Waiting
Login processing...

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

Medicine

Ultralydsvejledt Transtorakal intramyocardial Injektion i mus

Published: August 5, 2014 doi: 10.3791/51566

Summary

Ekkokardiografi-guidede perkutan intramyocardial injektion er en effektiv, pålidelig og målrettes modalitet til levering af genoverførsel agenter eller celler i murine hjerte. Efter trinene i denne protokol, kan operatøren hurtigt blive kompetent i denne alsidige, minimalt invasiv teknik.

Abstract

Murine modeller af hjerte-kar-sygdom er vigtige for at undersøge patofysiologiske mekanismer og udforske potentielle regenererende behandlinger. Eksperimenter med myokardie injektion i øjeblikket udføres af direkte kirurgisk adgang gennem en torakotomi. Mens praktisk, når udført på tidspunktet for en anden eksperimentel manipulation såsom kranspulsåreombinding, behovet for en invasiv procedure til intramyocardial levering begrænser potentielle eksperimentelle design. Med stadigt forbedre ultralyd opløsning og avancerede invasive billeddiagnostiske metoder, er det nu muligt at rutinemæssigt udføre ultralyd-vejledt perkutan intramyocardial injektion. Denne modalitet effektivt og pålideligt leverer midler til et målrettet region myokardiet. Fordele ved denne teknik omfatter undgåelse af kirurgisk morbiditet, mulighed for at målrette områder af myocardium selektivt ved hjælp af ultralyd, og muligheden for at levere injektionsmidlet til myocardium ved multiple, forudbestemte tidsintervaller. Med praktiseres teknik, komplikationer fra intramyocardial injektion er sjældne, og mus hurtigt vende tilbage til normal aktivitet på nyttiggørelse fra bedøvelsesmiddel. Efter trinene i denne protokol, kan operatøren med grundlæggende ekkokardiografi erfaring hurtigt blive kompetent i denne alsidige, minimalt invasiv teknik.

Introduction

Hjertesygdom er den hyppigste dødsårsag for både mænd og kvinder i USA, der tegner sig for 600.000 dødsfald årligt 1. Murine modeller af hjerte-kar-sygdom er kritisk vigtige for at undersøge patofysiologiske mekanismer og for at udforske mulige behandlinger. Myocardial levering af genterapivektorer stamceller, modificerede RNA og andre terapeutiske midler tillader undersøgelse af deres terapeutiske potentiale for hjertesygdomme 2-7. I øjeblikket er der begrænsede muligheder for myokardie levering af terapeutiske midler i musemodeller 6. Intramyocardial injektion under direkte visualisering er almindeligt anvendt, men kræver en sternotomi eller torakotomi og er begrænset til det belyste område af hjertet. Mens praktisk, når udført på tidspunktet for en anden eksperimentel manipulation såsom LAD-ligering, der er behov for en invasiv procedure til intramyocardial levering begrænser potentielle eksperimentelle design og indfører enDERLIGERE effekter fra proceduren (f.eks fibrose skyldes thoracotomi). Perkutan perikardial levering af virale vektorer er blevet rapporteret, men stedet og distribution af terapeutisk middel ikke er homogen og er vanskelig at kontrollere 8. Perkutan koronar injektion resulterer i mere homogen fordeling af injicerede materiale, men effektiv og reproducerbar koronar levering er udfordrende i murine modeller.

Her beskriver vi en lukket kiste intramyocardial indsprøjtning teknik, der gør det muligt for minimalt invasiv, operatør kontrolleret målretning af terapeutiske midler ved hjælp af ultralyd. Teknikken er let at lære, overflødiggør behovet for torakotomi eller sternotomi og deres ledsagende eksperimentelle komplikationer, og giver større fleksibilitet med hensyn til tidspunktet og steder af intramyocardial injektion. Således ekkokardiografi-assisteret intramyocardial injektion udgør en teknisk enkel og meget effektiv metode til at manipuleremyokardiet i murine eksperimentelle modeller.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle beskrevne trin blev udført under protokoller, der er godkendt af Institutional Animal Care og brug Udvalg Boston Børnehospital.

1. Fremstilling

  1. Udfør baseline hjerteundersøgelser anatomisk og funktionel vurdering af ekkokardiografi før begynder injektionsprotokollen, som den optimale faste transducer position intramyocardial injektion ikke kan give de optimale standard udsigt til afgrænsning anatomi og vurdering af funktion.
  2. Setup injektion er vist i figur 1A-1C. Placer en tom sprøjte med en skaftet nål, koniske orienteret opad, sprøjten klemme (se figur 1C) og fastgør ultralydstransduceren sonde i scanningen-head klemme (se figur 1B). Løsnes Scan hoved klemme kuglelås samlingen (Figur 1B) og manipulere transduceren orientering, så det er rettet ind parallelt med aksen af nålen. Fastgør scan-hovedets position ved at spænde scanningen-head klemme kuglelås joint.
    BEMÆRK: Til injektion i voksne mus, en 30 G kanyle med en 1 / 2,5 cm længde er optimal. En 1 ml sprøjte kan anvendes til større mængder, mens et gastæt sprøjte kan anvendes til mere præcis styring af mindre mængder (5-10 pi).
  3. Påfør ultralyd gel liberalt til transduceren spidsen med en spatel til at dække hovedet langs sin helhed. Unsheathe forsigtigt nålen og bruge kanylefatningen kontroller føres nålen direkte under transduceren og inden for ultralyd gel til visualisering. Foretage mindre justeringer ved hjælp kanylefatningen kontrol, så nålen visualiseres tydeligt i hele sin længde på ultralydsbilledet. Hvis transduceren blev korrekt justeret parallelt med nålen i trin 1.4, da nålen skal forblive inden afbildningsplanet når det fremføres, og trækkes med injektionen drejeknap (figur 1C).
  4. I de efterfølgende trin, forstyrrer ikke behovetle / transducer vandrette justering ved at flytte enten i den vandrette akse. Snarere målrette specifikke områder af hjertet til injektion ved at ændre den lodrette (y-aksen) position kanylefatningen og ved at bevæge dyret platformen.
  5. Flyt transduceren overlegent fra dyret platformen ved hjælp af scanning højde kontrol (figur 1B) for at tillade efterfølgende placering af den bedøvede mus på dyret platformen. Dette vil ikke forstyrre x-aksen tilpasning af transduceren til den lange akse af nålen.
  6. Fjern sprøjten, der blev brugt til opretning fra sprøjteklemmen og kassér omhyggeligt. Læg den nye nål og sprøjte med injektionsmidlet til det endelige mål volumen, der giver mulighed for dødt rum i sprøjten. Vær omhyggelig med at fjerne luftbobler. Placer sprøjten i sprøjten klemme uden at justere sin x-aksen tilpasning. Fuldt trække sprøjten ved hjælp af injektion kontrol.
    BEMÆRK: indledende uddannelse, brugen af ​​Evan blåfarvestof (1%), kan Trypan blåsplint (0,4%) eller en suspension af fluorescerende mikrokugler som injektatet hjælpe operatøren med at bekræfte kompetence og succes målrettet injektion.

2. Injektion

  1. Tænd den integrerede varmere af varmeanlægget platform og sæt den til 37 ° C. Placer dyret platform 180 ° fra den sædvanlige billedbehandling orientering, med anæstesi spændebånd og leder af dyret nærmest til operatøren. Dette gør det muligt for hjertet (i venstre side af brystkassen) at være ipsilaterale til sprøjteklemmen og nål. Bemærk: Yderligere mindre uret Ved indstilling til dyret platform kan være nødvendigt at orientere hjertet korrekt for parasternal korte akse afbildningsplanet der vil blive brugt til injektion (figur 2A).
  2. Forbered mus til ekkokardiografi som tidligere rapporteret 9. Bedøver musen i en induktion kammer med 2% isofluran. Fjern hår på brystet med hårfjerning creme end gælder smørende gel til begge øjne for at forhindre udtørring af sclera.
  3. Hæv transduceren med scan hovedhøjde kontrol (figur 1B). Placer bedøvede mus liggende oven på opvarmede dyr platform med snuden i en næsekegle levere 1-3% isofluran (figur 2A-2B). Sæt forsigtigt en rektal sonde og tape fire poter til EKG-elektroder, anvendelse af elektrode gel til elektrisk kontakt.
    BEMÆRK: Der skal sikres et passende niveau af anæstesi til human behandling af dyret. Der bør ikke være nogen ændring i hjertefrekvens og intet svar på placering af nålen gennem brystvæggen. Dyret platform integrerede homeostatiske temperaturkontrol bør anvendes til at opretholde normotermi (37 ± 0,5 ° C), som hypotermi vil resultere i relativ bradykardi, ventrikulær dilatation og eventuel ubehag.
  4. Når musen er sikker på dyret platform, sænke transduceren på depilated bryst med scan hovedhøjde kontrol (Figur 1B). Den optimale ultralyd opsætningen til injektion er for hjertet, der skal visualiseres på parasternal korte akse orientering, som pr standard ekkokardiografisk teknik. Drej dyret platform 20-30 ° med uret for at opnå den optimale akustiske vindue til injektion i den korte akse afbildningsplanet (figur 2A-2B). Bemærkning: Alternativt injektion kan udføres fra en parasternal lang akse orientering ved rotation mod uret af dyret platform (figur 2C).
  5. Bruge kontrol dyret justering platform til at justere synsfeltet og målrette enhver ønsket injektionsstedet i venstre ventrikel myokardiet. Pan og tilbage tilbage fra spidsen til bunden af hjertet til at målrette den ønskede indsprøjtning placering i venstre ventrikulære myocardium (figur 3A-3C). Bemærk: Den midpapillary parasternal korte akse visning (figur 3A) giver reproducible vartegn, der tillader opfølgning billeddannelse af injektionsstedet. Bemærk: Alternativt kan parasternal længdeakse vis anvendes til at målrette en foruddefineret injektionsstedet (figur 3D).
  6. Startende med sprøjten i den helt tilbagetrukket sprøjteklemmen langsomt rykke sprøjten mod dyrets bryst ved at dreje injektion kontrol med uret (figur 4A). At tillade klar ultralyd visualisering af både hjerte og nålespidsen når den nærmer sig brystet, bruge masser af ultralyd gel over venstre side af brystet og optimere akustiske vindue ved at sætte et bredt synsfelt på ekkokardiografi kontrol. Indstil omdrejningspunktet / zone ved målområdet til injektion. Mindre justeringer kanylefatningen kontroller kan optimere billedet af nålen langs dens længde.
    BEMÆRK: Visse ultralydsapparater har en nålestyr softwarefunktion til digitalt at udvide en linje langs den lange akse af nålen igennem til målet myokardium(Figur 4B). En sådan software-værktøj kan være nyttigt, men er ikke afgørende.
  7. Med dyret passende bedøvet (1-3% isofluran blandet med 0,5-0,8 l / min 100% oxygen), føres nålen gennem brystvæggen af ​​mus og i myocardium, omhyggeligt iagttage positionen af ​​den affasede nålespidsen overhovedet gange. Stop fremrykkende når nålespidsen er inden for det opstillede myokardiet (figur 4C). Hele skrå spids skal være sikkert i myokardiet, for at undgå injektat sive ind i perikardial rummet.
  8. Når spidsen er i den ønskede placering, levere injektat ved at trykke på sprøjtestemplet. Levere injektionsmidlet langsomt over 5-30 sekunder (afhængigt af mængden bliver leveret). Op til 50 pi injektat kan leveres uden at kompromittere ventrikelfunktion. En forbigående echobright udseende til det injicerede myokardie region kan være indlysende efter vellykket injektion. En kort (sekunder) periode med relativ bradycardIA er lejlighedsvis bemærket med indsprøjtning i myokardiet og hurtigt løser.
  9. Når injektionsmidlet er blevet administreret, hurtigt trække nålen ved drejning mod uret af injektionen drejeknap. Musen bør holdes under anæstesi i flere minutter af ekkokardiografisk observation for at bekræfte bevaret ventrikelfunktion og ingen postprocedural komplikationer. Hvis indiceret, kan flere regioner af myokardiet være serielt injiceres ved repositionering af nålen er indfaldsvinkel ved justering af dyret platformen. Efter intramyocardial injektion musen placeres i et bur på sin egen og lov til at komme fra bedøvelsen under observation.
  10. Lad ikke et dyr uden opsyn, indtil det har genvundet tilstrækkelig bevidsthed til at opretholde brystleje. Må ikke returnere et dyr, der har gennemgået intramyocardial indsprøjtning til selskab med andre dyr, indtil fuldt tilbagebetalt. Buret skal placeres på et termoreguleret pude med ready levering af vand og mus kost. Postprocedural ubehag forventes ikke og manglende passende genoptage normal opførsel kort efter interventionen tyder på en potentiel komplikation (se Diskussion).
  11. Kassere forsigtigt nålen umiddelbart efter afslutningen af ​​intramyocardial injektion for at minimere risikoen for skarpe personskade på operatøren eller omkringstående. Genbrug af en nål kan resultere i afstumpningsorganet af spidsen gør det mere udfordrende at gennembore myokardiet og resulterer i en højere risiko for komplikationer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Murine intramyocardial Injektion med blåt farvestof eller fluorescerende mikrosfærer

Injektion af Evans blåt farvestof er nyttig med henblik på uddannelse. Snart efter injektion, aflive mus og fjerne hjertet til at visualisere placeringen af den injicerede blåt farvestof. Figur 5 viser et eksempel på en succesfuld injektion med blåt farvestof infiltrerer myokardiet mid-papillære muskel niveau (figur 5A, område indesluttet den stiplede linje). Evans-blåt farvestof vil vaske ud i vævet i et par timer. For mere permanent mærkning af injektionsstedet kan fluorescerende mikrosfærer, der forbliver i det uendelige på injektionsstedet anvendes. Figur 5C-5F illustrerer flere mål injektion i forreste og bageste venstre ventrikulære vægge.

Adenovirus Injektion i myocardium

At visualisere levering af adenovirus til myokardiet ved ultralyd vejledningd injektion vi injicerede et adenovirus, hvor cardiomyocyte specifik rotte troponin T-promotoren 10 drev ekspression af pattedyr-kodon-optimeret Cre 11. Domænet for Cre-medieret rekombination blev bestemt under anvendelse Rosa26 mTmG mus, hvor Cre rekombination slukker rødt fluorescerende protein (RFP) og drejer på grønt fluorescerende protein (GFP). En enkelt injektion af 50 pi virus (2,8 x 10 9 infektiøse enheder / ml) regionalt aktiveret GFP-ekspression senest 7 dage efter injektion (figur 6). Nogle regionale myokardie infiltration ind i vævet ud over den første injektionsstedet er værdsat i de afskårne billeder.

Figur 1
Setup Figur 1. Ultralyd-vejledt injektion. A) Oversigt over integreret jernbanesystem, der tilladers tilpasning af injektionssprøjte og ultralydsscanning hoved. B) Ultralyd scanning hoved kontrol. Scanningen hoved er låst i position, som er afstemt til injektionssprøjten. Synsfeltet justeres ved at flytte dyr platform. C) injektionssprøjte kontrol.

Figur 2
Figur 2. Optimal placering af mus på dyret platform for ultralydsvejledt nåleinjektion. A) Orientering af dyret platform nål og transducer til intramyocardial injektion fra den korte akse afbildningsplanet. B). Nærbillede af nålen vej under transducerens synsfelt gennem en generøs mængde af ultralyd gel som den passerer ind i brysthulen . C) Orientering af dyret platform, nål og transducer til intramyocardial InjeIndsatsen i parasternal lang akse afbildningsplanet.

Figur 3
Figur 3. Repræsentative ultralyd billeder af myokardiet til målretning i parasternal korte akse og lang akse fly. AC) korte akse billeder af den venstre ventrikel på niveau med midten af papillærmuskler (A), beneath papillærmusklerne (B) og toppunktet af hjertet (C). D) Lang akse billede demonstrerer intramyocardial injektion i den forreste venstre ventrikel væg. Pile markere positionen af ​​nåleskaftet.

Figur 4
Figur 4. Repræsentant 2D Ekkokardiografi billeder. A) B) Nål guide Overlayfunktionen linje langs den lange akse af nålen, og forudsige en bane (grøn stiplet linie), gennem den forreste myokardiet. C) indsprøjtet myocardium med skråkant nål begravet i den forreste myokardievæggen.

Figur 5
Figur 5. Mærkning injektionsstedet med Evans blåt farvestof eller fluorescerende mikrosfærer. Intramyocardiale injektion af blåt farvestof i den forreste myokardievæggen. A) tværsnit af hjertet på niveauet for de midpapillary muskler, hvilket viser infiltration af farvestoffet 30 min efter intramyocardial levering tilvenstre ventrikel. B) Synlig priksted fra nålen til venstre laterale overflade af myokardiet. C, D) Murine myocardium demonstrerer røde fluorescerende mikrokugler 7 dage efter særskilt intramyocardial injektion i den forreste og bageste venstre ventrikel vægge. E, F) Venstre ventrikulær myokardiet sektioneret i midten papillærmuskel i det tværgående plan af hjertet demonstrerer aflejring af røde fluorescerende mikroperler. Spredte mikroperler tværs snitfladen skyldtes spredning i bufferen under og efter opskæring hjertet med et knivblad.

Figur 6
Figur 6. Fluorescerende mærkning af den forreste myokardievæggen en Rosa26 mTmG hjerte efter en enkelt intramyocardial injektion af en TNT-icreAdenovirus. A) Lysmikroskopi af den forreste væg af et murint hele hjerte 7 dage efter regionale adenovirale injektion. B) fluorescerende billede (EGFP) i den samme hjerte demonstrerer succesfuld levering og myocardial transduktion af en adenovirusvektor. C, D) tværsnit på medio papillærmuskel niveau, hvilket viser omfanget af regionale transfektion fra en enkelt intramyocardial injektion af adenovirus (50 pi af 2,8 x 10 9 infektiøse enheder / ml).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Biologics kan leveres til myokardiet ved direkte intramyocardial injektion, intrapericardial injektion eller indirekte indgivelse via blodbanen. Nylige cellebaserede terapi forsøg i myokardieinfarkt modeller har beskrevet en åben torakotomi tilgang til levering af injektat 12-14. En vigtig faktor for succesen af ​​en myocardial terapeutisk intervention afhænger valget af levering rute. Den højeste lokale dosis biologisk opnås ved intramyocardial levering 15,16. Intramyocardial injektion under direkte visualisering er den mest ligetil metode og giver mulighed for målrettet administration i myokardiet 17. Men denne metode er også den mest invasiv, da det kræver åbning af brysthulen og hjertesækken at blotlægge mål myokardium 18. Dele af hjertet, såsom dens dorsale overflade, er ikke let visualiseres og injiceres ved hjælp af denne metode. Den invasionsevne af procedure og begrænser potentielle terapeutiske doseringsskemaer. Her beskriver vi en teknisk ligetil, pålidelig og reproducerbar teknik til at levere biologiske eller narkotika under ultralyd-vejledning sikkert ved perkutan intramyocardial injektion, uden sygelighed og begrænsninger kirurgisk thoracotomi eksponering. I mere end 150 mus injiceret til dato, efter indledende tekniske kompetencer blev opnået, var vores periprocedural dødelighed under 5%, når mindre end fire myokardie steder var rettet mod et hvilket som helst tidspunkt. Samlet injektatet mængder op til 200 pi var overraskende godt tolereret af det murine hjerte. Den forreste myokardiet egner sig godt som et mål til injektion, i betragtning af den parallelle orientering af dette område af myokardium med længdeaksen af ​​nålen, så nålen forbliver i muskel i hjertet mere sikkert. Det er vigtigt, at operatøren visualisere hele skrå spids i myocardium før injektion, da dette sikrer fuld levering af injectate uden lækage i det omgivende væv. Omhu for at sikre nålespidsen altid forbliver synlig i myokardiet er også afgørende for en vellykket myokardie injektion. Når øve med Evans blåt farvestof, vil utilsigtet injektion i den ventrikulære kammer føre musen hurtigt at udvikle en blå nuance synlig tydeligst i skrabes huden. Det er også værd at bemærke, at nålen indsættelse gennem brystvæggen er alene bestemt af ultralyd viste billede af det tilsigtede mål myokardiet og ikke ved nogen vartegn med musen overflade anatomiske. For en erfaren echocardiographer kan kompetenceudvikling i intramyocardial injektion med rimelighed kan forventes efter praksis på 4-5 forsøg.

Da nålen passerer gennem brystvæggen, skal det passere gennem interkostale rum. Det er ikke ualmindeligt at have til at foretage mindre justeringer afbildningsplanet gang gennem interkostale plads til at holde den affasede spids klart inden visning. Ther er normalt opnås gennem mindre justeringer af dyret platform eller de injektionssprøjte kontrol. De mindre ændringer, skal ske, når nålen er gennem brystkassen, men før det har passeret ind myokardiet at forhindre myokardie rifter og traumer fra gentagen nålespids manipulation. For at minimere risikoen for hemopericardium, bør målet være at komme ind i hjertet så få gange, som er nødvendige for at afslutte leveringen af ​​injektat. Selv om den beskrevne teknik er intramyocardial injektion i korte akseplanet af hjertet, er det ligeledes muligt at injicere i parasternal længdeakse plan af hjertet ved simpel justering af dyret platform til at tilpasse sig dette plan (figur 2C) og omdirigere nålen til at indtaste det opstillede mål myocardium (figur 3D).

Vellykket intramyocardial injektion kan bekræftes ved hjælp af et indikatorfarvestof efterfulgt af øjeblikkelig patologisk examination af den injicerede mus hjerte. Injektion af en suspension af fluorescerende mikrosfærer vil forblive på ubestemt tid på injektionsstedet og kan administreres samtidig med et andet middel til at markere målområdet. Musen aflives ved hjælp af inhaleret kuldioxid af uddannet personale pr institutionelle håndtering dyr protokoller. Undersøgelse af hjertet overflade vil afsløre det injicerede område, og tilskæring af hjertet med et hjerte matrix vil give tværsnit, der vil vise den injicerede område. Ved gentagen injektion og / eller billeddannelse af samme myocardial region ønskes over tid, er det fordelagtigt at bruge standard billeddannende fly og målrette reproducerbare anatomiske kendetegn. For eksempel er det bekvemt at anvende den korte akse afbildningsplanet at målrette den venstre ventrikel på midpapillary muskel niveau (figur 3A). Den mest alvorlige potentielle komplikation er myokardie rifter / brud og deraf følgende blødning og / eller hemopericardium. Risikoen for ther komplikationer stiger med gentagne passager af nålen (fire eller derover) gennem myocardiet, hurtig injektion af væsken bolus genbruge en stump nålespids, og anvendelsen af ​​mindre mus (under 15 g) mus. Hvis flere mål inden for myokardiet injiceres serielt (forreste væg, sidevæg eller ringere væg), er det optimalt at opnå dette i tre passager eller derunder af nålen gennem myokardiet at minimere risikoen for proceduremæssige komplikationer. Sidevægge venstre ventrikel myocardium kan injiceres samtidigt med en aflevering af nålen gennem brystvæggen (figur 5E og 5F), som de tilslutter parallelt med hinanden, men enhver anden myokardievæggen mål vil kræve fornyet indføring af nålen gennem brystvæggen efter justering af nål vinkel. Musen skal ikke oversedated som bradykardi (under 400 slag per minut) kan øge slutdiastoliske volumen og reducere myokardie vægtykkelse. Voreserfaring er for mus til at inddrive fra proceduren hurtigt, og at ambulate i deres bure inden for minutter bedring efter anæstesi. Komplikationer, når de opstår, er pludselige og ske på det tidspunkt for intervention.

Selv om denne protokol er skrevet til den intramyocardial indsprøjtning, en mindre ændring af den endelige nålespids position giver føreren mulighed for at målrette injektion i blodbanen af ​​den venstre ventrikel hulrum til systemisk arteriel levering af en agent. Trække tilbage i sprøjtestemplet kan bekræfte, om facet spidsen er i den venstre ventrikel kammer (ilt rige blod aspireres) eller i myokardie muskelmasse. Med dagens højeffektive og organspecifikke virale vektorer, især en adeno-associeret virus serotype 9-vektor med en hjerte-specifik promotor, kan en investigator tilpasse denne teknik som et alternativ til retro-orbital eller haleveneinjektion at opnå sikker levering af en høj viral belastning i den koronareomsætning, med reduceret first-pass absorption i leveren. I den kroniske postinfarct musemodel, kan arret og fibrotiske myocardium ikke egner sig godt til intramyocardial injektion givet den resulterende tyndvæggede mål operatøren har at begrave nålespidsen. Grænseområdet regioner myocardium bør dog være muligt at foretage en intramyocardial injektion og akustiske vinduer efter torakotomi er mere end tilstrækkelige for en vellykket ultralyd vejledning.

Ultralyd-vejledt, intramyocardial injektion i dyremodeller repræsenterer en veltolereret, effektiv, minimalt invasiv, og teknisk enkel metode til levering biologiske midler til myokardiet. Denne teknik kan let anvendes til en vellykket gennemførelse af genvektorer eller cellebaserede behandlingsformer på noget eksperimentelt tidspunkt i en musemodel, også efter forudgående offentlige thoracotomi procedurer. Erhvervelse kendskab og kompetencer med det udstyr og proceduren for injektion vilsikre efterfølgende succes i forsøgsmodeller.

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 ekkokardiografi transtorakal myocardium perkutan administration
Ultralydsvejledt Transtorakal intramyocardial Injektion i mus
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