Хирургическая модель хронической ишемии миокарда у свиньи, леченная с помощью коллагенового пластыря с экзосомами и аортокоронарного шунтирования без помпы
15 сентября 2023 г.
В данном исследовании представлена хирургическая модель хронической ишемии миокарда на свинье, обусловленной прогрессирующим стенозом коронарных артерий, приводящей к нарушению сердечной функции без инфаркта. После ишемии животным проводят аортокоронарное шунтирование без насоса с эпикардиальным размещением коллагенового пластыря, полученного из экзосом, из стволовых клеток. Эта дополнительная терапия улучшает функцию миокарда и восстановление.
Общей целью этой хирургической процедуры является создание хирургической модели реваскуляризации коронарных артерий с использованием шунтирования LIMA to LAD и использования коллагенового пластыря с экзосомами в качестве дополнения для демонстрации физиологического улучшения сердечной функции. Наша модель in-vivo представляет собой модель с одним сосудом, которая не включает в себя какие-либо сопутствующие заболевания, что не является репрезентативной для типичной клинической ситуации для пациентов, проходящих лечение от многососудистой болезни. Однако, несмотря на это ограничение, наша модель неизменно давала надежные результаты и поддерживала низкие показатели смертности.
Мы разработали клинически значимую адъювантную терапию для использования во время АКШ и стремимся понять клеточные механизмы, обусловливающие функциональное улучшение миокарда при хронической ишемии миокарда. Полное восстановление ишемизированной ткани, по-видимому, зависит от восстановления митохондриальных возможностей и уменьшения воспаления; представляя собой новую область исследования.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлена хирургическая модель хронической ишемии миокарда у свиней, вызванная прогрессирующим стенозом коронарных артерий, что приводит к нарушению сердечной функции без развития инфаркта. Модель предназначена для демонстрации физиологического улучшения функции сердца при использовании коллагенового патча, нагруженного экзосомами, в ходе операции по аортокоронарному шунтированию.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Сердечно-сосудистая хирургия
- Ишемия миокарда
- Терапия стволовыми клетками
Теоретические сведения
- Модель ориентирована на один сосуд при отсутствии сопутствующих заболеваний.
- Целью является воспроизведение условий реваскуляризации коронарных артерий.
- Были достигнуты надежные результаты при низких показателях смертности.
- Критически важным является понимание клеточных механизмов, определяющих восстановление миокарда.
Цель исследования
- Создать хирургическую модель реваскуляризации коронарных артерий.
- Оценить эффективность коллагеновых патчей, нагруженных экзосомами.
- Изучить восстановление митохондрий и снижение воспаления.
Используемые методы
- Создание свиной модели хронической ишемии миокарда.
- Аортокоронарное шунтирование (АКШ) без применения аппарата искусственного кровообращения.
- Эпикардиальное размещение коллагенового патча, содержащего экзосомы, полученные из стволовых клеток.
- Оценка функции миокарда после операции.
Основные результаты
- Наблюдалось улучшение функции миокарда после лечения.
- Отмечено восстановление митохондриальных функций.
- Снижение воспаления было связано с восстановлением.
- Стабильные результаты во всех испытаниях при низком уровне смертности.
Выводы
- Модель эффективно демонстрирует улучшение функции сердца.
- Коллагеновые патчи, нагруженные экзосомами, перспективны в качестве адъювантной терапии.
- Необходимы дальнейшие исследования для изучения лежащих в основе механизмов.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Хроническая ишемия миокарда остается серьезной проблемой в трансляционной медицине, так как стандартная реваскуляризация часто не позволяет полностью восстановить функцию сердца в гибернирующем миокарде. Данная свиная модель позволяет проводить строгую оценку дополнительных регенеративных методов терапии, таких как коллагеновые пластыри, нагруженные экзосомами, в рамках клинически значимого хирургического процесса. Этот подход способствует механистическому снижению рисков и повышению прогностической достоверности стратегий восстановления сердца следующего поколения в доклинических исследованиях.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать механизмы регенерации в хронически ишемизированном миокарде.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней для терапии восстановления сердца на основе экзосом.
- Способствует снижению механистических рисков за счет изоляции митохондриальных и воспалительных путей.
- Предоставляет платформу для повышения прогностической достоверности трансляционных кардиологических вмешательств.
Скрининг и разработка анализа
- Создает валидированную систему на крупных животных для количественной оценки сердечной функции.
- Обеспечивает воспроизводимое измерение восстановления миокарда после вмешательства.
- Способствует стандартизации физиологических показателей и конечных точек визуализации для оценки терапии.
- Закладывает основу для масштабируемого скрининга вспомогательных методов терапии сердечно-сосудистых заболеваний.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует моделям заболеваний, релевантным для доклинической валидации регенеративных стратегий.
- Обеспечивает преемственность от изучения механизмов до оценки функциональных результатов.
- Поддерживает риск-ориентированное внедрение новых методов терапии, направленных на спящий миокард.
- Обеспечивает трансляционные биомаркерные конечные точки с помощью методов визуализации и физиологических показателей.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Эта модель служит связующим звеном между этапом первичного поиска и доклинической валидацией методов регенеративной терапии сердца, обеспечивая идентификацию перспективных соединений и снижение механистических рисков перед переходом к клиническим исследованиям.
- Фундаментальная биология: способствует проверке гипотез о восстановлении митохондрий и снижении воспаления в ишемизированной ткани.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные показатели сердечной функции для сравнения методов терапии.
- Аналитика: интегрирует данные МРТ и физиологические измерения для проведения надежного статистического анализа эффектов вмешательства.
- Трансляционные исследования: предоставляет клинически значимую платформу для оценки восстановления миокарда при гибернации.
- Корпоративное использование: предлагает воспроизводимую модель на крупных животных для итерационного тестирования способов восстановления сердца.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Повышает точность прогнозирования и снижает механистическую неопределенность при разработке методов регенеративной терапии сердца.
- Операционная ценность: Стандартизирует доклинические рабочие процессы и обеспечивает воспроизводимость результатов в различных исследованиях.
- Стратегическая ценность: Служит основой для принятия решений о целесообразности (go/no-go) применения адъювантной терапии в рамках разработки методов кардиохирургии.
- Влияние на портфель: Позволяет проводить приоритизацию кандидатов для регенеративной терапии хронической ишемии с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт проведения хирургических операций на крупных животных и владение методами расширенного анализа изображений.
- Необходим доступ к хирургическому оборудованию, средствам физиологического мониторинга и инфраструктуре МРТ.
- Требуется межгрупповая стандартизация конечных точек и сбора данных.
- Для расширения трансляционной значимости может потребоваться адаптация модели под многососудистые поражения или наличие сопутствующих заболеваний.
- Ограничения модели включают отсутствие коморбидных состояний и акцент на однососудистом заболевании.
