Во всем мире смертность от ишемической болезни сердца (ИБС) только растет, а нагрузка на пациентов и систему здравоохранения только растет. По данным Американской кардиологической ассоциации, число смертей, связанных с ИБС, с 1990 по 2021 год во всем мире увеличилось на 74%1. Это также верно и для Соединенных Штатов, где Центр по контролю и профилактике заболеваний указывает, что у одного из двадцати взрослых диагностирована ишемическая болезнь сердца (ИБС), и примерно каждый пятый случай смерти связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями, что эквивалентно смерти человека от сердечно-сосудистых заболеваний каждые 33 с2 года. Это бремя болезней создает нагрузку на систему здравоохранения, в которой с 2019 по 2020 год на пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями было потрачено более 250 миллиардовдолларов2. Учитывая повсеместный характер сердечно-сосудистых заболеваний и тяжелое бремя как для пациента, так и для врача, крайне важно продолжать исследования инновационных и новаторских методов лечения.
Для достижения таких целей необходимо использовать клинически значимые модели на животных, но при этом тщательно изучать их на соответствие стандартам воспроизводимых и трансляционных исследований. Животные модели были поставлены под сомнение по множеству причин, включая различные виды животных с изменчивой фармакокинетикой, различные протоколы для индуцирования желаемого состояния болезни, различия в дозировке лекарств и графиках приема, плохую стандартизацию рандомизирующих животных, продолжительность наблюдения и ослепление исследователей, и, наконец, небольшиеэкспериментальные группировки. Мы экспериментально усовершенствовали и стандартизировали протокол не только общей модели на животных для представления ИБС, но и хирургический протокол, рандомизацию животных, доставку и продолжительность приема препарата, а также последующие исходы. Что касается ИБС, свиньи представляют собой оптимальную модель животного из-за их значительного сходства в анатомии и физиологии сердца с человеком. Важно отметить, что свиньи имеют схожее с человеком распределение коронарных артерий и минимальное коллатеральное кровообращение, что делает индукцию ишемии надежным представлением развития атеросклероза у человека. Кроме того, свиньи имеют схожий с человеком метаболизм, протеомный профиль и иммунную систему, что делает анализ молекулярного воздействия терапевтических средствболее значимым. Учитывая это, животная модель, используемая в данном протоколе, лучше всего подходит для воспроизводимого представления патофизиологии сердечно-сосудистой системы человека.
В нашей лаборатории используется хирургическое размещение амероидного констриктора на LCx, что позволяет проводить хроническую индукцию ишемии миокарда. Использование этой техники для хронического индуцирования ишемии дает уникальные преимущества по сравнению с острым лигированием. Одним из них является обширная исследовательская литература за несколько десятилетий с использованием этого устройства5. Кроме того, это позволяет надежно провести клиническое моделирование постепенного сужения коронарных артерий из-за атеросклеротического развития у людей и, наконец, снижения смертности животных за счет сохранения миокарда, который имел бы полное прекращение кровотока6. Амероидный констриктор состоит из двух частей: титанового наружного кольца и внутреннего гигроскопичного пластикового слоя. При размещении вокруг коронарной артерии внутреннее кольцо впоследствии будет поглощать биологические жидкости и набухать внутрь из-за ограничительной стальной муфты в течение двух-четырехнедель. Стратегия размещения вокруг LCx дает преимущества в отношении смертности, поскольку это самая маленькая из трех основных коронарных артерий и поражает примерно 20% миокарда7. Чтобы равномерно продуцировать ишемизированную область, амероид следует размещать в месте взлета LCx до разветвления тупых краевых артерий.
Дальнейшим соображением, используемым в этом протоколе, является подтверждающее картирование коронарного кровотока для определения индукции ишемии и использование правильной территории при исследовании эффектов лечения миокарда. Для этого мы используем инъекцию микросфер золота из BioPhysics Assay Laboratory, Inc. во время установки амероидов, когда LCx полностью окклюзирован. Участок с наименьшим количественным определением золотых микросфер будет представлять наиболее ишемизированную территорию левого желудочка. Важность картирования невозможно переоценить при определении молекулярных модификаций, полученных в результате экспериментальной обработки. Кроме того, использование меченых изотопами микросфер обеспечивает экономически эффективный метод по сравнению с визуализацией сердечного магнитного сопротивления для определения перфузии миокарда8.
Наконец, описанная здесь модель учитывает хорошо известные различия между полами в развитии сердечно-сосудистых заболеваний и последующей терапевтической реакции. Слишком часто доклинические модели на животных не в состоянии достоверно отразить различия в человеческой популяции; Таким образом, мы сопоставляем пол свиней, используемых в контрольной и экспериментальной группах, между самками и интактными самцами свиней. Ранее мы использовали это для определения сексуальных реакций на новые методы лечения9. Еще одним дополнением к переводимости этого протокола является использование рандомизации групп лечения и ослепление исследователя, анализирующего сердечные функциональные параметры и параметры перфузии миокарда у каждой свиньи.