Кролик модель ускоренной атеросклероза: методологические перспективы травмы шар подвздошных артерии
3 октября 2017 г.
Животные модели атеросклероза важны, чтобы понять механизм и исследовать новые подходы к предотвращению развития зубного налета или разрыв, ведущей причиной смерти в промышленно развитых странах. Этот протокол использует сочетание шар травмы и богатым содержанием холестерина чтобы побудить атеросклеротических бляшек в кролика подвздошных артерии.
Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы вызвать образование атеросклеротических бляшек у кроликов путем хирургического нарушения эндотелия их левых подвздошных артерий и кормления их атерогенной диетой. При одиночной травме у кроликов часто проводят травму в аорте для изучения состава бляшки. Тем не менее, подвздошная артерия очень похожа на коронарную артерию человека, что делает ее привлекательным местом для моделирования атеросклеротических бляшек.
Однородные поражения мышечного содержимого, активность фактора ткани глаза и постоянные размеры сосудов подвздошной артерии кролика сопоставимы с коронарной артерией человека. В конечном счете, это позволяет оценивать коммерчески производимые устройства до морфометрических и ангиографических конечных точек. Демонстрировать процедуру будет Орельен Фроберт, сотрудник моей лаборатории.
Обязательно стерилизуйте все хирургические инструменты, используя, например, стерилизатор со стеклянными шариками. Затем подготовьте и проверьте два узла баллонного катетера. К каждому из них прикрепите одномиллилитровый шприц с замком Люэра, наполненный обычным физиологическим раствором, а затем проверьте наличие захваченных налетов с помощью механизма надувания баллона.
Далее установите термопрокладку на операционной платформе на 37 градусов Цельсия. Затем взвесьте кролика. Далее сделайте укол бупренорфина и обезболите кролика с помощью 5%-ного изофторана в дозе пять литров в минуту в течение 10-15 минут.
Теперь поместите кролика под наркозом на грелку на хирургической платформе. Прикрепите датчики для контроля температуры и дыхания кролика, а также для сбора электрокардиограмм. Затем прикрепите маску для лица, чтобы обеспечить подачу 4% изофторана со скоростью 2,5 литра в минуту.
Затем подтвердите надлежащий уровень анестезии, проверив на потерю рвотных позывов и мелкие рефлексы. Повсеместно расслабленный мышечный тонус также является показателем глубокой анестезии. Далее нанесите абтоническую мазь на оба глаза.
Далее удалите шерсть из вентральной области чуть ниже коленных суставов с помощью машинок для стрижки шерсти животных. Затем удалите выпавшую шерсть и очистите открытые участки кожи тремя чередующимися скрабами из 70% этанола и бетадина и накиньте на животное только нижнюю конечность. Чтобы начать операцию, найдите подкожную артерию и сделайте разрез 1,5 сантиметра.
Затем с помощью небольших изогнутых щипцов осторожно обнажают небольшой участок подкожной артерии. Будьте осторожны, чтобы не повредить бедренную вену или бедренный нерв. Тщательная очистка артерии очень важна во время этого воздействия.
Затем поместите две свободные лигатурные петли под подкожную артерию и завяжите одну лигатурную петлю рядом с дистальным концом артерии. Затем поместите микрососудистый зажим вдоль артерии над лигатурой и закройте зажим, чтобы остановить кровоток. Немедленно нанесите каплю папаверина для расширения артерии и предотвращения фазовых спазмов.
Далее с помощью лигатуры подтянуть подкожную артерию и сделать небольшой артериотомический разрез с помощью иглы 24 калибра. Затем приподнимите лоскуты для разреза и медленно введите в просвет артерии венообразователь или направляющую иглу. Теперь осторожно вставьте артериальный катетер эмболэктомии в подкожную артерию.
Будьте осторожны, чтобы не допустить разрывов. Затем извлеките венозный отмычку и отпустите микрососудистый зажим на артерии. Чтобы создать травму, сначала переместите баллонный катетер на третью отметку.
Это должно быть примерно на два-пять сантиметров выше подвздошной бифуркации. Далее надуваем баллон 0,1 миллилитром обычного физиологического раствора. Теперь зажмите катетер и оттяните его назад на шесть сантиметров, вращая его, чтобы повредить ткань.
После отступления сдуйте воздушный шар. А чтобы обеспечить полное раскрытие эндотелия, повторите процесс еще дважды. Затем удалите катетер и немедленно перевяжите петлю лигатуры чуть выше места артериотомии, чтобы остановить кровотечение.
Затем нанесите подходящий антисептик вокруг перфорации раны и смахните сгустки крови. Наконец, закройте разрез кожи и продезинфицируйте место операции раствором повидон-йода. Затем повторить всю хирургическую процедуру на контралатеральной подвздошной артерии с помощью второго катетера.
После операции сначала очистите абтонную мазь с боков кролика. Затем вводят сульфадоксин и триметоприм. Затем переложите кролика с подушечкой для головы в чистую клетку для восстановления и с патчем для мониторинга и зажимами.
Как только животное восстановит внешнюю лежачую способность и начнет передвигаться, верните его в домашнюю клетку. Для снятия боли дайте бупренорфин. Теперь начните кормить животное на атерогенной диете столько, сколько потребуется.
Чтобы собрать ранний урожай тонкого льна, через две-четыре недели после операции сначала обезболите кролика, а затем усыпьте кролика с межкардинальным разрезом. Далее откройте брюшную полость и обнажите забрюшинное пространство. Затем проведите по аорте по направлению к раздвоению подвздошной кости и завяжите ее над раздвоением.
Затем осторожно удалите окружающие ткани и изолируйте обе подвздошные артерии. Теперь рассеките обе артерии и погрузите их в ледяную PBS. При этом удалите сгустки с помощью щипцов и разделите каждую артерию на 46 сегментов.
Затем сразу же встраивают сегменты в форму, содержащую ОКТ-соединение, и замораживают ткани в жидком азоте. Храните ткани при температуре минус 80 градусов Цельсия, а затем окрашивайте срезы толщиной пять микрон по стандартной методике. Баллонное повреждение подвздошных артерий было выполнено успешно и без осложнений менее чем за час.
Кролик выздоравливал в течение одного часа и/или выглядел здоровым без существенной потери веса. Послеоперационных осложнений не было. А после четырех недель атерогенной диеты у всех кроликов развилась гиперхолестеринемия.
Сочетание баллонной травмы и холестериновой диеты привело к структурным изменениям в стенке сосуда, что привело к развитию атеросхлоротической пластины в течение двух недель. Неповрежденные и поврежденные баллоном подвздошные артерии были выделены от одного и того же животного и сравнены. Лен характеризовался инфильтрацией липидов, а также миграцией и пролиферацией гладкой мускулатуры.
Лен продолжает расти в поврежденных сосудах, в то время как размер просвета продолжает уменьшаться. Полученные изменения были очень выражены к четырем неделям. Через две и четыре недели морфометрическое количественное определение показало увеличение толщины интимного медиа, увеличение площади бляшки, уменьшение площади просвета и, наконец, увеличение накопления липидов.
Окрашивание альфа-гладкомышечным актином антитело вступает в реакцию с мышечным актином, таким образом идентифицируя гладкомышечные клетки сосудов. При окрашивании более 11 монохлональными антителами выявляется цитоплазма макрофагов. Вместе окрашивания показывают, в какой степени гладкомышечные клетки и макрофаги пролиферируют в атеросклеротическую бляшку в поврежденных сосудах.
Посмотрев это видео, вы должны хорошо понимать автобезопасность и без проблем выполнить сильную травму на подвздошных артериях кролика. Это повреждение при атерогенной диете приводит к развитию бляшек в подвздошных артериях в однородном по времени порядке.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описывается метод индукции атеросклеротических бляшек у кроликов путем хирургического повреждения эндотелия левой подвздошной артерии и применения атерогенной диеты. Подвздошная артерия выбрана из-за её сходства с коронарной артерией человека, что делает эту модель подходящей для изучения процесса формирования бляшек.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Атеросклероз
- Животные модели
- Сердечно-сосудистые исследования
Теоретическая часть
- Атеросклероз является одной из основных причин смерти в промышленно развитых странах.
- Понимание механизмов формирования бляшек имеет решающее значение для разработки стратегий профилактики.
- Подвздошная артерия кролика служит подходящей моделью благодаря анатомическому сходству с коронарными артериями человека.
- Целью данного исследования является оценка влияния индуцированного атеросклероза на различные конечные точки.
Цель исследования
- Для индукции атеросклеротических бляшек у кроликов в исследовательских целях.
- Для изучения механизмов развития и разрыва бляшек.
- Для оценки эффективности новых терапевтических устройств и методов вмешательства.
Используемые методы
- Хирургическое повреждение эндотелия левой подвздошной артерии.
- Скармливание кроликам атерогенного рациона для стимуляции формирования бляшек.
- Сравнение состава бляшек в подвздошной артерии и аорте.
- Оценка морфометрических и ангиографических конечных точек с использованием коммерческих устройств.
Основные результаты
- Успешное индуцирование атеросклеротических бляшек на модели кролика.
- Демонстрация процедуры Орельеном Фробером.
- Сравнение характеристик бляшек в подвздошных и аортальных артериях.
- Анализ возможностей терапевтического вмешательства при атеросклерозе.
Выводы
- Подвздошная артерия кролика является ценной моделью для изучения атеросклероза.
- Данный метод может помочь в оценке новых способов лечения для контроля бляшек.
- Необходимы дальнейшие исследования для изучения значения этих результатов.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для отрасли
Модель баллонного повреждения подвздошной артерии кролика ускоряет развитие атеросклеротических бляшек, что позволяет проводить быструю оценку терапевтических вмешательств в течение двух недель. Этот подход способствует валидации мишеней и снижению механистических рисков при разработке сердечно-сосудистых препаратов, предоставляя воспроизводимую, релевантную заболеванию систему, которая имитирует патологию коронарных артерий человека. Модель повышает прогностическую достоверность доклинических исследований, предоставляя количественные морфометрические и ангиографические конечные точки для оценки эффективности и безопасности препаратов.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишеней
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы путем индукции контролируемого повреждения эндотелия и накопления липидов в клинически значимом артериальном русле.
- Операционная ценность: предоставляет стандартизированный, воспроизводимый метод создания однородных атеросклеротических поражений для проведения исследований по изучению взаимодействия с мишенью.
- Стратегическая ценность: ускоряет сроки валидации мишеней, позволяя быстро принимать решения о продолжении или прекращении разработки на основе анализа морфологии бляшек и экспрессии биомаркеров.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: позволяет получать количественные показатели бляшек, такие как толщина комплекса интима-медиа, площадь липидного слоя и степень инфильтрации макрофагами, для стандартизации результатов анализа.
- Практическая ценность: обеспечивает высокую вероятность формирования поражений при низкой смертности, что позволяет проводить масштабные скрининговые кампании.
- Стратегическая ценность: обеспечивает готовность анализа для оценки влияния препаратов на стабилизацию бляшек, воспаление и накопление липидов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Предоставляет релевантную для заболевания систему с составом бляшек, сходным с человеческим, включая пролиферацию гладкомышечных клеток и пенистые клетки макрофагального происхождения.
- Практическая ценность: Позволяет проводить лонгитюдный мониторинг прогрессирования бляшек посредством морфометрического количественного анализа через определенные интервалы (например, через две и четыре недели).
- Стратегическая ценность: Способствует адаптации трансляционных биомаркеров путем корреляции характеристик поражения с терапевтическим ответом.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данная модель вписывается в континуум исследований сердечно-сосудистой системы, поддерживая этапы от ранней валидации мишени до оценки доклинической эффективности, обеспечивая создание быстрой и количественно измеряемой модели атеросклероза.
- Фундаментальная биология: позволяет проверять гипотезы об атерогенных путях посредством индуцированного, зависящего от времени образования бляшек в подвздошной артерии.
- Скрининг: обеспечивает стандартизированную оценку соединений за счет воспроизводимого развития поражений и измеримых конечных точек, таких как уменьшение площади просвета и утолщение интимы.
- Аналитика: предоставляет морфометрические и ангиографические данные (например, площадь бляшки, накопление липидов), что позволяет проводить объективное сравнение групп терапии.
- Трансляционные исследования: способствует доклинической валидации путем моделирования патологии, схожей с коронарным поражением у человека, и позволяет оценивать влияние препаратов или устройств на состав бляшки.
- Повторное использование в организации: создает универсальную платформу для итерационного тестирования сердечно-сосудистых терапевтических средств в рамках нескольких проектов.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: обеспечивает понимание механизмов путей развития бляшек, уменьшая неопределенность при валидации мишеней.
- Операционная ценность: гарантирует воспроизводимость и стандартизацию благодаря четко определенным хирургическим и диетическим протоколам с высокими показателями успеха.
- Стратегическая ценность: повышает эффективность использования капитала за счет ускорения сроков доклинических исследований и снижения риска неудач на поздних этапах благодаря раннему биологическому снижению рисков.
- Влияние на портфель: позволяет проводить приоритезацию кандидатов с учетом рисков на основе их влияния на модификацию бляшек и профилей безопасности.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области сосудистой хирургии на грызунах, анестезии и послеоперационного ухода.
- Необходим доступ к баллонным катетерам, хирургическим платформам, а также к инфраструктуре визуализации или гистологии для анализа конечных точек.
- Требуется стандартизация работы между группами для обеспечения одинаковой длины повреждения, продолжительности диеты и способов обработки тканей.
- При адаптации метода следует учитывать видовые особенности липидного обмена и различия в составе бляшек по сравнению с заболеванием у людей.
- Практические ограничения включают двухнедельное окно индукции, которое может не отражать сложность хронических бляшек или кальцификацию, наблюдаемую при запущенном атеросклерозе у людей.
