Инвазивная гемодинамическая оценка правой желудочковой системы и гипоксия-индуцированной легочной артериальной гипертензии у мышей
24 октября 2019 г.
Здесь мы представляем протокол для выполнения инвазивной гемодинамической оценки правого желудочка и легочной артерии у мышей с использованием подхода с открытой грудной клеткой.
Этот протокол является открытой хирургии грудной клетки на основе гемодинамической оценки, и это полезно для правильной желудочковой и легочной артерии оценки давления у мелких животных, таких как мыши. Преимущество этой процедуры заключается в том, что она может генерировать параметры VP и PAP одновременно. Поэтому предпочтительнее для оценки моделей ПАУ.
Начните с настройки оборудования для хирургии. Замочите давление трансдуцерного катетера в 0,9% солевого раствора при комнатной температуре, по крайней мере за 30 минут до гемодинамического эксперимента. Затем подключите катетер к системе громкости давления.
Калибруйте превещает давление, поворачивая ручку калибровки до нуля и 25 миллиметров ртути, чтобы послать сигнал давления проверки программному обеспечению для получения данных, а затем настроить настройку калибровки. Поверните ручку к предуцанту и отрегулируйте клапан баланса до нулевого базового уровня. Настройка стандартного стерео микроскопа, температуры контролируемых малых животных хирургический стол, и световая система освещения для микрохирургии.
После того, как мышь правильно анестезии, удалить грудь и шею меха с помощью бритвы и лосьон для удаления волос. Закрепним мышь в положении на спине на контролируемом температурой хирургическом столе. После обеспечения того, чтобы анестезия в силе, сделать разрез средней линии на коже шеи.
Рассекните скелетную мышцу с помощью изогнутых типсов и разоблачите трахею. Выполните инубации через рот с 22 калибровочных внутривенных оболочки катетер, подтверждающий, что трубки находится в трахее с типсами. Подключите трубу к небольшому вентилятору животного и защитите его для вентиляции с помощью ленты.
Затем сделайте разрез средней линии на коже грудной клетки и тщательно вскрыть грудную мышцу с помощью инструмента прижига. Вырезать грудину с помощью ножниц посередине, и подвергать грудной полости. Убедитесь в том, чтобы предотвратить кровотечение с помощью инструмента прижигать.
Разоблачить правый желудочек с втягивателями, а затем вставить солевой пропитанной давлением трансдуктора катетер через небольшой туннель, созданный с 25 калибровочной иглы в правый желудочек для измерения правого желудочка давления, или RVP. Держите катетер кабель и пересечь легочный клапан в коаксиальной манере с легочной артерии. Наблюдайте за волновой формой давления и получите стабильное давление легочной артерии или сигнал PAP.
Затем завестите гемодинамические данные с помощью программного обеспечения для сбора данных. Аккуратно удалите катетер из правильной сердечной системы и поместите его в одноми миллилитрный шприц, содержащий 1%пищеварительный ферментный раствор. Этот протокол был успешно использован для получения RVP и PAP волновых форм у мышей путем вставки катетера превлодока давления в правый желудочек и легочную артерию.
Во избежание генерации искусственных данных сегменты с шумом исключались из анализа данных, и при нулевом уровне катетера были внесены коррективы. RVP и PAP были измерены у мышей с индуцированной хронической гипоксией, и результаты были сравнены с результатами, полученными от контрольной группы. Систолическое PAP, диастолическое PAP, среднее PAP, и правое систолическое давление желудочка были значительно увеличены в хронической группе гипоксии.
Самое главное помнить, чтобы вставить давление трансдуцера катетер в правый желудочек тщательно, убедившись, чтобы избежать повреждения катетера и подтвердить гладкую форму Волны RVP появляется на экране.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описывается метод инвазивной гемодинамической оценки правого желудочка и легочной артерии у мышей с использованием метода операции с открытой грудной клеткой. Этот подход позволяет одновременно оценивать давление в правом желудочке и легочной артерии, что делает его особенно полезным для моделей легочной артериальной гипертензии (ЛАГ).
Основные компоненты исследования
Область науки
- Физиология сердечно-сосудистой системы
- Хирургия мелких животных
- Гемодинамическая оценка
Теоретические сведения
- Инвазивная гемодинамическая оценка имеет решающее значение для понимания функций сердечно-сосудистой системы.
- Операция с открытым доступом к грудной клетке обеспечивает прямой доступ к сердцу и легочной артерии.
- Данный метод позволяет получить ценные данные для исследования легочной артериальной гипертензии (ЛАГ).
- Одновременное измерение желудочкового и артериального давления повышает точность данных.
Цель исследования
- Оценка давления в правом желудочке и легочной артерии у мышей.
- Разработка надежного протокола гемодинамической оценки.
- Обеспечение исследовательской базы для изучения моделей легочной артериальной гипертензии.
Используемые методы
- Подготовка хирургического оборудования и катетера-датчика давления.
- Хирургическая техника вскрытия грудной клетки для доступа к сердцу.
- Одновременное измерение давления в правом желудочке и легочной артерии.
- Использование системы «давление-объем» для сбора данных.
Основные результаты
- Успешное одновременное измерение давления в правом желудочке и легочной артерии.
- Продемонстрированная надежность протокола для оценки моделей ЛАГ.
- Полученные данные о гемодинамических изменениях у мелких животных.
- Подтвержденная применимость данного метода для будущих сердечно-сосудистых исследований.
Выводы
- Протокол хирургического вмешательства с открытой грудной клеткой эффективен для проведения гемодинамических исследований.
- Он предлагает комплексный подход к изучению сердечно-сосудистой функции у мышей.
- Данный метод может способствовать продвижению исследований в области легочной артериальной гипертензии.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Инвазивная гемодинамическая оценка правого желудочка и легочной артерии у мышей предоставляет критически важные данные для валидации моделей легочной артериальной гипертензии (ЛАГ). Одновременное измерение давления в правом желудочке (RVP) и давления в легочной артерии (PAP) позволяет снизить механистические риски терапевтических гипотез путем количественной оценки гемодинамического ответа на ЛАГ, индуцированную гипоксией. Данный метод способствует валидации мишеней и разработке доклинических моделей, обеспечивая воспроизводимые количественные показатели давления, необходимые для принятия решений о целесообразности дальнейшей разработки в рамках программ поиска новых сердечно-сосудистых препаратов.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишеней
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы путем измерения изменений RVP и PAP в моделях ЛАГ, индуцированных гипоксией.
- Практическая ценность: обеспечивает одновременное считывание двух гемодинамических параметров, что снижает вариабельность экспериментов и повышает согласованность данных.
- Прогностическая ценность: способствует снижению биологических рисков при выборе мишеней за счет валидированного гемодинамического фенотипирования в соответствующих моделях заболевания.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Создание валидированных биологических систем с измеримыми гемодинамическими показателями для последующего скрининга соединений.
- Практическая ценность: Разработка стандартизированных протоколов регистрации кривых давления, обеспечивающих воспроизводимость результатов между экспериментальными группами.
- Масштабируемость: Возможность повторного использования платформы для лонгитюдного гемодинамического мониторинга в доклинических исследованиях ЛАГ.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: позволяет получить релевантные для заболевания гемодинамические показатели (систолическое/диастолическое/среднее давление в легочной артерии, систолическое давление в правом желудочке), которые соответствуют клиническим биомаркерам ЛАГ.
- Операционная ценность: позволяет принимать решения о дальнейшем продвижении проекта с учетом рисков путем количественной оценки тяжести гемодинамических нарушений в моделях хронической гипоксии.
- Трансляционная преемственность: обеспечивает переход от этапа валидации мишени при поиске к доклиническим испытаниям эффективности с помощью объективных конечных точек, основанных на измерении давления.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Этот метод интегрируется в континуум поиска лекарственных средств — от валидации мишени до доклинической валидации, обеспечивая гемодинамическое фенотипирование, которое служит основой для идентификации ведущих соединений и принятия решений по сортировке портфеля препаратов.
- Фундаментальная биология: обеспечивает проверку гипотез и уточнение механизмов путем количественного определения ответов давления в правом сердце и легочной артерии на гипоксический стимул.
- Скрининг: обеспечивает готовность анализа за счет получения стабильных, отфильтрованных от шумов форм волн RVP и PAP, подходящих для оценки эффекта соединений.
- Аналитика: позволяет проводить количественное сравнение гемодинамических параметров между экспериментальными группами с использованием показателей, полученных с помощью системы «давление-объем».
- Трансляционные исследования: связывает механистические открытия с доклинической валидацией посредством гемодинамических конечных точек, которые отражают клиническое прогрессирование ЛАГ.
- Корпоративное повторное использование: служит многократно используемым методом гемодинамической оценки для итеративного уточнения модели и подтверждения мишеней.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышение прогностической уверенности в валидации мишени за счет прямого измерения гемодинамики правого желудочка и легочной артерии.
- Операционная ценность: Стандартизация и воспроизводимость за счет использования протоколов с калиброванными датчиками давления и коррекцией дрейфа нулевого уровня.
- Стратегическая ценность: Оптимизация принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) за счет снижения механистической неопределенности при характеристике моделей ЛАГ.
- Влияние на портфель: Приоритизация с учетом рисков на основе количественных показателей тяжести гемодинамических нарушений в доклинических моделях.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области микрохирургии с открытой грудной клеткой и катетеризации датчиками давления у мелких животных.
- Зависимость от системы измерения давления и объема, откалиброванных преобразователей, хирургических столов с контролем температуры и аппаратов ИВЛ для мелких животных.
- Необходима межгрупповая стандартизация хирургической техники, глубины анестезии и параметров сбора гемодинамических данных.
- При адаптации следует учитывать специфические для данной модели базовые показатели гемодинамики и совместимость размеров катетеров для разных видов или линий животных.
- Практические ограничения включают инвазивность хирургического вмешательства, зависимость от навыков оператора и ограничения по послеоперационному восстановлению, затрудняющие лонгитюдное использование.
