A highly reproducible model for myocardial infarction in mice with minimal invasive manipulations is described. The model can be easily performed, resulting in a high reproducibility and survival rate. Thus, the described model will reduce the number of required animals as requested by the 3R principle (Replacement, Refinement and Reduction).
Herzinfarkt bleibt immer noch die häufigste Todesursache in den westlichen Ländern, trotz erheblicher Fortschritte in den Stent Entwicklungsgebiet in den letzten Jahrzehnten. Zur Klärung der zugrunde liegenden Mechanismen und die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien, die Verfügbarkeit von Tiermodellen gültig sind Pflichtfelder. Da wir neue Einblicke in Pathomechanismen von kardiovaskulären Erkrankungen unter in vivo Bedingungen zu bekämpfen Myokardinfarkt, die Gültigkeit des Tiermodell ist ein entscheidender Aspekt. Schutz von Tieren sind jedoch höchst relevant in diesem Kontext. Daher nehmen wir eine minimalinvasive und einfaches Modell des Myokardinfarkts bei Mäusen, die eine hohe Reproduzierbarkeit und Überlebensrate der Tiere gewährleistet. Somit erfüllt diese Modelle die Anforderungen des 3R-Prinzips (Replacement, Refinement und Reduction) für Tierversuche und zur Gewährleistung der wissenschaftlichen Informationen für die weitere Entwicklung von therapeutischen Strategien für cardiov erforderlichascular Krankheiten.
Herzinfarkt ist eine der Haupttodesursachen in den Industrieländern. Trotz unbestreitbarer Fortschritte der diagnostische und therapeutische Ansätze, sind Herz-Kreislauf- Erkrankungen immer noch die Hauptursache von Sterblichkeit. Angesichts der verbesserten Lebenserwartung und Lebensrisiken wird ein kontinuierlicher Anstieg der Inzidenz von kardiovaskulären Erkrankungen in der Zukunft erwartet. Daher gibt es einen starken Bedarf für die Behandlung von kardiovaskulären Erkrankungen zu etablieren und zu validieren neuartigen Ansätzen. Die Information des menschlichen Studien leiden an seine Grenzen, im allgemeinen sind diese Studien nicht ausreichend zu erklären und die Mechanismen auf molekularer Ebene nicht in der Lage, Lösungen für diese große gesundheitliche Probleme bereitzustellen.
Außerdem hat die Grundlagenforschung aufgrund der Komplexität und der Schwierigkeit begrenzt, die Mechanismen von kardiovaskulären Erkrankungen im Labor zu reproduzieren. Deshalb, um unser Wissen über die Pathophysiologie des Herz-Kreislauf zu erhöhenGefäßerkrankungen, ist es notwendig, Tiermodellen 1,2 validieren. Um jedoch alle Kaskaden von molekularen Ereignissen in der Heilung nach Myokardinfarkt, Analyse zu verschiedenen Zeitpunkten erforderlich beteiligt sind, was zu einer großen Anzahl von Tieren Experimente.
Myokardinfarkt Versuche werden oft durch Verwendung von Tiermodellen durchgeführt. Induktion Myokardinfarkt in Kleintiere 3-11 ist die eingesetzt werden, um zelluläre und molekulare Ereignisse als Großtiermodellen zu untersuchen am besten geeignete und effiziente Modell. Darüber hinaus stellt keine andere Art der Verfügbarkeit von transgenen oder Knockout-Stämme als 12 Mäuse. Diese Mausmodelle sind sehr nützlich bei anderen Krankheiten, einschließlich kardiovaskulären Krankheiten (wie zum Beispiel Atherosklerose, Restenose im Stent) 13,14. Darüber hinaus ist die geringe Schwangerschaft und die hohe Zahl von Nachkommen qualifizieren Mausmodelle als attraktivsten System zu molekularen Mechanismen der Herzmuskel INFA studierenrction 12.
Dennoch ist die Größe des Herzens bei Mäusen erwartet hohe Präzision der Handhabung bei der Mikrochirurgie. Unterricht wie qualifizierte Fachpersonal Operation ist ein zeitraubender und arbeitsintensiver Prozess. Deshalb haben wir hier einen detaillierten mikrochirurgisches Verfahren, einschließlich Tipps und Tricks, um Mitarbeiter auch bei mittleren Qualifikationen, wie Studenten oder Techniker, die komplexe Myokardinfarkt-Modell bei Mäusen durchführen zu führen.
Anfänglich wird Intubation mittels einer kurzen Kanüle, ohne mit der Tracheotomie. Die Brust Schnitt in der Zwischenrippengegend, die Vermeidung der Beschädigung von Rippen oder / und des umgebenden Gewebes. Dieser Teilschritt ist von großer Bedeutung für eine schnelle Wiederherstellung und Heilung 15 zu gewährleisten. Die Ligatur ist Differenz für chronische Ischämie und Ischämie / Reperfusion-Modelle hergestellt, für eine hohe Überlebensrate während immer noch eine signifikante Infarktgröße. Unsere Erfahrung zeigt, that mit Seidennaht sorgt für eine höhere Reproduzierbarkeit im Vergleich zu Cryo-Verletzungen 16.
Zusammenfassend ist das hier beschriebene Verfahren sowohl chronischen Ischämie und Ischämie / Reperfusion-Modelle in kleine Tiere anwendbar. Die Tipps und Tricks in diesem Verfahren vorge sollen Personal mit noch niedrigen oder mittleren Qualifikation zu ermöglichen, um es in kleinen Tiermodellen anzuwenden.
Während des Verfahrens gibt es einige wichtige Punkte zu beachten: Die Intubation wird die Öffnung der Brusthöhle und der LAD Ligatur. Der erste kritische Schritt ist die Intubation des Tieres vor experiements. Viele Gruppen werden mit einem vertikalen Träger zum Fixieren der Maus und eine Lichtquelle, um die Kanüle direkt in die Trachea einzusetzen. Dieses Verfahren hat die Unsicherheit über die korrekte Einführen der Kanüle in die Luftröhre und ist die fehleranfällig durch die Novizen. Einen kleinen Schnitt, kann die Position der Kanüle während des gesamten Manövers gesteuert werden, wodurch eine Verringerung der Ausfallrate. Darüber hinaus wird die Tracheotomie übertroffen, dh verringert Komplikationen und zur Verringerung der Betriebsdauer.
Der nächste Schritt ist die kritische Öffnung der Brusthöhle. Die mediane Sternotomie eine Hochrisiko-Manöver Verzögerung der Erholung der Tiere. Die seitliche linke Einschnitt impliziert das Schneiden von 2-3 Rippen 15 </sup>, führt zu mangel Erholung und erhöhte Sterblichkeit. Wir haben in dem Modell kleiner, diskreter Einschnitt zwischen den Rippen mit minimaler Belastung. Die Tiere erholen sich sehr schnell nach der Operation und nicht vorhanden Defekte oder gestörte Heilung. Die untere inter-Küstenraum als Bezugspunkt genommen. In Anbetracht dieser, die richtige und differenzierte Zugang zur Unterbindung Platz für chronische und Ischämie / Reperfusion-Modell, nicht schwerwiegende Probleme aufwerfen.
Die Ligatur sich die kritischste Schritt. Die linke absteigende Koronararterie ist schwer zu visualisieren, und muss ohne Ansicht gebunden werden oft. Daher sind einige anatomische Referenzpunkte hervorgehoben, um den Chirurgen, um die korrekte Ligation durchführen helfen. Für die chronische Infarkt-Modell, die Ligatur in der Mitte der Bauchseite des Herzens zwischen der Ohrmuschel und dem Scheitelpunkt über dem Ende des vorderen Hauptader (2B) angeordnet. Die Effizienz kann contro werdendurch die Visualisierung des Aussehens der grauen Farbe in den betroffenen Bereichen gefüllt. Wenn der Infarktbereichs erscheint vorderen und beinhaltet nicht die hintere Wand kann eine neue Naht an der linken Seite des ersten Naht platziert werden. Die Hauptwurzel LAD ist immer sichtbar unter der Ohrmuschel 18, und daher keine ernsthafte Probleme bei der Erkennung dieser Teil zu präsentieren. Jedoch stellt der Vorhof und die Gefahr eines Blutungen und muss vorsichtig behandelt werden.
Das Verfahren wird durch Vorhandensein geeigneter Geräte beschränkt. Ein Ventilator und geeignete Narkosesystem für die Kleintiere sind teuer und erfordern Verbindungen zu Gas und Belüftungssystem des Raumes. Ferner ist eine enge Überwachung der Tiere in der ersten Woche nach der erforderlichen Verfahren zu erkennen, die mögliche klinische. Um die Herzfunktion während des Experiments zu untersuchen, hochauflösende Ultraschall, komplexe Langen Perfusions-System, oder klein intraventrikulären Katheter Messungen erforderlich sind, involving hohen Kosten und zusätzliches Know-how.
In Anbetracht der Myokardinfarkt, gibt es keine alternativen Methoden zur Verfügung, um die Komplexität der Ereignisse in vitro zu reproduzieren. Je nach der Umgebung, ex vivo Perfusion eines isolierten Herzen im Langendorff-System liefert Informationen über die Kontraktilität, Herzfunktion und Myokardvitalität in Antwort auf unterschiedliche Stimuli oder Drogen. Jedoch schließt sie alle Interferenzen von Blutkomponenten und Immunsystems, und es ist nicht für eine langfris Studien der Remodelling und Heilung nach Myokardinfarkt angezeigt.
Nach der Durchführung der Myokardinfarkt Verfahren können alle anderen Funktionsanalyse durchgeführt werden, wie intraventrikulären Druckmessung, Ultraschall (Kleintierultraschallsysteme) oder isolierten Herzen Langendorff-Perfusion. Darüber hinaus können alle biologischen und molekularen Analysen durchgeführt, um Zellen, Proteinen mRNAs mikroRNAs identifizieren ge werdennes oder andere Biomarker, die als therapeutische Targets verwendet werden, um neue Behandlungsstrategien für Myokardinfarkt zu entwickeln.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by Interdisciplinary Centre for Clinical Research IZKF Aachen (junior research group to E.A.L.) within the faculty of Medicine at RWTH Aachen University. We are grateful Dr. Rusu and Ashley Christina Vourakis for critical review of the manuscript and Mrs. Roya Soltan for the professional help with immunohistochemistry staining.
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Stereomicroscope | Olympus | SZ/X9 | |
Mouse ventilator | Harvard Apparatus | 730043 | Model Minient 845 |
Dual Anesthesia System (Tabletop Version) | Harvard Apparatus | Selfcontained isofluranebased anesthesia unit for use on lab tables, with a compact 8" x 11" footprint. | |
Intubation cannula | Harvard Apparatus | 732737 | |
Forceps | FST, Germany | 9119700 | standard tip curved 0.17 mm x 0.1 mm |
Scissors | FST, Germany | 9146011 | straight |
Vannas scissor | Aesculap, Germany | OC 498 R | |
Retractors | FST, Germany | 1820010 | 2.5mm wide |
Retractors | FST, Germany | 1820011 | 5mm wide |
Wire handles | FST, Germany | 1820005 | 10cm |
Wire handles | FST, Germany | 1820006 | 14cm |
Ketamine 10% | CEVA, Germany | ||
Xylazine 2% | Medistar, Germany | ||
Bepanthene eye and nose cream | Bayer, Germany | ||
Silicon tube | IFK Isofluor, Germany | custommade product | diameter 500µm |
section thickness 100 µm | |||
polytetrafluorethylene catheter | |||
PROLENE Suture 6/0 | ETHICON | 8707H | polypropylene monofilament suture, unresorbable, needle CC1, 13mm, 3/8 Circle |
7/0 Silk | Seraflex | IC 1005171Z | |
Ultrasound | Vevo, Canada | 770 Vevo |