Avaliação Hemodinâmica Invasiva para o Sistema Ventricular Direito e hipertensão arterial pulmonar induzida por hipóxia em camundongos
24 de outubro de 2019
Aqui, apresentamos um protocolo para realizar uma avaliação hemodinâmica invasiva do ventrículo direito e artéria pulmonar em camundongos usando uma abordagem de cirurgia de caixa aberta.
Este protocolo é uma avaliação hemodinâmica baseada em cirurgia torácica aberta e é útil para a avaliação de pressão ventricular e pulmonar direita em pequenos animais, como camundongos. A vantagem deste procedimento é que ele pode gerar parâmetros VP e PAP ao mesmo tempo. Por isso, é preferível para avaliações de modelos PAH.
Comece montando o equipamento para a cirurgia. Mergulhe o cateter transdutor de pressão em 0,9% salino à temperatura ambiente por pelo menos 30 minutos antes do experimento hemodinâmico. Em seguida, conecte o cateter a um sistema de volume de pressão.
Calibrar o transdutor de pressão girando o botão de calibração para zero e 25 milímetros de mercúrio para enviar um sinal de pressão de verificação para o software de aquisição de dados e, em seguida, configurar a configuração de calibração. Gire o botão para o transdutor e ajuste a válvula de equilíbrio para zero de linha de base. Configure um microscópio estéreo padrão, mesa cirúrgica de pequeno animal controlada pela temperatura e um sistema de iluminação leve para microcirurgia.
Uma vez que o rato esteja devidamente anestesiado, remova a pele do peito e do pescoço usando uma máquina de barbear e loção de depilação. Fixar o mouse na posição supina na mesa cirúrgica controlada pela temperatura. Depois de garantir que a anestesia esteja em vigor, faça uma incisão midline na pele do pescoço.
Disseque o músculo esquelético usando fórceps curvos e exponha a traqueia. Realizar intubação pela boca com um cateter de bainha intravenosa de 22 bitolas, confirmando que o tubo está na traqueia com fórceps. Conecte a tubulação a um pequeno ventilador animal e fixe-o para ventilação usando fita adesiva.
Em seguida, faça uma incisão midline na pele do peito e disseca cuidadosamente o músculo torácico usando uma ferramenta de cauteria. Corte o esterno usando uma tesoura no meio, e exponha a cavidade torácica. Certifique-se de evitar qualquer sangramento usando a ferramenta cautery.
Exponha o ventrículo direito com retráteis e, em seguida, insira o cateter transdutor de pressão embebido salino através de um pequeno túnel criado com uma agulha de calibre 25 no ventrículo direito para medir a pressão ventricular direita, ou RVP. Segure o cabo do cateter e cruze a válvula pulmonar de forma coaxial com a artéria pulmonar. Observe a forma de onda de pressão e obtenha uma pressão arterial pulmonar estável ou sinal PAP.
Em seguida, registo os dados hemodinâmicos usando o software de aquisição de dados. Remova cuidadosamente o cateter do sistema cardíaco direito e coloque-o em uma seringa de um mililitro contendo solução de enzima digestiva de 1%. Este protocolo foi usado com sucesso para obter formas de onda RVP e PAP em camundongos, inserindo um cateter transdutor de pressão no ventrículo direito e na artéria pulmonar.
Para evitar a geração de dados artificiais, segmentos com ruído foram excluídos da análise de dados e correções foram feitas se o nível zero do cateter tivesse derivado. RVP e PAP foram medidos em camundongos com hipóxia crônica induzida, e os resultados foram comparados aos obtidos de um grupo controle. PAP sistólica, PAP diastólica, PAP médio e pressão sistólica ventricular direita foram significativamente aumentadas no grupo de hipóxia crônica.
A coisa mais importante a se lembrar é inserir o cateter transdutor de pressão no ventrículo direito cuidadosamente, certificando-se de evitar danos ao cateter e confirmar que a forma de onda RVP lisa aparece na tela.
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Visão Geral
Este protocolo descreve uma avaliação hemodinâmica invasiva do ventrículo direito e da artéria pulmonar em camundongos por meio de uma abordagem cirúrgica com toracotomia. Permite a avaliação simultânea das pressões no ventrículo direito e na artéria pulmonar, sendo particularmente útil para modelos de hipertensão arterial pulmonar (PAH).
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Fisiologia cardiovascular
- Cirurgia em pequenos animais
- Avaliação hemodinâmica
Contexto
- Avaliações hemodinâmicas invasivas são fundamentais para compreender a função cardiovascular.
- A cirurgia com abertura do tórax proporciona acesso direto ao coração e à artéria pulmonar.
- Este método pode gerar dados valiosos para a pesquisa sobre hipertensão arterial pulmonar.
- A medição simultânea das pressões ventricular e arterial aumenta a precisão dos dados.
Objetivo do Estudo
- Avaliar as pressões do ventrículo direito e da artéria pulmonar em camundongos.
- Estabelecer um protocolo confiável para avaliação hemodinâmica.
- Facilitar a pesquisa em modelos de hipertensão arterial pulmonar.
Métodos Utilizados
- Preparação do equipamento cirúrgico e do cateter do transdutor de pressão.
- Técnica cirúrgica com toracotomia para acesso ao coração.
- Medição simultânea das pressões do ventrículo direito e da artéria pulmonar.
- Uso de um sistema de pressão-volume para coleta de dados.
Resultados Principais
- Medição simultânea bem-sucedida das pressões do ventrículo direito e da artéria pulmonar.
- Confiabilidade comprovada do protocolo para avaliações em modelos de HASP.
- Fornecimento de informações sobre alterações hemodinâmicas em animais pequenos.
- Validação do uso deste método para pesquisas cardiovasculares futuras.
Conclusões
- O protocolo de cirurgia com abertura torácica é eficaz para avaliações hemodinâmicas.
- Oferece uma abordagem abrangente para o estudo da função cardiovascular em camundongos.
- Este método pode impulsionar a pesquisa em hipertensão arterial pulmonar.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A avaliação hemodinâmica invasiva do ventrículo direito e da artéria pulmonar em camundongos fornece dados essenciais para a validação de modelos de hipertensão arterial pulmonar (HAP). A medição simultânea da pressão do ventrículo direito (PVD) e da pressão da artéria pulmonar (PAP) permite a eliminação de riscos mecanicistas em hipóteses terapêuticas mediante a quantificação das respostas hemodinâmicas à HAP induzida por hipóxia. Este método apoia a validação de alvos e o desenvolvimento de modelos pré-clínicos, fornecendo leituras quantitativas e reprodutíveis de pressão, essenciais para decisões de avanço ou interrupção em pipelines de descoberta cardiovascular.
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 PVR e na PAP em modelos de HASP induzida por hipóxia.
- Valor Operacional: Fornece leituras hemodinâmicas simultâneas de dois parâmetros, reduzindo a variabilidade experimental e melhorando a consistência dos dados.
- Valor Preditivo: Apoia a redução de riscos biológicos de alvos por meio de fenotipagem hemodinâmica validada em sistemas relevantes para a doença.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Científico: Gera sistemas biológicos validados com saídas hemodinâmicas mensuráveis para triagem de compostos em etapas subsequentes.
- Valor Operacional: Estabelece protocolos padronizados de aquisição de formas de onda de pressão, garantindo reprodutibilidade entre lotes experimentais.
- Escalabilidade: Permite a reutilização da plataforma para monitoramento hemodinâmico longitudinal em estudos pré-clínicos de HAP.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Científico: Fornece métricas hemodinâmicas relevantes para doenças (PAP sistólica/diastólica/média, RVSP) que se alinham com biomarcadores clínicos de HAP.
- Valor Operacional: Permite decisões de avanço ajustadas ao risco ao quantificar a gravidade hemodinâmica em modelos de hipóxia crônica.
- Continuidade Translacional: Conecta a validação de alvos na fase de descoberta com testes pré-clínicos de eficácia por meio de desfechos objetivos baseados em pressão.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este método integra-se ao continuum de descoberta, desde a validação do alvo até a validação pré-clínica, fornecendo fenotipagem hemodinâmica que orienta a identificação de compostos promissores e decisões de triagem de portfólio.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses e a elucidação de vias ao quantificar as respostas de pressão do coração direito e da artéria pulmonar ao desafio hipóxico.
- Triagem: Oferece prontidão para ensaios por meio de formas de onda estáveis e com ruído filtrado de RVP e PAP, adequadas para avaliação do efeito de compostos.
- Análises: Permite a comparação quantitativa de parâmetros hemodinâmicos entre grupos experimentais utilizando métricas derivadas de sistemas de pressão-volume.
- Pesquisa Translacional: Conecta descobertas mecanicistas à validação pré-clínica por meio de desfechos hemodinâmicos que refletem a progressão clínica da HASP.
- Reutilização Corporativa: Funciona como uma capacidade reutilizável de avaliação hemodinâmica para refinamento iterativo do modelo e confirmação de alvos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Confiança preditiva na validação de alvos por meio da medição direta da hemodinâmica do coração direito e da artéria pulmonar.
- Valor Operacional: Padronização e reprodutibilidade por meio de protocolos com transdutores de pressão calibrados e correção de deriva do nível zero.
- Valor Estratégico: Melhoria nas decisões de avançar ou não avançar ao reduzir a ambiguidade mecanicista na caracterização de modelos de HASP.
- Impacto no Portfólio: Priorização ajustada ao risco com base em escores quantitativos de gravidade hemodinâmica em modelos pré-clínicos.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência em microcirurgia com toracotomia e cateterização com transdutor de pressão em animais pequenos.
- Depende de sistema de pressão-volume, transdutores calibrados, mesas cirúrgicas com controle de temperatura e ventiladores para animais pequenos.
- Necessita padronização entre equipes quanto à técnica cirúrgica, profundidade da anestesia e parâmetros de aquisição de dados hemodinâmicos.
- As considerações para adaptação incluem as linhas de base hemodinâmicas específicas do modelo e a compatibilidade do tamanho do cateter entre espécies ou linhagens.
- As limitações práticas incluem a invasividade cirúrgica, a dependência da habilidade do operador e as restrições na recuperação pós-operatória, limitando o uso longitudinal.
