmica direta em modelos murinos de infarto agudo do miocárdio, preenchendo uma lacuna crítica na pesquisa cardiovascular pré-clínica. Esta abordagem auxilia na redução de riscos mecanicistas de estratégias cardioprotetoras ao fornecer dados quantitativos em tempo real sobre a função sistólica e diastólica durante isquemia e reperfusão. O método aumenta a confiança preditiva no estágio inicial de descoberta ao vincular resultados funcionais a intervenções terapêuticas em um sistema relevante para a doença.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas mediante a medição de alterações na fração de ejeção do ventrículo esquerdo, volume sistólico e dP/dt como índices de contratilidade e complacência.
- Valor Operacional: Apoia a desconsideração biológica por meio de desfechos hemodinâmicos objetivos e quantitativos que esclarecem os efeitos específicos da via de candidatos cardioprotetores.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Científico: Gera loops pressão-volume reprodutíveis e parâmetros derivados (por exemplo, volume sistólico, fração de ejeção, dP/dt máximo/mínimo) adequados para padronização de ensaios.
- Valor Operacional: Facilita a preparação para triagem ao fornecer leituras funcionais contínuas em tempo real que permitem a detecção de alterações funcionais transitórias durante lesão por isquemia-reperfusão.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Científico: Alinha-se ao desenvolvimento translacional de biomarcadores ao capturar a deterioração funcional precoce e a recuperação incompleta após a reperfusão, refletindo fenótipos clínicos.
- Valor Operacional: Permite decisões de avanço ajustadas ao risco ao identificar compostos que preservam ou melhoram o volume sistólico e a fração de ejeção durante o desafio isquêmico.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método se integra ao continuum de descoberta, desde a validação inicial do alvo até os testes de eficácia pré-clínica, oferecendo uma ponte quantitativa entre o mecanismo molecular e a função em nível de órgão em modelos de doença cardíaca isquêmica.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses ao associar intervenções moleculares a alterações mensuráveis nas relações pressão-volume e na potência cardíaca.
- Triagem: Fornece saídas hemodinâmicas quantitativas prontas para ensaios, com alta resolução temporal, para avaliar os efeitos de compostos durante as fases de isquemia e reperfusão.
- Análises: Oferece índices derivados (por exemplo, fração de ejeção, volume sistólico, dP/dt) que permitem análise comparativa da contratilidade, lusitropia e acoplamento ventrículo-arterial.
- Pesquisa Translacional: Conecta-se à continuidade pré-clínica ao modelar a evolução temporal da disfunção observada no infarto agudo do miocárdio, apoiando esforços de correlação com biomarcadores.
- Reutilização Empresarial: Estabelece uma plataforma reutilizável de fenotipagem hemodinâmica aplicável a múltiplos modelos de doenças cardiovasculares e modalidades terapêuticas.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva ao reduzir a ambiguidade mecanicista na validação de alvos cardiovasculares por meio da avaliação direta de pressão-volume.
- Valor Operacional: Aprimora a padronização e reprodutibilidade por meio de técnicas cirúrgicas e de cateterização protocolizadas com pontos finais hemodinâmicos definidos.
- Valor Estratégico: Melhora as decisões de avançar ou interromper ao permitir a detecção precoce de deterioração funcional ou recuperação, reduzindo o risco de falha em estágios avançados dos programas cardiovasculares.
- Impacto no Portfólio: Apoia a priorização ajustada ao risco ao identificar compostos que mantêm ou melhoram a fração de ejeção e o volume sistólico durante insulto isquêmico.
Considerações de Implementação
- Requer experiência em técnicas cirúrgicas em camundongos, incluindo exposição da artéria carótida, cateterização do ventrículo esquerdo e toracotomia para ligadura da artéria coronária.
- Depende de sistemas cateter de pressão-volume de alta fidelidade e software de aquisição de dados compatível, capaz de integrar em tempo real os sinais de volume e pressão.
- Necessita de manejo padronizado da anestesia e controle da ventilação para minimizar flutuações hemodinâmicas que possam interferir durante a coleta de dados.
- Envolve considerações de adaptação entre diferentes linhagens e modelos de camundongos, nos quais a geometria cardíaca basal ou a frequência cardíaca podem influenciar a interpretação dos laços de pressão-volume.
- É limitado pela complexidade técnica de obter um posicionamento estável e de longa duração do cateter no ventrículo esquerdo, o que exige habilidade cirúrgica meticulosa para evitar trauma vascular ou arritmias.
