Gravações de eletrocardiograma em camundongos anestesiados usando chumbo II
20 de junho de 2020
Apresentamos um protocolo ECG que é tecnicamente fácil, barato, rápido e acessível em ratos pequenos, e pode ser realizado com maior sensibilidade. Sugerimos este método como uma abordagem de triagem para estudar agentes farmacológicos, modificações genéticas e modelos de doenças em camundongos.
O significado do nosso protocolo é que a medição do eletrocardiograma pode ser realizada com grande sensibilidade em um pequeno rato que foi manipulado geneticamente ou farmacologicamente. O protocolo é vantajoso, pois é simples, rápido, barato e sensível. Além disso, pode ser realizado em ratos pequenos, até mesmo neonatos.
Acreditamos que esse método contribuiria para a compreensão de regiões inexploradas de arritmia na área cardiovascular. Demonstrando o procedimento será Tae Woong Ha do meu laboratório. Comece abrindo o software de análise e configurando-o para aquisição de dados ECG.
Vá para Configurações de Configuração e Configurações de Canal e defina a Taxa de Amostra para 2.000 amostras por segundo. Defina o alcance para 20 milivolts e o amplificador de entrada para 200 Hertz de baixo passe. Em seguida, vá para análise e configurações de ECG e ECG e escolha mouse nas Configurações de Predetecção e Análise.
No painel Média, opte por concatenar e ciclos cardíacos consecutivos em um único sinal médio ou visualização média e uma visão de tabela. No painel QTc, selecione o método Bazett, que é definido como o valor corrigido da frequência cardíaca do intervalo QT. Coloque o mouse na balança de precisão e regissuse seu peso.
Depois de garantir que o mouse esteja devidamente anestesiado, insira eletrodos com agulhas de acupuntura nos membros dianteiros direito e esquerdo e na retroestadinha esquerda. Certifique-se de que a profundidade e a posição do eletrodo são consistentes durante os experimentos. Conecte as outras extremidades dos eletrodos clicando-as nos três conectores de encaixe na outra extremidade dos fios de chumbo do cabo bio amplificador de três chumbo e injete drogas aproximadamente três minutos após os anestésicos.
10 minutos após a administração de anestésicos, comece a gravar o ECG. Uma vez concluída a gravação, use os dados do ECG de 12 a 17 minutos após a injeção de anestésicos para análise. Quando terminar, remova cuidadosamente os eletrodos.
Para determinar se essa medida não invasiva de ECG reflete a influência da modulação autônoma no sistema de condução cardíaca, os camundongos BALB/c normais foram desafiados com agonistas e antagonistas do sistema nervoso autônomo. Em comparação com o controle do veículo, a frequência cardíaca aumentou significativamente em camundongos tratados com atropina e isoprenalina e caiu com carbachol. Além disso, o intervalo QTc aumentou em camundongos tratados com atropina e isoprenalina e diminuiu em camundongos tratados com carbachol.
As visualizações representativas dos gráficos e a média de visualizações dos sinais de ECG em ratos tratados com atropina, carbachol e veículos são mostradas aqui. Ao tentar este protocolo, o mais importante é garantir que os eletrodos ECG sejam inseridos com segurança durante todo o experimento. Realize vários experimentos preliminares até que os sinais de ECG sejam estáveis e consistentes.
Nossas publicações anteriores com camundongos confirmaram variações de ECG relatadas em estudos genéticos humanos, o que apoia a utilidade desse método em áreas de pesquisa cardiovascular, como a arritmia.
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Visão Geral
Este artigo apresenta um protocolo simples e econômico de ECG para camundongos pequenos, incluindo neonatos, que aumenta a sensibilidade nas medições. O método é proposto como uma ferramenta valiosa de triagem para estudos farmacológicos e modificações genéticas.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Eletrfisiologia
- Pesquisa cardiovascular
- Farmacologia
Antecedentes
- As medições de eletrocardiograma (ECG) são cruciais para compreender a função cardíaca.
- Os métodos existentes podem apresentar baixa sensibilidade em modelos de pequenos animais.
- Manipulações genéticas e farmacológicas podem afetar a fisiologia cardíaca.
- Existe a necessidade de protocolos acessíveis e eficientes para camundongos pequenos.
Objetivo do Estudo
- Desenvolver um protocolo de ECG fácil de implementar e economicamente viável.
- Aumentar a sensibilidade das medições de ECG em camundongos pequenos.
- Fornecer um método de triagem para diversos estudos farmacológicos e genéticos.
Métodos Utilizados
- Configuração do software de análise para aquisição de dados de ECG.
- Aplicação do protocolo em camundongos manipulados geneticamente ou farmacologicamente.
- Medição de ECG com foco na sensibilidade.
- Demonstração do procedimento por um membro treinado do laboratório.
Resultados Principais
- O protocolo permite medições sensíveis de ECG em camundongos pequenos.
- É simples, rápido e de baixo custo em comparação com os métodos existentes.
- Potencial para explorar áreas previamente não examinadas de arritmia.
- Aplicável tanto a camundongos adultos quanto neonatos.
Conclusões
- Este protocolo de ECG representa um avanço significativo para a pesquisa cardiovascular em modelos de pequenos animais.
- Ele facilita o estudo de agentes farmacológicos e modificações genéticas.
- O método pode contribuir para uma compreensão mais profunda das arritmias cardíacas.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Este protocolo de ECG permite a fenotipagem cardíaca sensível e de baixo custo em camundongos geneticamente ou farmacologicamente manipulados, apoiando a validação precoce de alvos na descoberta de fármacos cardiovasculares. Ao fornecer medições confiáveis da frequência cardíaca e do intervalo QTc em modelos anestesiados, aumenta a confiabilidade preditiva para estudos de modulação autonômica e reduz as barreiras técnicas na triagem pré-clínica de segurança. O método é particularmente valioso para reduzir riscos em hipóteses mecanicistas na pesquisa de arritmias e facilitar decisões de avançar ou interromper no processo de otimização de compostos líderes.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite investigar os efeitos do sistema nervoso autônomo na condução cardíaca por meio de estudos com desafio por agonistas/antagonistas.
- Valor Operacional: Fornece leituras reprodutíveis da frequência cardíaca e do intervalo QTc para validação funcional de alvos em modelos murinos.
- Valor Preditivo: Apoia a redução de riscos mecanicistas ao detectar alterações esperadas no ECG com atropina, carbachol e isoprenalina, compatíveis com respostas farmacológicas estabelecidas.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prontidão do Ensaio: Fornece aquisição padronizada de ECG com taxa de amostragem de 2.000 Hz e QTc corrigido por Bazett para saídas quantitativas consistentes.
- Escalabilidade: Permite triagem de alta sensibilidade em camundongos pequenos e neonatos, ampliando os modelos utilizáveis para avaliação precoce de cardiotoxicidade.
- Integração ao Fluxo de Trabalho: Permite avaliação reprodutível de compostos por meio do posicionamento estável dos eletrodos e uma janela definida de análise pós-anestésica entre 12 e 17 minutos.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Relevância para Doenças: Facilita a exploração dos mecanismos de arritmia em modelos genéticos, conectando descobertas de estudos genéticos humanos a sistemas murinos.
- Continuidade Translacional: Permite o monitoramento cardíaco longitudinal, desde a descoberta até a validação pré-clínica, utilizando parâmetros de ECG consistentes.
- Avanço Ajustado ao Risco: Aumenta a confiança em estudos farmacológicos ao detectar alterações no ECG mediadas pelo sistema autônomo que se correlacionam com efeitos conhecidos dos compostos.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método insere-se dentro do continuum de descoberta que vai da verificação da hipótese do alvo à identificação de compostos promissores, fornecendo leituras eletrofisiológicas que auxiliam na farmacologia cardiovascular inicial e na caracterização de segurança.
- Biologia da Descoberta: Apoia a elucidação de vias ao medir alterações na frequência cardíaca e na correção do intervalo QT em resposta a moduladores autonômicos.
- Triagem: Permite medições de ECG prontas para ensaio e reprodutíveis em modelos murinos para avaliação do efeito de compostos.
- Análises: Gera dados quantitativos de frequência cardíaca e intervalo QTc utilizando a correção de Bazett para comparação entre diferentes condições.
- Pesquisa Translacional: Conecta as respostas eletrocardiográficas murinas à pesquisa de arritmias humanas por meio de perfis farmacológicos validados.
- Reutilização Empresarial: Estabelece uma plataforma de ECG reutilizável e de baixo custo para uso repetido em campanhas de triagem genética e farmacológica.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva na validação de alvos ao reduzir a ambiguidade mecanicista em estudos de condução cardíaca.
- Valor Operacional: Oferece padronização, reprodutibilidade e escalabilidade por meio de uma configuração simples de eletrodos e parâmetros definidos de aquisição.
- Valor Estratégico: Melhora as decisões de prosseguimento ou interrupção ao permitir a detecção sensível de alterações no ECG induzidas por compostos em estudos iniciais.
- Impacto no Portfólio: Apoia a priorização ajustada ao risco ao identificar compostos com atividade cardiológica por meio do perfil de resposta autonômica.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência em anestesia murina, colocação de eletrodos e configuração de software de ECG.
- Depende de hardware de bioamplificador capaz de amostragem de 2.000 Hz e configurações de faixa de 20 mV.
- Necessita padronização entre equipes quanto à profundidade dos eletrodos, posicionamento dos derivados e cronometragem da anestesia.
- As considerações de adaptação incluem tamanho específico do modelo dos eletrodos e dosagem baseada no peso para camundongos neonatos e adultos.
- As limitações práticas incluem alterações fisiológicas induzidas pela anestesia que podem afetar os parâmetros basais do ECG.
