Eletrocardiografia não invasiva no Rato Perinatal
12 de junho de 2020
Aqui, apresentamos um protocolo de eletrocardiografia não invasiva (ECG), otimizado para camundongos pós-natais precoces, que não requer o uso de anestésicos.
Este protocolo único permite a avaliação da função cardiovascular do camundongo neonatal usando a tecnologia de eletrocardiografia imediatamente após o nascimento de forma não invasiva sem o uso de anestésicos. Avaliar a função cardiovascular de murina no início do pós-natal expandirá nossa compreensão do coração neonatal de forma que possa se correlacionar diretamente com os dados clínicos humanos. Para preparar o dispositivo de medição para a análise, conecte o dispositivo na porta USB de um computador.
O dispositivo de medição começará automaticamente a aquecer até 37 graus Celsius. Após cerca de 15 minutos, retire um filhote de rato de sua gaiola e limpe o tórax com 70% de etanol. Coloque o filhote na superfície aquecida do plástico e deixe que o animal se aclimata à superfície por aproximadamente dois a cinco minutos no escuro.
Enquanto o mouse está aclimatando, colete uma pequena gota de gel de condução elétrica adesivo e pressione suavemente a gota para baixo na parte superior de cada uma das quatro superfícies de eletrodos achatadas, puxando cuidadosamente o gel condutor para longe em um ângulo oblíquo do centro do eletrodo construído após contato. Quando cada eletrodo estiver completamente coberto com gel, coloque o filhote de rato neonatal na plataforma na posição propensa com a cabeça do filhote de frente para a borda USB da plataforma com cada eletrodo cobrindo uma porção do tórax superior do filhote. Contenha suavemente os antebraços enquanto aplica simultaneamente pressão suave aos eletrodos por aproximadamente um minuto.
Quando o gel condutor estiver pronto, fixe o filhote nos lados direito e esquerdo com para-choques de silicone de borracha. Monitore o mouse por um momento ajustando a colocação do para-choques conforme necessário. Quando o filhote estiver seguro, aplique qualquer gel condutor restante no eletrodo traseiro de aterramento e use pressão suave para colocar o eletrodo na garupa do filhote para permitir que o gel defina antes de soltar o filhote.
Coloque cuidadosamente o para-choque de silicone final em cima da garupa para segurar o eletrodo de aterramento no lugar e coloque suavemente toda a plataforma na gaiola de Faraday, em seguida, verifique se o filhote não está se movendo excessivamente e que o corpo e a cabeça do mouse parecem seguros. Um ECG ideal terá um sinal claro e proeminente que permite que todas as ondas sejam analisadas em vários prazos diferentes. Uma leitura de baixa qualidade não tem batidas perceptíveis, mostra clara interferência e exibe ondas ou inconsistências ao longo da leitura.
O programa fornece a análise dos principais aspectos da leitura do ECG, incluindo a frequência cardíaca, intervalos de RR, intervalo complexo QRS, intervalo QT e intervalo de RP. Utilizando esses dados para estabelecer um conjunto de valores normativos, nesta análise representativa, foi determinado que os filhotes analisados no primeiro dia pós-natal tinham uma média cardíaca de 357,2 batimentos por minuto. Para um filhote no primeiro dia pós-natal, os intervalos médios de RR, PR, QRS e QT foram de 169,1, 36,3, 16,9 e 45,4 milissegundos, respectivamente.
É importante ressaltar que a configuração pode ser usada para analisar padrões de ECG de camundongos neonatais que sofrem de defeitos cardíacos congênitos. O dispositivo é eficaz e confiável, mas também altamente sensível à interferência elétrica circundante. Certifique-se de remover sempre qualquer equipamento desnecessário, incluindo carregadores de laptop e dispositivos inteligentes antes da gravação.
Medidas adicionais possíveis incluem respiração e chumbo III, que é calculado a partir dos leads I até II.Variáveis adicionais podem permitir uma sobreposição adicional com outros sintomas fisiológicos e/ou arritmias cardíacas específicas.
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Visão Geral
Este estudo apresenta um protocolo de eletrocardiografia (ECG) não invasivo otimizado para camundongos nos primeiros dias pós-natais, permitindo a avaliação da função cardiovascular neonatal sem o uso de anestésicos. Este método pode aprimorar nossa compreensão do coração neonatal e sua correlação com dados clínicos humanos.
Componentes Principais do Estudo
Área de Ciência
- Neurociência
- Fisiologia cardiovascular
- Biologia do desenvolvimento
Contexto
- Compreender a função cardiovascular neonatal é essencial para correlacionar modelos animais com a saúde humana.
- Os métodos tradicionais frequentemente exigem anestésicos, que podem afetar a função cardíaca.
- Técnicas não invasivas são fundamentais para avaliações precisas em estudos neonatais.
- Este protocolo tem como objetivo fornecer um método confiável para avaliar a função cardíaca imediatamente após o nascimento.
Objetivo do Estudo
- Desenvolver um protocolo de ECG não invasivo para camundongos neonatos.
- Avaliar a função cardiovascular sem o uso de anestésicos.
- Facilitar pesquisas que correlacionem a função cardíaca neonatal com dados clínicos humanos.
Métodos Utilizados
- Utilização da tecnologia de eletrocardiografia.
- Preparação do dispositivo de medição conectando-o a um computador.
- Aquecimento do dispositivo de medição a 37 graus Celsius.
- Adaptação do filhote de camundongo em uma superfície aquecida para obter medições precisas.
Resultados Principais
- O protocolo permite a avaliação imediata da função cardiovascular neonatal.
- A abordagem não invasiva elimina a necessidade de anestésicos.
- Amplia o entendimento da fisiologia cardíaca neonatal.
- Potencial para correlação direta com dados clínicos humanos.
Conclusões
- Este protocolo de ECG não invasivo é uma ferramenta valiosa para o estudo da função cardiovascular neonatal.
- Ele abre novas possibilidades para pesquisas em biologia do desenvolvimento e correlações clínicas.
- Estudos futuros podem se basear neste método para explorar ainda mais a saúde cardíaca neonatal.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A eletrocardiografia não invasiva em camundongos perinatais permite o fenotipagem cardiovascular precoce pós-natal sem interferências anestésicas, apoiando a redução de riscos mecanicistas em modelos de doenças cardíacas congênitas. Esta abordagem fornece leituras eletrofisiológicas quantitativas que aprimoram a validação de alvos e a confiança preditiva em pipelines de descoberta pré-clínica. O método preenche uma lacuna crítica na avaliação cardíaca neonatal, facilitando a continuidade translacional desde modelos genéticos até a patologia cardiorrespiratória congênita humana.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas em modelos de cardiopatias congênitas mediante a avaliação da integridade do sistema de condução cardíaca a partir do primeiro dia pós-natal.
- Valor Operacional: Oferece aquisição padronizada e repetível de ECG sem anestésicos, reduzindo a variabilidade no fenotipagem cardiovascular neonatal.
- Valor Preditivo: Reforça a confiança preditiva por meio da coleta de dados normativos entre os dias 1 e 10 pós-natais, auxiliando na estratificação da gravidade do fenótipo.
Desenvolvimento de Triagem e Ensaios
- Prontidão do Ensaio: Gera variáveis dependentes quantitativas, incluindo frequência cardíaca, intervalos RR, PR, QRS e QT, para triagem de compostos ou genótipos.
- Reprodutibilidade: Utiliza uma plataforma aquecida e uma gaiola de Faraday para minimizar interferências elétricas, garantindo consistência do sinal entre réplicas.
- Escalabilidade: Compatível com o manuseio em alto rendimento de filhotes neonatos devido à montagem rápida e contenção não invasiva.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Relevância para Doenças: Modela diretamente janelas de letalidade de doenças cardíacas congênitas humanas, permitindo a análise de defeitos que causam mortalidade perinatal.
- Alinhamento de Biomarcadores Translacionais: Os intervalos do ECG servem como leituras funcionais que se correlacionam com parâmetros cardiorrespiratórios clínicos em pacientes neonatais.
- Avanço Ajustado ao Risco: Facilita decisões de prosseguir/não prosseguir com base na gravidade eletrofisiológica em modelos genéticos letais.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método se integra aos fluxos de trabalho de descoberta precoce ao fornecer validação funcional de alvos genéticos antes da triagem de compostos, com resultados que orientam a identificação de compostos líderes e decisões de avanço pré-clínico.
- Biologia da Descoberta: Apoia a elucidação de vias e a redução de riscos biológicos mediante a quantificação da maturação do sistema de condução em modelos de doenças.
- Triagem: Fornece métricas de ECG prontas para ensaios, permitindo comparações confiáveis entre respostas neonatais de tipo selvagem e mutantes.
- Análises: Oferece medições baseadas em intervalos (RR, PR, QRS, QT) que permitem às equipes avaliar riscos arritmogênicos e atrasos na condução.
- Pesquisa Translacional: Conecta fenótipos de ECG em camundongos neonatos a doenças cardíacas congênitas humanas por meio de assinaturas eletrofisiológicas compartilhadas.
- Reutilização Empresarial: Estabelece uma plataforma eletrofisiológica reutilizável, aplicável a múltiplos modelos de doenças perinatais e fundos genéticos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva ao reduzir a ambiguidade mecanicista em fenótipos cardíacos neonatais.
- Valor Operacional: Melhora a reprodutibilidade por meio de protocolos padronizados de posicionamento de eletrodos, controle térmico e blindagem.
- Valor Estratégico: Melhora a eficiência do capital ao permitir a detecção precoce de fenótipos letais, reduzindo investimentos em alvos inviáveis.
- Impacto na Carteira: Orienta a priorização ajustada ao risco ao identificar modelos com disfunção eletrofisiológica grave que exigem estratégias alternativas.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência no manejo de camundongos neonatos e na interpretação de sinais eletrofisiológicos.
- Depende de instrumentação, incluindo uma plataforma de gravação aquecida, gel condutor e gaiola de Faraday para redução de ruídos.
- Necessita padronização entre as equipes no uso do gel dos eletrodos e posicionamento dos filhotes para garantir a qualidade do sinal.
- Envolve considerações de adaptação para diferentes tamanhos e linhagens de filhotes, especialmente em modelos com retardo de crescimento.
- É limitado pela suscetibilidade do sinal a interferências elétricas ambientais, exigindo controles ambientais durante a aquisição.
