В этой статье мы описали воспроизводимый, контролируемый температурой протокол экс виво магнитно-резонансной спектроскопии фосфора-31, позволяющий проводить последовательную количественную оценку энергетики миокарда при сохранении органов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
В этой статье мы описали воспроизводимый, контролируемый температурой протокол экс виво магнитно-резонансной спектроскопии фосфора-31, позволяющий проводить последовательную количественную оценку энергетики миокарда при сохранении органов.
Надёжное сохранение органов имеет решающее значение для увеличения доступности доноров и улучшения результатов трансплантации. Хотя статическое хранение остаётся стандартом для донорских сердец, существует необходимость в точные методы мониторинга энергетики миокарда на протяжении всего сохранения.
Фосфор-31 магнитно-резонансная спектроскопия (31P MRS) позволяет проводить прямое и динамическое измерение ключевых энергетических метаболитов, включая фосфокреатин (PCr), аденозинтрифосфат (АТФ), неорганический фосфат (Pi) и внутриклеточный pH. Этот метод позволяет проводить продольное, количественное и точное оценивание метаболического состояния миокарда во время хранения экс виво . Преимущества MRS включают динамическую оценку энергетического состояния и глобальную оценку желудочковой энергии.
Протокол начинается с восстановления донора свиньи, введения кардиоплегии и кардиэктомии. Аортальная дуга вырезана проксимально к плечоцефалическому стволу, чтобы максимально увеличить длину восходящей аорты. Ребристая канюля закреплена в дистальной восходящей аорте, левый предсердий отмечен, а сердце помещается в цилиндрический изолированный контейнер, заранее заполненный температурно-специфической кардиоплегией. Крышка соединяется с канюлей, подвешивая внутри сердце, а контейнер запечатывается с поддержанием температуры в пределах 1 °C в течение 1 часа.
Контейнер помещается в специализированную коробку из пенопласта с отверстием для фосфорно-настроенной спирали, выравнивая центр катушки с центром левого желудочка (LV). Скаутские снимки подтверждают расположение LV рядом с катушкой 31P. Шимминг B0 обеспечивает равномерное возбуждение, за которым следует приобретение нелокализованного спектра MR-диапазона 31P. Постобработка определяет спектральные пики для расчёта PCr/ATP, PCr/Pi и внутриклеточного pH.
В нашем протоколе 31P MRS выполняется в последовательных временных точках от h 0 до 8. Между временными точками сердце хранится в стандартном устройстве хранения при нужной температуре.
31P MRS позволила нам изучать временно-зависимые изменения истощения энергии и роль температуры хранения в смягчении её истощения со временем.
Трансплантация сердца остаётся окончательным методом лечения для отдельных пациентов с терминальной стадией сердечнойнедостаточности 1. Однако постоянный дефицит подходящих донорских органов и ограничения текущих стратегий сохранения являются серьёзными препятствиями для достижения оптимальных результатов и расширения доступноститрансплантации 2,3. Традиционно донорские сердца сохраняют с помощью холодного статического накопления, что просто и экономично, но подвержено субклиническому энергетическому истощению при длительномтранспорте 2,4. По мере того как программы всё чаще принимают органы с высоким риском и географически удалённые органы, растёт потребность в объективных инструментах, которые характеризуют метаболическое состояние миокарда во время сохранения, а не полагаются исключительно на ишемическое время и валовую инспекцию 5,6,7. Кроме того, метаболизм миокарда и ишемическая толерантность сильно зависят от температуры, и недостаточное охлаждение и чрезмерная гипотермия могут усугублять энергетическое истощение и повреждение клеток во время хранения. Оценка донорских сердец при нескольких клинически значимых температурах сохранения помогает выявить условия, которые наилучшим образом поддерживают жизнеспособность миокарда вовремени3.
Точная и динамическая оценка биоэнергетики миокарда во время хранения необходима для совершенствования методов сохранения и максимизации использования органов. В настоящее время стандартная практика основана на статическом холодном хранении при температурах примерно 4-8 °C 8. Хотя этот протокол показал успешные результаты при коротких периодах хранения, длительное хранение при такой температуре может поставить под угрозу целостность миокарда. Поэтому крайне важно проводить серийные измерения метаболической активности в диапазоне температур и продолжительностей, чтобы определить оптимальные условия хранения, необходимые для успешной трансплантации органов. Традиционная оценка повреждений при сохранении часто основана на гистологическом исследовании или биохимических анализах из биопсий миокарда, которые являются инвазивными, разрушительными и дают лишь периодические, региональные снимки состояниятканей 9. В отличие от этого, спектроскопия магнитного резонанса фосфора-31 (31P MRS) — это мощная, неразрушительная методика, позволяющая прямое, серийно измерять ключевые энергетические метаболиты, включая фосфокреатин (PCr), аденозинтрифосфат (АТФ), неорганический фосфат (Pi) и внутриклеточную pH, внутри целостной сердечнойткани 6,10,11,12. Позволяя многократные измерения в одном и том же органе без дополнительной обработки тканей, 31P MRS предоставляет глобальные и продольные представления о энергетическом состоянии миокарда, повышая экспериментальную точность и воспроизводимость по сравнению с методами биопсии или сывороточных суррогатныхрешений 6,13.
Оценка жизнеспособности сердечного трансплантата при 31P MRS была рассмотрена Бернардом идр. 14. Здесь представлен подробный, контролируемый температурный протокол для экс виво 3 Tesla 31P MRS свиного сердца во время консервации. Этот метод предоставляет практическую основу для мониторинга истощения субстрата, тестирования переменных хранения и валидации мер сохранения. Протокол особенно подходит для лабораторий, которые проводят последовательное измерение целого желудочка во время статического холодного хранения, например, исследования температурно-зависимого сохранения, ишемии-реперфузионного повреждения или оптимизации решений для маргинальных и расширенных критериев донорских сердец.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол соответствует институциональным рекомендациям по уходу за животными и был утверждён Комитетом по уходу и использованию животных Университета Джонса Хопкинса (протокол номер SW24M319) для всех процедур, связанных с живыми животными вплоть до и включая хирургический сбор. Все последующие экс-виво эксперименты проводились с использованием тканей, полученных после эвтаназии.
1. Процедура предварительного сбора
2. Процедура сбора урожая
3. Протокол спектроскопии
4. Анализ данных
5. Уравнения

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Локализованное shimming2-го порядка 16 приводило к более однородному магнитному полю B0 в интересующей области, что подтверждается уменьшением стандартного отклонения в каждой временной точке (0 ч: 14,0 до 4,0 Гц; 4 ч: 17,5 до 3,2 Гц; 8 ч: 16,0–3,2 Гц). Это обеспечивало отличное спектральное качество в каждой точке времени (рисунок 7). Изменения метаболизма миокарда во время экс виво холодного хранения свидетельствуют о быстром истощении...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этой рукописи описывается хирургическая подготовка и протокол получения и анализа МРС с 31P для серийной оценки энергетики миокарда во время сохранения сердца. 31P MRS позволяет проводить серийную, неразрушительную оценку ключевых сердечных метаболитов при различных температурах холодного хранения, что даёт новые представления о метаболической жизнеспособности ткани миокарда. Этот протокол MRS с 31P относительно быстрый, требующий минимального времени р...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У нас нет конфликта интересов.
Мы хотим выразить признательность нашей команде в Университете Джонса Хопкинса в отделении кардиохирургии и радиологии за успешное проведение этих исследований. Это исследование было профинансировано Американской ассоциацией торакальной хирургии (AATS).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Инкубатор | Benchmark Scientific | H2265-HC | MyTemp 65HC отопительный охлаждающий инкубатор |
| Изоляционный охладитель | Gatorade | UPC 052000047097 | Утеплённый спортивный охладитель Gatorade |
| jMRUI версии 7.0 | Ява | www.jmrui.eu | Графический пользовательский интерфейс для анализа данных |
| Датчик температуры миокарда | ДеРоял | 81-030415 | Датчик температуры миокарда серии DeRoyal 400 (15 мм) |
| Магнитно-резонансный сканер | Philips | https://www.philips.com/healthcare/diagnostic-imaging/magnetic-resonance-imaging | Achieva 3T, Philips Healthcare |
| Одноконтурная фосфорная катушка | Philips Healthcare | https://www.philips.com/healthcare/diagnostic-imaging/magnetic-resonance-imaging | P140, Philips Healthcare |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта статья была опубликована
Видео скоро будет доступно