Минимально инвазивная модель аортального стеноза у свиней
20 октября 2023 г.
Этот протокол описывает минимально инвазивную хирургическую процедуру бандажирования восходящей аорты у свиней.
Большинство доклинических исследований сердечно-сосудистых заболеваний проводится на грызунах и других моделях мелких животных. С точки зрения логистики, экономики, воспроизводимости и пропускной способности он имеет очевидные преимущества. Однако их филогенетические, патофизиологические и фармакологические реакции отличаются от человеческих, и это может препятствовать надежному переводу на клиническое использование.
Используя преимущества наших высокоспециализированных хирургических и эндоваскулярных навыков, мы сосредоточились на разработке хирургических и крупных моделей животных с распространенными сердечными патологиями. Этот протокол является хорошим примером простой, минимально инвазивной процедуры, которая обеспечивает хороший баланс между надежностью, воспроизводимостью и благополучием животных. Отслеживая градиент в режиме реального времени с помощью высокоточных датчиков давления, мы можем точно титровать градиент давления по стенозу, что приводит к очень однородной степени тяжести у животных.
Кроме того, минимально инвазивный подход приводит к гораздо более низкому уровню осложнений и лучшему выздоровлению животных. Разработка моделей крупных животных, в данном случае свиней, перспективна для человекоподобных фармакологических и девайсных испытаний. Это особенно верно для очень чувствительных областей, где анатомофизиологическое сходство с человеком является ключевым, например, анестезия, сердечно-легочное шунтирование, ЭКМО, LVAS, чрескожная катетерная терапия, а также минимально инвазивная и роботизированная хирургия.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описывается малоинвазивная хирургическая процедура бандажирования восходящей аорты у свиней. Целью работы является создание надежной и воспроизводимой модели для изучения патологий сердца.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Сердечно-сосудистые исследования
- Хирургические модели
- Исследования на крупных животных
Теоретические основы
- В доклинических сердечно-сосудистых исследованиях часто используются модели на мелких животных.
- Модели на мелких животных имеют ограничения при переносе полученных результатов на человека.
- Модели на крупных животных способны более точно имитировать патофизиологию человека.
- Данный протокол сосредоточен на минимально инвазивном подходе для улучшения благополучия животных.
Цель исследования
- Разработать надежную модель для изучения сердечных заболеваний.
- Обеспечить воспроизводимость результатов экспериментов.
- Соблюсти баланс между хирургическим вмешательством и вопросами благополучия животных.
Используемые методы
- Малоинвазивная хирургическая процедура бандажирования восходящей аорты.
- Использование высокоточных датчиков давления для мониторинга в режиме реального времени.
- Точное титрование градиентов давления в области стеноза.
- Сравнение степени тяжести состояний у разных животных.
Основные результаты
- Успешное выполнение хирургической процедуры.
- Достижение стабильных градиентов давления у всех субъектов.
- Демонстрация надежности и воспроизводимости модели.
- Углубление понимания патологий сердца в контексте крупных животных.
Выводы
- Данный протокол представляет собой ценный инструмент для сердечно-сосудистых исследований.
- Он позволяет преодолеть ограничения моделей на мелких животных.
- Способствует более эффективному переносу результатов исследований в клиническую практику.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Модели на крупных животных, максимально точно имитирующие физиологию сердца человека, имеют решающее значение для трансляционной разработки лекарственных препаратов и медицинских устройств, предназначенных для лечения сердечной недостаточности и синдромов перегрузки давлением. Эта малоинвазивная модель аортального стеноза у свиней позволяет точно и воспроизводимо индуцировать перегрузку левого желудочка давлением, что обеспечивает прогностическую достоверность исследований эффективности и безопасности на доклиническом этапе. Данный подход снижает биологическую вариабельность и повышает надежность механистических и терапевтических исследований на ключевых этапах открытия и доклинических испытаний.
Стратегические применения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Раннее обнаружение и валидация мишени
- Позволяет исследовать пути гипертрофии и ремоделирования сердца в условиях контролируемой перегрузки давлением.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней для терапии, направленной на устранение структурных и функциональных изменений сердца.
- Способствует снижению механистических рисков за счет обеспечения физиологических ответов, релевантных для человека.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает стандартизированную, воспроизводимую систему на крупных животных для оценки потенциальных лекарственных препаратов и медицинских устройств.
- Предоставляет количественные данные с помощью высокоточных датчиков давления и эхокардиографии для надежной оценки конечных точек.
- Позволяет проводить достоверное перекрестное сравнение вмешательств за счет минимизации внутригрупповой вариабельности.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует патофизиологии сердечно-сосудистых заболеваний человека, что важно для разработки трансляционных биомаркеров.
- Обеспечивает преемственность этапов от поиска до доклинической валидации методов терапии сердечной недостаточности, вызванной перегрузкой давлением.
- Снижает трансляционный риск за счет моделирования фармакологических и технических ответов, характерных для организма человека.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Эта модель интегрируется в доклинический континуум: от раннего этапа поиска до идентификации ведущих соединений и трансляционной валидации кардиологических терапевтических средств и устройств.
- Биология открытий: обеспечивает проверку гипотез и выяснение путей развития ремоделирования сердца, вызванного перегрузкой давлением.
- Скрининг: предоставляет воспроизводимые конечные точки, готовые к анализу, для оценки соединений и устройств.
- Аналитика: предлагает количественные показатели давления и эхокардиографические данные для сравнительного анализа.
- Трансляционные исследования: связывает доклинические результаты с клинической значимостью посредством физиологического моделирования, приближенного к человеческому.
- Корпоративное повторное использование: создает многоцелевую платформу для различных исследований сердечных вмешательств.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает точность прогнозирования и снижает неопределенность механизмов при валидации кардиологических мишеней.
- Операционная ценность: Повышает уровень стандартизации, воспроизводимости и масштабируемости исследований на крупных животных.
- Стратегическая ценность: Улучшает качество принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и эффективность использования капитала за счет снижения биологических рисков на поздних этапах.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритизацию и продвижение кандидатов в кардиологическую терапию с учетом скорректированного риска.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области малоинвазивной кардиохирургии и анестезии крупных животных.
- Необходим доступ к высокоточным датчикам давления, оборудованию для эхокардиографии и инфраструктуре для хирургической визуализации.
- Требуется строгая стандартизация между исследовательскими группами для воспроизводимой калибровки градиента давления.
- Метод применим к различным исследованиям кардиальных вмешательств, но ограничен патофизиологией перегрузки давлением.
- Практические ограничения включают сложность процедуры и потребность в ресурсах для содержания крупных животных.
