Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Ultrasound-guidad transtorakal Intramyocardial Injection hos möss

Published: August 5, 2014 doi: 10.3791/51566

Summary

Ekokardiografi guidad perkutan intramyocardial injektion är en effektiv, pålitlig och inriktningsbar modalitet för leverans av genöverföring medel eller celler i murina hjärtat. Efter de åtgärder som beskrivs i detta protokoll, kan operatören snabbt bli behöriga i denna mångsidiga, minimalt invasiv teknik.

Abstract

Musmodeller av hjärt-kärlsjukdom är viktiga för att undersöka patofysiologiska mekanismer och utforska potentiella regenerativa terapier. Försök med hjärt injektion för närvarande utförs genom direkt kirurgisk åtkomst via en torakotomi. Medan praktiskt när det utförs vid tiden för en annan experimentell manipulation såsom kransartärligering, behovet av en invasiv procedur för intramyocardial leverans begränsar potentiella experimentell design. Med allt bättre ultraljud upplösning och avancerade icke-invasiva avbildningsmetoder, är det nu möjligt att rutinmässigt utföra ultraljudsstyrd, perkutan intramyocardial injektion. Denna modalitet effektivt och pålitligt levererar agenter till en riktad region i hjärtmuskeln. Fördelar med denna teknik inkluderar undvikande av kirurgiska sjuklighet, möjligheten att rikta regioner myokardiet selektivt med hjälp av ultraljud, och möjlighet att leverera injektatet till myocardium vid flera, förutbestämda tidsintervall. Med övat teknik, komplikationer från intramyocardial injektion är sällsynta, och möss snabbt återgå till normal aktivitet på återhämtning från narkos. Efter de åtgärder som beskrivs i detta protokoll, kan operatören med grundläggande ekokardiografi erfarenhet snabbt bli behöriga i denna mångsidiga, minimalt invasiv teknik.

Introduction

Hjärtsjukdom är den vanligaste dödsorsaken för både män och kvinnor i USA, som står för 600.000 dödsfall årligen en. Musmodeller av hjärt-kärlsjukdom är av avgörande betydelse för att undersöka patofysiologiska mekanismer och för att utforska potentiella terapier. Myocardial leverans av genterapivektorer, stamceller, modifierade RNA-sekvenser, och andra terapeutiska medel medger undersökning av deras terapeutiska potential för hjärtsjukdom 2-7. För närvarande finns det begränsade möjligheter till hjärtmuskel leverans av terapeutiska medel i musmodeller 6. Intramyocardial injektion under direkt visualisering används ofta, men kräver en sternotomi eller torakotomi och är begränsad till det exponerade området av hjärtat. Medan praktiskt när utförs vid en annan experimentell manipulation som LAD ligation, behovet av en invasiv förfarande för intramyocardial leverans begränsar potentiella experimentell design och introducerar ettTTERLIGARE effekter av förfarandet (t.ex. fibros beror på torakotomi). Perkutan perikardiell leverans av virala vektorer har rapporterats, men platsen och distribution av terapeutiskt medel är inte homogen och är svår att kontroll 8. Perkutan koronar injektion ger mer homogen fördelning av injicerade materialet, men effektiv och reproducerbar koronar leverans är utmanande i musmodeller.

Här beskriver vi en stängd kista intramyocardial injektionsteknik som gör att minimalt invasiv, förarstyrda inriktning på läkemedel med hjälp av ultraljud. Tekniken är enkel att lära sig, undanröjer behovet av torakotomi eller sternotomi och deras åtföljande experimentella komplikationer, och ger större flexibilitet om tidpunkten för och platser av intramyocardial injektion. Således representerar ekokardiografi assisterad intramyocardial injektion en tekniskt enkel och mycket effektiv metod för att manipuleramyokardiet i murina experimentella modeller.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Samtliga beskrivna åtgärder utfördes under protokoll som godkänts av Institutional Animal Care och användning kommittén i Boston Barnsjukhus.

1 Förberedelser

  1. Utför initial hjärt anatomisk och funktionell bedömning med ekokardiografi innan du påbörjar injektionsprotokollet, som den optimala fasta givarläge för intramyocardial injektion inte kan ge de optimala standardvyer för avgränsning anatomi och bedömning av funktion.
  2. Injektionsinställnings visas i figurerna 1A-1C. Placera en tom spruta med en mantlad nål, koniska riktad uppåt, i sprutan klämman (se Figur 1C) och säkra ultraljudsgivaren sonden i skanningshuvud klämma (se figur 1B). Lossa avsökningshuvud klämma kullås eden (Figur 1B) och manipulera givaren orientering så att den är i linje parallellt med axeln hos nålen. Fäst skan-huvudposition genom att dra åt scan-huvudet klämma kullås gemensamt.
    OBS: För injektion i vuxna möss, är optimalt en 30 G nål med 1 in / 2,5 cm lång. En 1 ml spruta kan användas för större volymer, medan en gastät injektionsspruta kan användas för mer exakt styrning av mindre volymer (5-10 ul).
  3. Applicera ultraljud gel frikostigt till givaren spets med en spatel för att täcka huvudet längs dess helhet. Försiktigt unsheathe nålen och använd nålhopsättningen kontroller för att föra nålen direkt under givaren och inom ultraljud gel för visualisering. Gör små justeringar genom att använda nålhopsättningen kontrollen så att nålen visualiseras tydligt längs dess längd på ultraljudsbilden. Om givaren har rätt inriktad parallellt med nålen i steg 1.4, då nålen bör förbli inom bildplanet som den är avancerad och dras tillbaka med injektionsreglaget (Figur 1C).
  4. I efterföljande steg, stör inte behovetle / givare horisontell inriktning genom att flytta antingen på den horisontella axeln. Snarare målspecifika områden i hjärtat för injektion genom att ändra det vertikala läget av nålen (y-axel) montera och genom att flytta djuret plattform.
  5. Flytta givaren mycket fint från djur plattformen med skanningshöjdkontroll (Figur 1B) för att möjliggöra efterföljande placering av sövda musen på djuret plattform. Detta kommer inte att störa den x-axeln inriktning av omvandlaren med den långa axeln av nålen.
  6. Ta sprutan som användes för inriktning från sprutklämman och kasta försiktigt. Fyll på ny nål och spruta med injektatet till slutmålet volymen, vilket möjliggör dött utrymme i sprutspetsen. Var noga med att ta bort luftbubblor. Placera sprutan i sprutklämman utan att justera sin x-axel inriktning. Fullt dra sprutan med hjälp av insprutningskontroll.
    OBS: För inledande utbildningsändamål, användning av Evans bluefärgämne (1%), kan Trypanblått fläck (0,4%) eller en suspension av fluorescerande mikrosfärer som injektatet hjälpa operatören att bekräfta kompetens och framgång riktad injektion.

2. Injektion

  1. Slå på den integrerade varmare av värmeplattformen och ställ in den i 37 ° C. Placera djuret plattformen 180 ° från den vanliga bildorientering, med anestesislangklämma och chef för djuret närmast operatören. Detta gör att hjärtat (på den vänstra sidan av bröstkorgen) för att vara ipsilateralt till sprutan klämman och nål. Obs: Ytterligare smärre medurs rotations justeringar av djur plattformen kan vara nödvändigt att orientera hjärtat på rätt för parasternal kort axel bildplan som kommer att användas för injektion (Figur 2A).
  2. Förbered möss för ekokardiografi som tidigare rapporterats 9. Bedöva musen i en induktionskammare med 2% isofluran. Ta bort brösthår med hårborttagningskräm end gäller glidmedel i båda ögonen för att motverka uttorkning av sklera.
  3. Lyft givaren med hjälp av skanningshuvudets höjdkontroll (Figur 1B). Placera sövd mus liggande ovanpå den uppvärmda djur plattform med nosen i en noskon levererar 1-3% isofluran (Figurerna 2A-2B). Försiktigt in en rektal sond och tejpa fyra tassar på EKG-elektroder, ansöker elektrod gel för elektrisk kontakt.
    OBS: En lämplig nivå av anestesi måste säkerställas för human behandling av djuret. Det bör inte finnas någon förändring i hjärtfrekvens och inget svar på placering av nålen genom bröstkorgen. Integrerade kontroller Djuret plattformens homeostatiska temperatur ska användas för att upprätthålla normotermi (37 ± 0,5 ° C), eftersom hypotermi kommer att resultera i relativ bradykardi, ventrikulär dilatation, och eventuellt obehag.
  4. När musen är säker på djuret plattform, sänk givaren på depilated bröstet med hjälp av skanningshuvudets höjdkontroll (Figur 1B). Den optimala ultraljud setup för injektion är för hjärtat att visualiseras på parasternal korta axelorientering, enligt standard ekokardiografisk teknik. Vrid djurplattformen 20-30 ° medurs för att få optimal akustisk fönster för injektion på kort axelbildplanet (figurerna 2A-2B). Anm: Alternativt injektion kan utföras från en parasternal långa axeln orientering genom moturs rotation av djurplattform (figur 2C).
  5. Använd kontrollerna plattformsjustering djur att justera synfältet och att rikta någon önskad injektionsstället i vänster kammare myokardiet. Pan tillbaka-och-tillbaka från spetsen till basen på hjärtat för att rikta in den önskade injektions läge i den vänstra ventrikulära myokardiet (figurerna 3A-3C). Obs! Midpapillary parasternal kortaxel view (Figur 3A) erbjuder reproducible landmärken som tillåter uppföljning avbildning av injektionsstället. Anmärkning: Alternativt kan parasternal långa axeln syfte att användas för att rikta en fördefinierad injektionsstället (Figur 3D).
  6. Från och med sprutan i helt indragen sprutklämman, långsamt framåt sprutan mot djurets bröstkorg genom att vrida insprutningsstyr medurs (figur 4A). För att medge en klar ultraljud visualisering av både hjärta och nålspetsen när den närmar sig bröstkorgen, använd rikligt med ultraljud gel över vänster sida av bröstkorgen och optimera den akustiska fönstret genom att ställa ett brett synfält på ekokardiografi kontrollerna. Ställ in fokus / zon vid målplatsen för injektion. Smärre justeringar av nålhopsättningen kontroller kan optimera bilden av nålen längs dess längd.
    OBS: Vissa ultraljud maskiner har en nål guide mjukvarufunktion för att digitalt förlänga en linje längs den långa axeln av nålen genom att målet hjärtmuskeln(Figur 4B). Ett sådant verktyg kan vara till hjälp men är inte nödvändigt.
  7. Med djuret på lämpligt drogad (1-3% isofluran blandat med 0,5-0,8 l / min 100% syre), föra nålen genom bröstväggen av musen och in i hjärtmuskeln, noggrant observera läget för den fasade nålspetsen alls gånger. Sluta avancera när nålspetsen är inom målet myokardiet (Figur 4C). Att undvika injektat läcka in i perikardiell utrymme Hela avfasade spetsen bör vara säkert i hjärtmuskeln,.
  8. När spetsen är i önskat läge, leverera injektatet genom att trycka på sprutans kolv. Leverera injektatet långsamt, under 5-30 sek (beroende på volymen som levereras). Upp till 50 ul av injektatet kan levereras utan att kompromissa kammarfunktion. En övergående echobright utseende till den injicerade hjärtregionen kan vara uppenbara efter lyckad injektion. En kort (sekunder) period av relativ bradycardia ibland noterade med injektion i hjärtmuskeln och snabbt löser.
  9. När injektatet har administrerats, omgående dra tillbaka nålen genom moturs rotation av injektionsreglaget. Musen bör hållas under narkos under flera minuter av ekokardiografisk observation att bekräfta bevarade kammarfunktion och ingen postprocedural komplikationer. Om indicerat, kan flera områden av hjärtmuskeln vara seriellt injiceras genom att flytta nålen s infallsvinkel genom justering av djuret plattformen. Efter intramyocardial injektion musen placerades i en bur på egen hand och fick återhämta sig från anestesin under observation.
  10. Lämna inte ett djur utan tillsyn tills den har återfått tillräckligt medvetande för att upprätthålla sternala VILA. Skicka inte tillbaka ett djur som har genomgått intramyocardial injektion till sällskap med andra djur förrän återhämtat sig helt. Buren ska placeras på en termoreglerad pad med ready tillhandahållande av vatten och mus diet. Postprocedural obehag förväntas inte och underlåtenhet att på lämpligt sätt återuppta normal beteende strax efter interventionen antyder en potentiell komplikation (se diskussion).
  11. Försiktigt kassera kanylen direkt efter avslutad intramyocardial injektion för att minimera risken för vassa skada operatören eller åskådare. Återanvändning av en nål kan leda till avtrubbning av spetsen vilket gör det svårare att tränga igenom hjärtmuskeln och resulterar i en högre risk för komplikationer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Murina Intramyocardial Injektion med Blue Dye eller Fluorescerande mikrosfärer

Injektion av Evans blått färgämne är användbart i utbildningssyfte. Snart efter injektion, avliva musen och avlägsna hjärtat att visualisera placeringen av den injicerade blått färgämne. Figur 5 visar ett exempel på en lyckad injektion, med blått färgämne infiltrerande myokardiet vid mitt papillära muskelnivån (figur 5A, zon innesluten genom streckad linje). Evans blått färgämne kommer att tvätta ut ur vävnaden inom några timmar. För mer permanent märkning av injektionsstället, kan fluorescerande mikrosfärer som finns kvar på obestämd tid på injektionsstället kan användas. Figurerna 5C-5F illustrerar injektions flera mål i de främre och bakre vänsterkammarväggar.

Adenovirus Injektion i hjärtmuskeln

För att visualisera leverans av adenovirus till hjärtmuskeln med ultraljud guided injektion, injicerade vi ett adenovirus där cardiomyocyte specifika rått troponin T promotor 10 enheter uttryck av däggdjurs kodonoptimerade Cre 11. Området av Cre-medierad rekombination bestämdes med hjälp ROSA26 mTmG möss, där Cre rekombination stängs av rött fluorescerande protein (RFP) och slår på grönt fluorescerande protein (GFP). En enda injektion av 50 ^ virus (2,8 x 10 9 smitt enheter / ml) regionalt aktiverat GFP uttryck inom 7 dagar efter injektion (Figur 6). Vissa regionala myocardial infiltration längs vävnadsplanen bortom den initiala injektions uppskattas i den sektione bilderna.

Figur 1
Figur 1 Ultraljud-styrd insprutning setup. A) Översikt av integrerat järnvägssystem, som tillåters inriktning av injektionsspruta och ultraljud huvud. B) ultraljudsundersökning huvudkontroller. Skannings huvudet är i låst läge, i linje med injektionssprutan. Synfältet justeras genom att flytta djurplattform. C) injektionsspruta kontroller.

Figur 2
Figur 2 Optimal placering av musen på djuret plattform för ultraljud guidad nål injektion. A) Inriktning av djuret plattform, nål och omvandlare för intramyocardial injektion från kort-axeln avbildningsplanet. B). Närbild på nålens bana under givarens synfält genom en generös mängd av ultraljud gel när den passerar in i brösthålan . C) Orientering av djuret plattformen, nål och givare för intramyocardial InjeInsatser i parasternal lång axel avbildningsplanet.

Figur 3
Figur 3. Representativa ultraljudsbilder av hjärtmuskeln för inriktning i parasternal kort axel och lång axelplan. AC) Korta axel bilder av vänster kammare i nivå med mitten av papillarmusklerna (A), mätt vid den papillarmusklerna (B) och apex av hjärtat (C). D) Lång axelbild visar intramyocardial injektion i den främre vänsterkammarvägg. Pilarna markerar positionen för nålskaftet.

Figur 4
Figur 4. Representant 2D-ekokardiografi bilder. A) B) Needle styröverfunktion i linje längs den långa axeln av nålen och förutsäga en kurs (grön streckad linje) genom den främre hjärtmuskeln. C) injicerade hjärtmuskeln med avfasning av nålen begravd i den framväggsväggen.

Figur 5
Figur 5 Märkning injektionsstället med Evans blå färgämne eller fluorescerande mikrosfärer. Intramyocardial injektion av blått färgämne i främre myokardiell vägg. A) Tvärsnitt av hjärtat vid nivån för de midpapillary muskler, som visar infiltration av färgämnet 30 min efter intramyocardial leverans tillvänster kammare. B) Synlig punktionsställe från nålen till vänster laterala ytan av hjärtmuskeln. C, D) Murina hjärtmuskeln visar röda fluorescerande mikropärlor 7 dagar efter separata intramyocardial injektion i de främre och bakre vänsterkammarväggar. E, F) Vänster kammarhjärtmuskulaturen sektionerad vid mitten papillarmuskeln i tvärplan av hjärtat visar nedfallet av röda fluorescerande mikropärlor. Spridda mikropärlor över snittytan berodde på spridning i bufferten under och efter styckning hjärtat med ett knivblad.

Figur 6
Figur 6 Fluorescerande märkning av framväggs väggen av en ROSA26 mTmG hjärta efter enstaka intramyocardial injektion av ett TNT-icreAdenovirus. A) Ljusmikroskopi av den främre väggen av en mus helt hjärta 7 dagar efter regional adenovirala injektion. B) Fluorescerande bild (EGFP) i samma hjärta som visar framgångsrik leverans och hjärtmuskel transduktion av en adenovirusvektor. C, D) Tvärsnitt på mid-papillarmuskeln nivå, vilket visar omfattningen av regionalt transfektion från en enda intramyocardial injektion av adenovirus (50 pl av 2,8 x 10 9 infektiös enheter / ml).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Biologics kan levereras till hjärtmuskeln genom direkt intramyocardial injektion, intraperikardiella injektion eller indirekt administrering via blodomloppet. Nyligen cellbaserade terapi prövningar i hjärtinfarkt modeller har beskrivit en öppen torakotomi förhållningssätt till leverans av injektat 12-14. En viktig faktor i framgången för en myocardial terapeutisk intervention hänger på valet av leveransvägen. Den högsta lokala dosen av biologiska uppnås genom intramyocardial leverans 15,16. Intramyocardial injektion under direkt visualisering är den enklaste metoden och möjliggör målinriktad administration inom myokardiet 17. Emellertid är denna metod också de mest invasiva, eftersom det kräver öppning av brösthålan och hjärtsäcken för att exponera målet myokardium 18. Portioner av hjärtat, såsom dess dorsala yta, inte är lätta att visualiseras och injiceras med hjälp av denna metod. Den invasivitet av procedure begränsar också potentiella terapeutiska doseringsscheman. Här beskriver vi en tekniskt enkel, tillförlitlig och reproducerbar teknik för att leverera biologiska eller droger under ultraljud-ledning på ett säkert sätt genom perkutan intramyocardial injektion, utan sjuklighet och begränsningar av kirurgisk torakotomi exponering. I över 150 möss som injicerats hittills, efter initial teknisk kompetens erhölls, var vår periprocedural dödligheten under 5% när mindre än fyra hjärt platser var riktade åt gången. Totala injektat volymer på upp till 200 | il tolererades förvånansvärt väl av den murina hjärta. Den främre myokardium lämpar sig väl som ett mål för injektion, med tanke på den parallella orienteringen av denna region av myokardiet mot den långa axeln av nålen, så att nålen bli kvar i muskeln av hjärtat mer säkert. Det är viktigt att operatören visualisera hela avfasad spets i myokardiet före injektion, eftersom detta garanterar full leverans av Injectate utan läckage in i den omgivande vävnaden. Försiktighetsåtgärder för att säkerställa nålspetsen alltid är synligt i hjärtmuskeln är också kritisk för framgångsrik myocardial injektion. När tränar med Evans blå färg kommer oavsiktlig injektion i ventrikelkammare leda musen utvecklas snabbt en blå nyans syns tydligast i avhåras huden. Det är också värt att notera att nålinförande genom bröstväggen bestäms enbart av ultraljudsbilden som visas i det avsedda målet hjärtmuskeln och inte av någon yta anatomiska landmärken på musen. För en erfaren echocardiographer, kan kompetens i intramyocardial injektion rimligen uppnås efter praktiken på 4-5 försök.

Eftersom nålen passerar genom bröstväggen, måste den passera genom interkostalrummet. Det är inte ovanligt att behöva göra smärre justeringar i bildplanet gång genom interkostalrummet att hålla avfasade spetsen tydligt inom synhåll. Thär vanligtvis sker genom smärre justeringar av djuret plattform eller injektionssprutan kontrollerna. De mindre ändringar bör göras en gång nålen är genom bröstkorgen men innan den har passerat in i hjärtmuskeln för att förhindra hjärt skärsår och trauma från upprepad nålspets manipulation. För att minimera risken för hemopericardium, bör målet vara att komma in i hjärtat så få gånger som krävs för att komplettera leveransen av injektat. Även om den beskrivna tekniken är för intramyocardial injektion på kort axelplanet i hjärtat, är det lika möjligt att injicera i parasternal långa axelplan hjärtat genom enkel justering av djuret plattform för att ansluta sig till denna plan (figur 2C) och omdirigering nålen för att ange det avsedda målet i hjärtmuskeln (figur 3D).

Framgångsrik intramyocardial injektion kan bekräftas genom användning av ett indikatorfärgämne, följt av omedelbar patologisk examination av den injicerade musen hjärta. Injektion av en suspension av fluorescerande mikrosfärer kommer att förbli på obestämd tid på injektionsstället och kan administreras samtidigt med ett annat medel för att markera målområdet. Musen avlivas med hjälp av inhalerad koldioxid av utbildad personal per institutionella protokoll djurhantering. Undersökning av hjärtytan kommer att avslöja den injicerade området, och skära hjärtat med ett hjärta matris kommer att ge tvärsektioner som kommer att visa den injicerade området. När upprepad injicering och / eller avbildning av samma myocardial region önskas över tiden, är det fördelaktigt att använda standardavbildningsplan och att rikta reproducerbara anatomiska landmärken. Till exempel är det bekvämt att använda den korta axeln avbildningsplanet för att rikta den vänstra ventrikeln vid midpapillary muskelnivån (figur 3A). Den allvarligaste potentiella komplikation är hjärtmuskel skärsår / bristning och därav blödning och / eller hemopericardium. Risken för thär komplikations ökar med upprepade passager av nålen (fyra eller högre) genom hjärtmuskeln, snabb injektion av vätskan bolus, återanvända en trubbig nålspets och användning av mindre möss (under 15 g) möss. Om flera mål inom myokardiet injiceras i serie (främre väggen, sidovägg eller sämre vägg), är det optimalt att uppnå detta på tre pass eller mindre av nålen genom myokardiet för att minimera risken för behandlingskomplikationer. De sidoväggar vänsterkammarhjärtmuskeln kan injiceras samtidigt med en passage av nålen genom bröstväggen (figur 5E och 5F) som de anpassar parallellt med varandra, men alla andra hjärtmuskelväggen målet krävs ny insättning av nålen genom bröstkorgen efter nålen vinkeljustering. Musen ska inte oversedated som bradykardi (under 400 slag per minut) kan öka slutdiastoliska volym och avsevärt minska hjärtmuskeltjocklek. Vårupplevelse är för möss att återhämta sig från förfarandet snabbt och att pendla i sina burar inom minuter av återhämtning från anestesi. Komplikationer, när de uppstår, är plötsligt och ske vid tidpunkten för interventionen.

Även om detta protokoll är skriven för intramyocardial injektion, tillåter en liten modifiering av slutlig nålspetsen positionen operatören att rikta injektion i blodomloppet hos den vänstra ventrikulära håligheten för systemisk arteriell leverans av ett medel. Dra tillbaka sprutkolven kan bekräfta om avfasning spets är i vänster kammare kammaren (syrerikt blod aspire) eller i hjärtmuskelmassan. Med dagens högeffektiva och organspecifika virala vektorer, specifikt ett adeno-associerat virus serotyp 9-vektor med en hjärtspecifik promotor kan en utredare anpassa denna teknik som ett alternativ till retroorbital eller injektion i svansvenen för att uppnå en säker leverans av en hög virusmängd in i kranscirkulation, med minskad första passage absorption av levern. I kroniska postinfarct musmodell kan ärrad och fibrotiska hjärtmuskeln inte lämpa sig väl för intramyocardial injektionen ges den resulterande tunnväggiga målet operatören måste begrava nålspetsen in. Bör dock gränszonen regioner hjärtmuskeln vara mottaglig för intramyocardial injektionen och akustiska fönster efter torakotomi är mer än tillräckliga för framgångsrik ultraljud.

Ultraljud-styrd, intramyocardial injektion i djurmodeller representerar en väl tolererad och effektiv, minimalt invasiva och tekniskt enkel metod för att leverans biologiska medel till hjärtmuskeln. Denna teknik kan lätt användas för framgångsrik leverans av genvektorer eller cellbaserade terapier vid någon försöks tidpunkt i en musmodell, även efter tidigare öppen torakotomi förfaranden. Att förvärva förtrogenhet och kompetens med utrustningen och injektionsproceduren kommerse efterföljande framgång i experimentella modeller.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Vevo 2100 ultrasound imaging system  Visualsonics
Vevo Integrated Rail System III Visualsonics
Microscan MS400 transducer Visualsonics
Microscan MS550D transducer Visualsonics
PrecisionGlide needles BD 305128 30 G x 1 in/2.5 cm
1 cc slip tip syringe Exel International  26048 or equivalent
Gastight 50 μl glass syringes Hamilton 1705
Trypan blue stain (0.4%) Gibco  15250 or equivalent
Isoflurane Baxter AHN3640 or equivalent
Aquasonic 100 Parker Laboratories (01-08) or equivalent
Polystyrene microspheres (red fluorescent) Life Technologies F-8842 or equivalent

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kochanek, K. D., et al. Deaths: final data for 2009. Natl Vital Stat Rep. 60 (3), 1-117 Forthcoming.
  2. Strauer, B. E., Steinhoff, G. 10 years of intracoronary and intramyocardial bone marrow stem cell therapy of the heart: from the methodological origin to clinical practice. J Am Coll Cardiol. 58, 1095-1104 (2011).
  3. Cheng, K., et al. Intramyocardial autologous cell engraftment in patients with ischaemic heart failure: a meta-analysis of randomised controlled trials. Heart Lung Circ. 22 (11), 887-894 (2013).
  4. Fischer-Rasokat, U., et al. A pilot trial to assess potential effects of selective intracoronary bone marrow-derived progenitor cell infusion in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy: final 1-year results of the transplantation of progenitor cells and functional regeneration enhancement pilot trial in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy. Circ Heart Fail. 2, 417-423 (2009).
  5. Seth, S., et al. Percutaneous intracoronary cellular cardiomyoplasty for nonischemic cardiomyopathy: clinical and histopathological results: the first-in-man ABCD (autologous bone marrow cells in dilated cardiomyopathy) trial. J Am Coll Cardiol. 48, 2350-2351 (2006).
  6. Ladage, D., et al. Percutaneous methods of vector delivery in preclinical models. Gene Ther. 19, 637-641 (2012).
  7. Zangi, L., et al. Modified mRNA directs the fate of heart progenitor cells and induces vascular regeneration after myocardial infarction. Nat Biotechnol. 31, 898-907 (2013).
  8. Laakmann, S., et al. Minimally invasive closed-chest ultrasound-guided substance delivery into the pericardial space in mice. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 386 (3), 227-238 (2013).
  9. Respress, J. L., Wehrens, X. H. Transthoracic echocardiography in mice. J Vis Exp. (39), e1738 (2010).
  10. Wang, G., et al. Characterization of cis-regulating elements and trans-activating factors of the rat cardiac troponin T gene. J Biol Chem. 269, 30595-30603 (1994).
  11. Shimshek, D. R., et al. Codon-improved Cre recombinase (iCre) expression in the mouse. Genesis. 32, 19-26 (2002).
  12. Lichtenauer, M., et al. Intravenous and intramyocardial injection of apoptotic white blood cell suspensions prevents ventricular remodelling by increasing elastin expression in cardiac scar tissue after myocardial infarction. Basic Res Cardiol. 106 (4), 645-655 (2011).
  13. Herrmann, J. L., et al. Postinfarct intramyocardial injection of mesenchymal stem cells pretreated with TGF-alpha improves acute myocardial function. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 299 (1), 371-378 (2010).
  14. Zhou, Y., et al. Direct injection of autologous mesenchymal stromal cells improves myocardial function. Biochem Biophys Res Commun. 390 (3), 902-907 (2009).
  15. Campbell, N. G., Suzuki, K. Cell delivery routes for stem cell therapy to the heart: current and future approaches. J Cardiovasc Transl Res. 5 (5), 713-726 (2012).
  16. Hou, D., et al. Radiolabeled cell distribution after intramyocardial, intracoronary, and interstitial retrograde coronary venous delivery: implications for current clinical trials. Circulation. 112, Suppl 9. 150-156 (2005).
  17. Dib, N., et al. Recommendations for successful training on methods of delivery of biologics for cardiac regeneration: a report of the International Society for Cardiovascular Translational Research). JACC Cardiovasc Interv. 3 (3), 265-275 (2010).
  18. Dib, N., et al. Cell therapy for cardiovascular disease: a comparison of methods of delivery. J Cardiovasc Transl Res. 4 (2), 177-181 (2011).

Tags

Medicin mikroinjektion mus ekokardiografi transthorakal hjärtmuskeln perkutan administration
Ultrasound-guidad transtorakal Intramyocardial Injection hos möss
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Prendiville, T. W., Ma, Q., Lin, Z., More

Prendiville, T. W., Ma, Q., Lin, Z., Zhou, P., He, A., Pu, W. T. Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice. J. Vis. Exp. (90), e51566, doi:10.3791/51566 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter