Summary
Burada biz miyokardiyal iskemi/reperfüzyon hasarı Patofizyoloji anlamada translasyonel değerini artırmak için örnekleme prosedürleri akut miyokard infarktüsü, kurulan bir domuz modelinin standart hale getirmek için bir protokol göstermek ve yeni ilaç adaylarının sınamak için.
Abstract
Miyokardiyal iskemi reperfüzyon (ı / R) yaralanma nekrotik alan neredeyse yarısı akut miyokard infarktüsü sonrası katkıda bulunur. Bugüne kadar miyokardiyal önlemek veya azaltmak için onaylı bir ilaç yok ben / R yaralanma. Çalışma ve miyokardiyal patofizyolojik mekanizmaları anlama / R yaralanma başarılı tedavileri geliştirmek esastır. Büyük hayvan deneyleri translasyonel yöntemleri konusunda önemli bir adım vardır. Akut Miyokard İnfarktüsünde domuz modeli kurulan ve kendimizi ve diğerleri tarafından açıklanan. Daha fazla değer modelinin örnekleme teknikleri kullanmak gelecekteki deneyler için ayrıntılı olarak odaklanarak geliştirmek amaçlanmıştır. Ayrıca, biz kesin sonuçları kalitesini etkileyebilir küçük ama önemli adımları vurgulamak. Miyokardiyal klinik durumu taklit etmek için ben / R yaralanma, Perkütan koroner girişim (PCI) kateter sol ön inen koroner arter (DOSTUM) imzalat domuz eklenmiş. Bu modeli taklit eder akut miyokard infarktüsü ve PCI tedavi doğru yönü alanını belirleme imkanı ile insanlarda risk nekrotik yanı sıra ° ° °- ve uygun iskemik doku. Burada model bicyclic peptid inhibitörü olan FXIIa etkisini araştırmak için kullanıldı. Model uzun reperfüzyon süreleri akut miyokard infarktüsü sonrası etkilerini incelemek izin vermek için de değiştirilebilir.
Introduction
İskemik kalp hastalığı, özellikle akut miyokard infarktüsü (mı), gelişmiş ülkelerde 1ölüm ana nedenidir. Bugün, MI standart tedavisinde Perkütan koroner girişim (PCI), balon kateter tedavi 's. Yaşam kalitesini etkileyen önemli faktörlerden biri ve prognoz akut MI PCI tedavi sonra hastaların infarktüsü boyutudur. Boyutu azaltma hastanın hayatta kalma ve prognoz 2üzerinde büyük bir etkisi olabilir. Miyokardiyal iskemi/reperfüzyon (ı / R) yaralanma var enfarkt boyutu üzerinde önemli bir etkiye kardiyovasküler araştırma ana amaçlarından biri miyokardiyal azaltmak veya önlemek için bu nedenle ben / R yaralanma 3. Ben tam mekanizmaları / R yaralanma altında hala 4soruşturma. Plazma cascades ve endotel hücre aktivasyonu vardır ben işaretlerinden / R yaralanma 5. Koagülasyon sisteminin harekete geçirmek açıkça dahil 6,7' dir. Son zamanlarda, bir FXII FXII, rol bir erken ters yönde peptid koagülasyon cascade kişi faz aktivasyonu dahil olarak gösterilmiştir fare modeli beyin vurmak / R yaralanma 8. Bu sonuçlar bir domuz modeli doğrulama klinik Çeviri içine önemli bir adımdır. Bu nedenle, bir roman bicyclic (80 kDa proteaz) FXIIa inhibitörü miyokardiyal bağlamında test ediyoruz ben / R yaralanma bir pilot çalışma içinde.
Akut MI ve PCI tedavilerinin klinik durumu taklit, hayvan modelleri bizim anlama miyokardiyal Patofizyoloji ben geliştirmek için gerekli / R yaralanma ve roman tedavi seçenekleri test etmek için. Domuzlar temsil etmek için iyi bir hayvan model klinik miyokardiyal ben / R yaralanma. Çünkü kalpleri çok anatomi ve koroner kan dolaşımı ile ilgili olarak insan kalpleri benzer, ancak onlar da miyokardiyal iskemi ve reperfüzyon 9,10benzer patofizyolojik yanıtları göstermek değil. Sıçanlar ve fareler gibi diğer modeller değil bu kriterleri yerine getirmek ve köpekler, örneğin, pek çok daha fazla teminat koroner damarları ile karşılaştırıldığında insanlar var ise insan kalpleri 11,12' ye, karşılaştırıldığında önemli farkları göster 13.
Domuz akut miyokard infarktüsü modeli yaygın kardiyovasküler araştırma iskemik kalp hastalığı miyokard dahil olmak üzere araştırma için kullanılmıştır ben / R yaralanma 14,15,16,17. İkinci hangi en aza indirilmesi nedeniyle inflamatuar reaksiyon yöntemdir için ilgili bir enflamatuar, veya koşul aç-göğüs cerrahisinde kullanılan Torakotomi esastır. Klinik bir C-kol anjiyografi ayarı kullanarak kapalı göğüs modeli bu sorunun üstesinden gelir. Ayrıca, en önemli noktalarından biri enfarktüsü boyutu (nekrotik iskemik doku, NIT)-ebilmek bizim iletişim kuralı iskemik (alan) risk, AAR üst ve sol ventrikül (alan değil risk ANR) iskemik olmayan alanları arasında doğru bir ayrım sağlar olduğunu doğru bir şekilde kararlı olmak. Amacımız bu kağıt için açıkça bir domuz miyokardiyal tekrarlanabilir bir metodoloji tanımlamaktır ben / R yaralanma modeli, özellikle ben moleküler mekanizmaları daha kesin bir analiz için izin verir miyokard doku örnekleme ile ilgili olarak / R yaralanma ve bir yeni ilaç tedavileri etkileri daha net görüntü.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. hayvanlar:
Bütün hayvanlar İsviçre Ulusal yasa kurallarına göre tedavi edildi. Çalışma Bern Kanton yerel hayvan deney Komitesi tarafından kabul edildi (izni yok. «««OLMAK) 25/16.
Büyük beyaz domuzlar her iki cinsiyette kullanın (~ 30 ± 5 kg). Hayvanlar körü körüne iki gruba ayırın bir grup bicyclic (80 kDa proteaz) inhibitörü olan FXIIa veya tedavi seçimi ve diğer etkin olmayan bir denetimi alma.
2. cerrahi işlem (şekil 1)
- Anestezi ve hayvan hazırlanması:
- Hayvanlar için 12 h deneme başlamadan önce hızlı.
- 20 mg/kg ketamin ve 2 mg/kg Xylazine 10 mL şırınga kullanarak boyun, içine bir kas içi enjeksiyon yoluyla hayvanla önceden ilaçlamak. Hayvan ağırlık ve seks kaydedin.
- Anestezi 0.5 mg/kg Midazolam ve 0,05 mg/kg Atropin kulak çevresi damar içine enjekte edilerek ikna etmek. Tüp endotrakeal tüp hayvanla takacağım.
- Anestezi solunum kullanarak mekanik havalandırma tarafından korumak (O2/air 1:3, Sevorane % 1,5), 7-8 mm hava yolu tüp ve bir filtre. % 35 ve 6-10 mL/kg tidal hacim için ilham oksijen (FiO2) kısmını ayarlayın.
- Anestezi derinliği kadar yeterli yokluğunda burun pinching motor veya otonomik yanıt-e doğru değerlendirilir. Palpebral refleksleri ve çene sesi sürekli de rahat çene sesi ve palpebral Reflekslerin yokluğu hedefleme takip. Çekirdek sıcaklığı sürekli takip ve bakım normothermia (38-38,5 ° C) pasif ısınma (yalıtkan battaniye ve sıcak şişe) sağlamış.
- Teşrih ücretsiz, daha önce Koudstaal ve onun meslektaşları adımları 3-1 3 318, Karotid arter her iki tarafından açıklanan ve 7F kılıf ile cannulate. Venöz kan örnekleme için 7F kılıf ile sol juguler ven cannulate.
- 250 µg fentanil analjezik 250 µg/h tarafından bir infüzyon pompası ile sürekli bir intravenöz infüzyon takip Merkezi Venöz hattı üzerinden bir bolus doz yönetmek. Vücut ısısı, kalp hızı ve ritim bir 3-kurşun Elektrokardiyogram (EKG), Bütün deneyin sırasında Arteryel ve merkezi Venöz basınç ile izleyin.
- Standart kan toplama borular kullanarak, aşağıdaki temel kan örnekleri Venöz satırından çekilme: 5 mL citrated plazma ve 2.9 mL EDTA plazma ilgili tüpler içine. Hemen, 2.000 x g 4 ° C'de 15 dakika santrifüj kapasitesi 2.9 mL kan serumu tüp içine almak ve yukarıda açıklandığı gibi centrifuging önce oda sıcaklığında 30 dakika koagüle sağlar.
- Plazma veya serum 500 µL içine aliquot 200 µL tüpler ve tüm örneklerini daha fazla çözümleme için-80 ° C'de depolayın.
- 0.5 mL kan BGA üretici yönergelerine göre BGA makinesi kullanarak ölçmek için özel kan gaz analizi (BGA) şırıngalar kullanılarak Arteryel satırından geri alıyorum.
- 0.5 mL kan Venöz satırından bir standart 2 mL şırınga kullanarak geri çekilin ve hemen 30 G iğne kullanarak hareket kartuşun aktarın. Üreticinin yönergelerine göre Pıhtılaşma zamanı ölçmek için hareket makine dolu kartuş takın. Zaman puan için bkz: Şekil 2 .
- 5000 IU unfractionated heparin 2 mL şırınga kullanarak Venöz hattına yönetmek ve 20 dk için MI deney başlamadan önce stabilize etmek hayvan izin.
- Monitör her 30-45 dk 2.1.11 içinde belirtildiği gibi DAVRAN. Hareket < 180 s ise 2500 unfractionated IU heparin intravenöz enjekte et.
- Miyokard İnfarktüsü deney
- Standart bir C atış floroskop donatımı kullanın (koroner anjiyografi program, açı 0°, 12 çerçevelemek-de ikinci, ~ 70 kV) - ya da alternatif olarak bir adanmış anjiyografi sistemi - koroner girişim gerçekleştirmek için.
- Floroskopik kılavuz daha önce yerleştirilmiş kılıf sol Karotis arter yolu ile bir basınç kateter (5F, 120 cm) eklemek için kullanın. Sol ventrikül ilerlemek. Basınç kateter sol ventrikül basıncı kaydetmek için bir satın alma sisteme bağlayın. Koordinat belirleme sistemi sürekli olarak hesaplamak ve kalp hızı, geliştirilen kaydetmek gerekiyor basınç, dP/dt maksimum (sol ventrikül contractility) ve dP/dt en az (sol ventrikül gevşeme) tüm deney sırasında. 10 dk için temel değerlerini kaydetmek.
- 6F (100 cm, EB3.75) eklemek yol gösterici kateter yolu ile sağ Karotis arter içine daha önce yerleştirilmiş kılıf. X-ışını rehberliği altında sol koroner arter ile sol ön inen koroner arter (evlat) ulaşmak için ilerlemek. Kontrast bir temel koroner anjiyografi gerçekleştirmek için yol gösterici kateter yolu ile 20 mL şırınga kullanarak orta enjekte.
Not: Enjeksiyon kontrast orta el ile basınç tarafından yapıldı ama bir özel güç enjektör sistemi de kullanılabilir. - Perkütan koroner girişim (PCI) kateter uygun boyutunu seçmek için x-ışını monitörde delikanlı boyutunu değerlendirmek. 15-25 mm ve çapları arasında 2 ve 3.5 mm delikanlı boyutuna bağlı olarak uzunluğu ile PCI Balon kullan. PCI kateter ve koroner embolisinin (F 014/J, 175 cm) bir araya getirin. PCI kateter ile kontrast orta önceden doldurulmuş enflasyon aygıt bağlantı kurun.
Not: Delikanlı çapı bir cetvel kullanılarak kalibre edilmiş monitöre doğrudan ölçülebilir ve PCI balon boyutunu daha sonra buna göre seçilir. - Monte sistemi 2.2.4 yol gösterici kateter Lümen yerleştirin. DELİKANLI ikinci çapraz şube ulaşıncaya kadar embolisinin delikanlı ilerlemek.
- DELİKANLI orta hakkında ulaşana kadar PCI kateter ilerlemek için floroskopik kılavuz kullanın. Genellikle sol ventrikül (LV) AAR benzer oranlarda için bazen ilk çapraz şube (şekil 3) sonra ikinci sonra delikanlı engelleme site TRANSPOSE anatomisi göre seçin.
Not: Çapraz dalları uzunluğu ve böylece kan yolu ile ilgili şube tarafından verilen doku bölgesinin engelleme site seçimi bağlıdır. Uzun durumunda, çatallı ilk çapraz şube engelleme sitesi bundan sonra olacak. Daha kısa bir ilk çapraz şube durumunda belgili tanımlık kütük parçası ikinci diyagonal sonra yapılır. - Embolisinin kaldırmak ve daha sonra 7-10 bar PCI kateter balon şişirmek ve yavaş yavaş 1 h. artırmak için 50-%60 15 ila 40 dk iskemi arasında FiO2 miyokardiyal iskemi neden için enflasyon aygıta basıncı artırmak. Deprem ses 6-10 mL/kg tutun.
Not: Bu yordam extrasystoles oluşumunu azaltmak ve Ventriküler fibrilasyon sıklığını azaltmak. - Kaydı kontrast orta sadece iskemi başlattıktan sonra yerde anjiyogram PCI kateter balon için yol gösterici kateter aracılığıyla enjekte ederken bir 5-10 s video dizisi; iskemi PCI kateter balon distal delikanlı tam tıkanıklığı doğrulamak için 10 dakika sonra tekrar.
- Yakından hemen tespit ve tedavi (2.2.10) hayvan izlemek kardiyak aritmiler. Extrasystoles genellikle oluşur ve frekans artışı (> 3 min başına) 20 ve 40 dakika sonra indüksiyon miyokardiyal iskemi arasında. Böyle bir durumla karşılaşırsanız, nazikçe yanak hemen altında her iki tarafta boyun masaj. Çoğu durumda bu normal bir kalp atışı, muhtemelen ortak Karotid arter üzerinde bulunan Vagus sinir baroreceptors uyarılması yeniden kurmak için yeterli olacaktır.
- Kardiyak aritmiler Ventriküler fibrilasyon ilerleme, bir, bifazik cihazı bir sinüs ritmi yeniden oluşturmak için kullanın. 5-10 göğüs sıkıştırma hemen sipariş TRANSPOSE oksijenli kan ile doldurun ve sonra 150 J (için 30 kg hayvan) ile şok şok uygulamadan önce defibrilatör pedleri kullanarak uygulayın.
- Tekrarlamak gerekirse ve artış enerji 175 J 3rd şok sonra için. Daha yüksek enerji ayarları ağır hayvanlar için kullanın.
- İskemi süre sonundan önce beş dakika 2.1.8-2.1.13 içinde belirtilen kan örnekleme yineleyin. Test madde enjekte (her iki bicyclic FXIIa engelleyici veya 4 mg/kg kontrol, bu körü körüne bunu) intravenöz aracılığıyla ana Venöz damar ve floş 20 mL serum fizyolojik içeren satırı.
- Bir plazma sitrat örnek (2.1.8 ve 2.1.9 belirtildiği gibi) çekilme 2.2.12 madde enjekte sonra 4 dak.
- DELİKANLI tıkanıklığı, onaylamak sonra PCI kateter balonu deflate ve bu kateter yol gösterici kateter kaldırmak için anjiyogram (2.2.3) gerçekleştirin. Miyokardiyal iskemi belirtileri görünür ECG tarafından daha--dan 5 min için ve hemen önce ne zaman tıkanıklığı siteye distal delikanlı perfüzyon tarafından Anjiyo hemen sonra deflasyon ve PCI kateter, 10 dk sonra balon kaldırılmasını onaylamak yeniden tıkanıklığı, delikanlı.
- 2 h için iskemik Miyokardiyum reperfüzyon izin. Plazma ve serum örnekleri reperfüzyon (2.1.8 ve 2.1.9) 10, 30, 60 ve 115 dk az almak. Monitör BGA 60 ve 115 dk (2.1.10).
- PCI kateter ile birlikte embolisinin iskemi için kullanılan tam olarak aynı konuma yeniden takın. PCI kateter daha önce balon şişirmek ve delikanlı tıkanıklığı Anjiyo (2.2.3) onaylayın. Sol ventrikül basıncı kateter kaldırmak ve kaydı durdurmak.
- %2 100 mL enjekte Evans mavi fosfat tamponlu tuz (PBS, pH 7,4) ana Venöz damar. Yaklaşık 30 s sonra ne zaman tüm hayvan onaylamasına enjekte 40 mL % 20 KCl hayvan ötenazi yapmak. Ölüm ECG sinyalleri ve nabız dalgalar yokluğunda tarafından doğrulandı.
3. örnekleme teknikleri
-
Ayıklama, anatomi ve kalp (Şekil 4) örnekleme
- Kalp ortaya çıkarmak için bir yöntemdir gerçekleştirin. Daha önce Koudstaal ve meslektaşları, adım 8-2 ve 8-318tarafından açıklanan protokol izleyin. Kalp zarını anormallikler, önceki arasında perikardit kök, ve hayvan daha fazla değerlendirme dışlamak için teftiş sırasında kesmiş.
- Deflate ve PCI gibi yol gösterici kateter kaldırın. Kalp daha fazla çözümleme için tüketim. Vena kava kesme ve emme pompası kullanarak, sonra kalp ile vücut bağlanma büyük gemilerin kesip kan kaldırmak.
- İçte ve dışta kalp oda sıcaklığında salin ile yıkayın. Bütün kalp tartın.
- 30-40 dk içinde kalp yaklaşık 3-5 mm'den tepe mitral kapak, keskin bir bıçak kullanarak uzun eksenine dikey Chordae tendinae dilimler halinde kesin.
- Her zaman kalp ventral yüzü yukarı bakacak şekilde-kesim örnekleri (şekil 5) yönünü kaybetmemek için ile aynı yönde yerleştirmek dikkatli olun.
- Dijital tek objektifli refleks fotoğraf makinesi kullanarak kalp dilim fotoğraf.
- Sağ ventrikül (silmek değil gerektiği gibi) Kes gitsin. Sol ventrikül dilimleri fotoğraf ve sol ventrikül toplam ağırlığı için tüm dilimleri tartın.
- Evans mavi pozitif ve negatif dokusunda Evans mavi: tüm bölümleri birbirinden ayırmak. İskemik (Evans mavi negatif) bir neşter kullanarak iskemik olmayan dokudan (Evans mavi pozitif) ayırmak için dilimleri incelemek.
- İlk Evans mavi negatif bölümler (risk, AAR iskemik alan) analiz. Hepsini tartmak ve bir plastik konteyner içine koydu.
- 100-150 mL (göre kalp boyutu) triphenyl tetrazolium klorür çözüm (2 g TTC, 16 g Dextran, molekül ağırlığı 48000-90000, 200 ml taze hazırlanmış PBS) tamamen dilimlerle kapak böylece kalp adet çözüm içinde özgürce hareket edebilirsiniz. Konteyner kapağı ve hafifçe sallayarak süre 37 ° C'de 20 dk için kuluçkaya.
- Bu 20 dk kuluçka süresi tartmak sırasında Evans mavi olumlu parçaları (alan değil risk ANR), doku-Tek katıştırma için örnekleri almak (yaralanma en distal bölümü seçin) ve daha fazla analiz-80 ° C'de depolayın. Geri kalan % 4 formaldehit çözüm aktarmak ve Histoloji bölümleri için oda sıcaklığında saklayın.
- AAR parçalarını TTC çözümden kaldırmak. Kırmızı lekeli doku uygun iskemik doku (VIT) ve sigara lekeli doku çürümüş iskemik doku (NIT). 2 küçük parçalar (blok 2-3 mm) kesim hem NIT ve VIT, doku - Tek katıştırabilirsiniz ve daha fazla analiz-80 ° C'de depolayın. Bu örnekler aynı ağırlığa sahip.
- Adet (Tüm dilimler AAR türetilmiş) geri kalanı bir Styrofoam konteyner sabitleme ve tamamen kaplayan bir duman başlıklı oda sıcaklığında 24 h için % 4 formaldehit çözüm ile sabitleyin. Parçaları düz bir sonraki adımda fotoğraf belgeleri için kalmalısın.
- Ertesi gün her iki adet aynı yakınlaştırma ayarını ve doku (aynı büyütme) mesafe yüksek çözünürlüklü bir kamera ile fotoğraf. Otomatik ölçek çubukları için tüm resimleri ekleyin. Tüm çubukları aynı uzunlukta olması gerekir.
Not: Yüksek çözünürlüklü kamera otomatik olarak ölçek çubuğu her fotoğrafa ekleyen yazılım bağlanması gerekir.
-
AAR ve enfarktüsü boyutu
- Sol ventrikül AAR yüzdesi = (AAR ağırlığı g / ağırlık g sol ventrikül) * 100.
- ImageJ yazılım AAR ve fotoğraf üzerinde dayalı NIT (her parçanın iki) Toplam yüzey alanı hesaplamak için kullanın.
- Ölçek çubuğu düz çizgi açı aracı kullanarak ölçek çubuğu uzunluğu seçerek ayarlayın. Menüsünden Çözümle seçin > ölçeği ayarla ve bilinen mesafe ve ölçek çubuğu birimi ekleyin. Aynı ölçek tüm fotoğraflara uygulanana kadar "küresel" seçin.
- AAR hesaplamak için serbest el seçim aracını kullanarak doku tüm yüzey alanı işaretleyin. Doku ve/veya yağlı doku (Şekil 6-C) tarafı (yükseklik) eklemeyi dikkat et.
- "Alanı" ve "etiketi analiz görüntülemek" seçerek ölçüm ayarla > ayarla ölçüleri menüsü. Çözümle gelen yüzey alanı ölçmek > ölçü birimi.
- 3.2.5 (işareti sadece sigara lekeli doku) ölçü birimi NIT için adımları yineleyin. Not: yağ dokusu (Şekil 6-D) NIT hesaplamasına dahil etmeyin. Doku diğer tarafında adımı yineleyin.
- Ortalama AAR ve NIT doku her parça için hesaplar.
- 3.2.7 elde edilen değerler NIT AAR AAR:% NIT yüzdesi hesaplamak için kullanın = (Σ ortalama yüzey alanı NIT cm2/ Σ ortalama yüzölçümü AAR cm2) * 100.
- İki farklı müfettişler yukarıdaki yöntemi yinelemeniz. Fark kabul edilebilir marjı % < 10 olduğunu.
-
İskemi işaretleri
- Daha önce-80 ° kardiyak troponin seviyesini ölçmek için C (2.1.9) depolanan EDTA plazma numuneleri kullanın-ben daha önce bir tek-plex Luminex tipi tahlil kullanarak 19açıklanan.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Bir hayvan zamanından önce FXIIa inhibitörü veya denetim peptid (test madde eklenmesi önce iskemi süre boyunca kan basıncı ani bir düşüş) teknik bir hata nedeniyle, yönetimi daha önce öldü. Hiçbir iskemi/reperfüzyon hasarı sol ön inen arter (evlat) anormal anatomisi nedeniyle gözlenmiştir çünkü bir hayvan FXIIa inhibitörü grubundan dışarıda bırakıldı. Sol ventrikül ve tepe de dahil olmak üzere, büyük bir kısmı bu hayvan sirkumfleks arter tarafından periosteum. Son analize dahil hayvanlar n edildi = 2 bicyclic FXIIa peptid inhibitörü grubunda (demek 27,5 ± ağırlığını 2.5 kg) ve n = 3 bir etkin olmayan bicyclic denetimi peptid alma (yani ağırlık 29 ± 0.8 kg).
Video görüntüleme x-ışını / domuz kalbi koroner anjiyografi basınç kateter konumunu görselleştirmek için ve nereye delikanlı (şekil 3A) engellemek karar vermek için kullanılır. Şekil 3B kateter pozisyonu ikinci çapraz şube için distal kan akışını engelleme gösterir. Şekil 3A ve 3B karşılaştırılması da hangi delikanlı tarafından sağlanan Miyokardiyum parçası iskemik olacak bir tahmin sağlar. 2 h reperfüzyon dönemin sonunda PCI kateter yeniden ortaya çıkar ve iskemi sırasında olduğu gibi aynı konumda şişirilmiş. Evans mavi sonra intravenöz doğru AAR (şekil 5A) belirlemek için enjekte edilir. Sonra eksizyon kalbin sol ventrikül apex mitral kapak, uzun eksenine dikey kadar 3-5 mm kalınlığında bölümleri içine dilimlenmiş. AAR ve ANR açıkça Evans dilimleri üzerinde boyama mavi tarafından kesin. AAR ve ANR örnekleme alanları şekil 5Biçinde gösterilir.
LV, yüzde olarak ifade edilen AAR FXIIa tedavi grubu ve kontrol grubu (şekil 6A) arasında istatistiksel olarak anlamlı hiçbir farkı gösterir. Enfarktüsü boyutu (sirke/AAR) ya da gruplar arasında hiçbir fark gösterir (parametrik olmayan Mann-Whitney kullanarak testi, p > 0.05, şekil 6B). Bu veri FXIIa inhibitörü yalnız, kullanılan toplama ve uygulama, süresi, kalp üzerinden miyokardiyal koruyamadığım öneririm ben / R yaralanma. Şekil 6C ve 6 D AAR ve NIT sınırları doğru ve tekrarlanarak ilgili yüzey alanlarını ölçmek için işaretlemek gösterilmiştir.
Kan örnekleme strateji kalp kası hasarı marker kardiyak troponin sürümü sağlar-ben zaman içinde izlenecek. Hemen hemen hiçbir fark yoktur iskemi sırasında temel ile bir saat sonra orada reperfüzyon Şekil 7' de gösterildiği gibi zaman içinde sürekli bir artış sonra. Troponin için-ben, siteler arası grup farklılıklar da bu deneylerde önemli değildi.
Resim 1 . Deneysel zaman çizelgesi bakış. Miyokardiyal iskemi/reperfüzyon hasarı modelindeki önemli adımlar için şematik zaman çizelgesi. Başlangıç saati iskemi, kardiyak aritmiler izleme ve test madde enjekte temel koroner görselleştirme, deneyinde önemli adım vardır. Tüm deneylerin tam zamanlama kullanımı tekrarlanabilirlik sağlar. Hayvan ve eksizyon kalp ötenazi 15-20 dk içinde 2 h reperfüzyon aşaması tamamlandıktan sonra yapılmalıdır. KCl: Potasyum klorür. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2 . Zaman çizelgesi kan örnekleme ve analiz. Zaman Puan kan örnekleme için kullanılan antikoagülan türü birlikte gösterilir. Ek örnekler ölçülecek deney ve analitler göre alınabilir. ACT: zaman, BGA pıhtılaşma aktive: Kan gazı analizi, RT: oda sıcaklığında. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3 . Koroner anjiyografi. Satır taban çizgisi, sol (A) TRANSPOSE floroskopik görünümünü, sarı ok ilk ve ikinci çapraz dalları üzerine gelin beyaz ok ve kalp tepe (B) tehlikesi delikanlı sol ventrikül (LV), hiçbir akışı alanında gösterilen kırmızı ok PC'ye puan puan Ben yeniden kateter (C) kapanış, delikanlı delikanlı aynı sitede iskemi gibi sırasında yeniden eklenmesini PCI kateter balon ile reperfüzyon sonunda. CX: sirkumfleks arter, delikanlı: sol ön inen koroner arter, MC: sol ventrikül eklenen Millar kateter. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4 . Şematik grafik doku örnekleme. Kalp diseksiyon tam zamanlaması ve farklı alanlarda daha fazla çözümleme için örnektir. Zaman çizelgesi 205 dakika iskemi, 20 dk sonra hayvan deneyi sona ermesi başında sonra başlar. TTC doku bölümlerde en çok 40 dk içinde hayvan ötenazi sonra kuluçkaya önemlidir. Örnekleme ANR, VIT ve NIT beyaz kareler olarak belirtilir. %4 formaldehit AAR kuluçka enfarktüsü boyutu doğru tespiti için sirke ve VIT arasında açık ayrım sağlar. AAR: alan riski, ANR: alan değil risk LV: sol ventrikül, NIT: nekrotik iskemik doku, OTC: doku-Tek, RV: sağ ventrikül, TTC: triphenyl tetrazolium klorür, VIT: uygun iskemik doku. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5 . İn-situ farklılaşma (AAR) risk ve risk ANR de değil alanları arasındaki. (A) temsilcisi resmi bütün kalp hemen sonra deneme sonunda yöntemdir. (B) 3-5 mm kalın sol ventrikül dilimleri diseksiyon sonra gösteren temsili resim. AAR ve ANR açıkça, sarı oklarla gösterilen tanımlanır ve beyaz ok ANR örnekleme alanı gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 6 . İskemi ve enfarktüsü boyutu. (A) sol ventrikül (LV) AAR yüzde ağırlığı. (B) AAR NIT yüzde yüzey alanı. (C) bir temsili resim AAR hesaplama. (D) bir temsili resim NIT hesaplama. Beyaz ok VIT örnekleme alanı gösterir ve siyah oku NIT örnekleme alanı gösterir. Veri ImageJ yazılımı kullanılarak hesaplanır. Değerleri noktalar her birey için SD kontrol grubu, n ortalama ±± belirtisi ile denerken gösterilir = 3 ve FXIIa önleyici tedavi grup, n = 2. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 7 . Kalp kası hasarı işaretçisi. Kardiyak troponin-ben zaman içinde pg/ml konsantrasyonu kontrol ve FXIIa önleyici tedavi grubu. Kan toplanan juguler ven içine EDTA plazma tüpler, temel, iskemi sonu ve birkaç zaman puan sırasında reperfüzyon ve kardiyak troponin-tek-plex süspansiyon dizisi (Bio-Plex) tarafından ölçüldü. Veri noktaları her birey için SD kontrol grubu, n ortalama ±± belirtisi ile denerken gösterilir = 3 ve tedavi FXIIa grup, n = 2. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Miyokardiyal ben / R yaralanma sonra akut miyokard infarktüsünde3hastanın prognozu doğrudan çevrilen son enfarktüsü boyutu üzerinde önemli bir etkiye sahip. Miyokardiyal Patofizyoloji anlama ben / R yaralanma azaltmak veya önlemek için ilk adımdır. Miyokardiyal ben / R yaralanma tehlikesi damarları doğrudan reperfüzyon sonra oluşan akut bir durumu. Ben / R yaralanma yol açar doğuştan gelen bağışıklık yanıtının harekete geçirmek ve hücresel hasar oluşur, reperfüzyon ve çevresindeki doku20sitesinde. Yeni yapılan bir çalışmada nörolojik sonucu beynin bir sıçan modelinde bir iyileşme gösterdi ben / FXIIa inhibitörü8ile tedavi ederken R yaralanma. Ancak, pilot çalışmada bicyclic FXIIa engelleyici hiçbir etkisi miyokardiyal bulduk ben / R yaralanma. Kullanılan FXIIa inhibitörü roman ve onun farmakokinetik domuzlarda henüz bilinen değil. Bu nedenle, etkisi gözlenen eksikliği uygunsuz dozaj ya da uygulama tarafından kaynaklanabilir. Bu takip çalışmalarda ele alınması gereken.
Bir hayvan modeli standartlaştırılması miyokardiyal Patofizyoloji derinlemesine araştırmak için gerekli ben / R yaralanma ve klinikler uygun çözümler getirmek. Miyokardiyal Patofizyoloji soruşturma ben / R yaralanma bu temel hücresel mekanizmaları incelemek için iyi ve temsili örnekleme gerektirir. Domuz kapalı göğüs miyokardiyal ben / R yaralanma modeli hücresel mekanizmaları ve test roman yeni tedavi klinik durum yakın ve yardımcı olmak yararlı anlama tekrarlanabilir bir yöntem sağlar. Yukarıda belirtilen amaçları14,17,18için değişik-in mevcut modeli daha önce tarif edilmistir.
Akut Miyokard İnfarktüsünde domuzlarda bizim protokolünden Amiodaron ile ön arıtma yukarıda açıklanan18,21gerekli değildir. Karotis sinüs masaj kardiyak aritmiler ve bifazik defibrilatör cardioconversion Ventriküler fibrilasyon durumunda için azaltmak için kullanılan. Karotis sinüs masaj kullanımı klinik olarak Atriyal fibrilasyon22etkilemek için bilinir, ama öylesine uzakta o önlemek veya Ventriküler fibrilasyon mı, insanlar veya domuz modelleri içinde başlangıçlı gecikme gösterilmedi. Ayrıca, sevoflurane kullanımı Ventriküler Aritmiler ve ölüm oranı, akut miyokard infarktüsünde23domuz modeli azaltmak için yardımcı olur.
Tekrarlanabilirlik sağlamak ve deneme sırasında tromboz riskini azaltmak için birden fazla dozda heparin tekrarlanan hareket ölçümün dayalı enjekte edildi yerine kullanarak örneğin Koudstaal ve ark18tarafından açıklandığı gibi heparin dozlarda sabit. Kontrollü bir miktar heparin yönetim yardımcı olur ben bağlamında koagülasyon cascade araştırmak için / R yaralanma. Evans mavi AAR/LV doğru belirlenmesi sağlar Evans kalp ANR üzerinde en az etki ile iskemik olmayan parçası da dahil olmak üzere tüm domuz mavi boyama için tam yerinde delikanlı yeniden tıkanıklığı floroskopik rehberliği altında iskemi indüksiyon sırasında yol açar sonra mavi intravenöz enjeksiyon Miyokardiyum ve damarlara. Evans mavi bilinen sitotoksik madde24' tür. Geçerli deneylerde kullanmak için kalp damarlara ANR içinde endotel hücre tabakasının canlılığı korumak için çok önemli bir içi birey olarak kontrol kadar 100 Evans mavi ve tam kan azaltılması ile seyreltilmiş sistemik enjekte mL onun toksisite. Daha önce benzer bir ortamda 50 ml 2 Evans mavi doğrudan onun sitotoksisite için kalp krizi riski artan kalp içine enjekte edildi %25hücreleri. Apex mitral kapak (her hayvan tam pozisyonda) ve AAR doğru bir hesaplama sol ventrikül yüzdesi olarak yapmak için bu yöntemi kullanarak kadar gelen 3-5 mm dilimler halinde doğrudan kalp incelemek için önemli bir adım oldu.
Yöntemi geçerli açıklaması daha önce tarif ince ayrıntılar sağlar. %4 formaldehit bölümünde 24 saat boyunca lekeli TTC kuluçka uygun (kırmızı) arasında net bir ayrım sağlar ve sonunda daha fazla moleküler boyama için örnekleme tekrarlanabilirlik artırır nekrotik (beyaz) doku. Kan örnekleme strateji reperfüzyon 2 h üzerinden yeni ifade molekülleri tespiti reperfüzyon çok erken (10 ve 30 dk) dönemlerinde hem de daha sonraki (60 ile 120 dk) sağlar. Doğru kan ve doku örnekleme ve depolama da plazma art arda sıralı işaretleri gibi tamamlayıcı ve pıhtılaşma proteinleri ifade analizi için çok önemlidir.
Geçerli protokol gün için birkaç saatten daha uzun bir reperfüzyon zaman için değiştirilebilir. Bu ben daha sonra sonuçlarını araştırmak araştırmacı sağlar / R yaralanma kalp ve ayrıca roman uyuşturucu ve değerlendirme etkileri test sağlar. Bir basınç-uç kateter kullanımı kalp fonksiyonu ölçümü için geçerli protokol kısıtlamasıdır. Kardiyak fonksiyon üzerinde daha güvenilir veri bir basınç-hacim döngü ölçüm sistemi kullanılarak elde edilebilir. Özetle geçerli yöntemdir domuz kapalı göğüs miyokardiyal tekrarlanabilirlik artırmak için gereken ayrıntılı önemli adımlar ben / amaçlanan modeli kullandığınızda R yaralanma modeli bağlamında hücresel ve moleküler değişiklikleri incelemek için Miyokardiyal okuyan ben / R yaralanma patofizyolojisi ya roman tedavi olanakları eğitim.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar hiçbir çıkar çatışması beyan ederim.
Acknowledgments
Yazarlar Profesör Christian Heinis FXIIa inhibitörü ve ilgili denetim sağlamak için kabul etmek istiyorum. Ayrıca minnetle anıyoruz Olgica Beslac, Dr. Daniel Mettler ve Kay Nettelbeck deneysel cerrahi birimi bölümü Biyomedikal Araştırma, Bern Üniversitesi teknik destek için. Celine Guillod ve Matthias Rausch tanı, Interventional ve pediatrik Radyoloji, Bern Üniversitesi Hastanesi, bölümünden Inselspital x ışını donanımları ve teknikleri ile destek sağlamıştır. Bu proje İsviçre Ulusal Bilim Vakfı tarafından proje no. 320030_156193 finanse edildi. Ayrıca Bay Reto Haenni iletişim ve pazarlama, Bern Üniversitesi Hastanesi, Inselspital video bizim deneme kaydı için teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ABL 90 Flex, blood gas analyser | Radiometer | - | Blood gas analysis (BGA) |
| ACT Plus | Medtronic | - | Activated clotting time |
| Atropin | Sintetica | - | Atropinum Sulfas, 0,5mg/ml |
| Balance (20-500 Kg) | NAGATA Scale, Tiwan | HTB/HTR | Alternative products can be used |
| Balance (21-4200 g) | Mettler toledo, Switzerland | MS4002SDR | Alternative products can be used |
| Blood collection tubes: EDTA, citrate and serum | S-Monovette, Nuembrecht, Germany | 05.1167.001, 05.1071.001 and 05.1557.001 respectively |
Alternative products can be used |
| BV Pulsera mobile C-arm | Philips | - | Alternative products can be used |
| Centrifuge | Labcare, UK | ALC PK120R | Alternative products can be used |
| Defibrillator Lifepak 12 | Medtronic | - | Alternative products can be used |
| Dextran from Leuconostoc mesenteroides | Sigma-Aldrich, Germany | D3759 | Average M.wt 48000-90000 |
| Digital single lens reflex camera | Sony, Thailand | DSLR-A500/A550 | Alternative products can be used |
| Dissecting forceps | Alternative products can be used | ||
| EMPIRA RX PCI dilatation catheter | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 85R15300S | Diameter 3 mm, length 15 mm, Alternative products can be used |
| EMPIRA RX PCI dilatation catheter | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 85R15350S | Diameter 3.5 mm, length 15 mm, Alternative products can be used |
| Evans Blue | Sigma-Aldrich, Germany | E2129 | Toxic |
| Fabius GS premium respirator | Dräger, Lübeck, Germany | - | Anesthesia work station, Alternative products can be used |
| Fentanyl | Inselspital ISPI | - | Fentanyl 2500mcg/50ml |
| Formaldehyde | Pathology Institute, Bern University | SI148701 | Alternative products can be used |
| FXIIa inhibitor | Provided by Prof. Christian Heinis' laboratory in EPFL | Novel bicyclic peptide | |
| Galeo, coronary guidewire | Biotronik, Germany | 125497 | Alternative products can be used |
| Guidance catheter | Boston Scientific, Florida, USA | 34356-06 | 6F (100 cm, EB3.75). Alternative products can be used |
| Heparin Sodium | Drossapharm, Basel, Switzerland | - | Liquemin, 25000 U.I./5 ml |
| High end electrosurgery | BOWA, Germany | ARC 400 | Electrical source for blood suction. Alternative products can be used |
| Hydro-Guardmini breathing filter | Intersurgical, Lithuania | 1745000 | Filters |
| Image J | National Institute of Health, USA | 1.47v | Alternative products can be used |
| Inflation device, Atrion QL2530 | Atrion medical product, Alabama, USA | 96402 | Alternative products can be used |
| IntelliVue MP 70 | Philips, Boeblingen, Germany | - | Monitor (ECG, heart rate, blood presure and body temperature). Alternative products can be used |
| KCl | Sintetica SA | - | Potassium chloride 15% |
| Ketamine | Vetoquinol | - | Narketan, 1ml/100mg |
| LR-ACT | Medtronic | 402-01 | ACT special syringes |
| Midazolam | Roche | - | Dormicum, 5mg/ml |
| Monopolar scalpel | Alternative products can be used | ||
| Needle holder | Alternative products can be used | ||
| High resolution camera, PathStand Macro Imaging Stand for Grossing | Spotimaging, USA | 1080 p HD resolution. Alternative products can be used | |
| PBS | In-house preparation | - | Alternative products can be used |
| Peripheral venous cannula, 18 G | Alternative products can be used | ||
| PowerLab 4/35 data acquisition system | Adinstruments, Spechbach, Germany | - | |
| Rotamax120T | Heidolph, Germany | 544-41200-00 | Shaker. Alternative can be used |
| Rüschelit-Super Safety Clear Tube | Teleflex, Dublin, Irland | 112480 | Air way tubing, Alternative products can be used |
| Safe Pico Aspirator Syringes | Radiometer | 956-622 | BGA special syringes |
| Saline | Sintetica Bioren | - | NaCl 0,9%. Alternative products can be used |
| Sevorane 1.5% | AbbVie AG | - | Sevorane 250ml 100% |
| Sheath | Cordis, Johnson&Johnson, USA | 504-607 A | AVANTI + / 7 F, Alternative products can be used |
| Space infusion pump | B.Braun Medical AG, Germany | - | For infusion of fentanyl. Alternative products can be used |
| SPR-350 (Millar catheter) | Adinstruments, Texas, USA | 840-8166 | MIKRO-TIP, 5F, 120 cm |
| Sternotomy saw | Alternative products can be used | ||
| Sutures | ETHICON, Johnson&Johnson, USA | Y3110H | Monocryl 3-0 SH-1 Plus. Alternative products can be used |
| Syringes (20, 10 and 5 mL) | CODAN,Baar, Switzerland | 62.7602, 62.6616, 62.5607 respectively |
Used to inject anesthetic materials intramuscularly or directly into the central venous line. Also to inject heparin or FXIIa or the respective control. Alternative products can be used |
| Thorax spreader | Alternative products can be used | ||
| Tissue-tek | SAKURA, Netherlands | 4583 | O.C.T. compound |
| Vascular forceps | Alternative products can be used | ||
| Xenetix 300 contrast media | Guerbet, Zürich, Switzerland | - | Lobitridol, 300 mg iodide/ml |
| Xylazine | Vetoquinol | - | Xylapan, 20mg/1 mL |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium choride | Sigma-Aldrich, Austria | T8877 | |
| 500 μL tubes (eppendorf) | Trefflab, Switzerland | 96.08185.9.03 | Alternative products can be used |
References
- Mozaffarian, D., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update. Circulation. 133, e338-e360 (2016).
- Miller, T. D., et al. Infarct size after acute myocardial infarction measured by quantitative tomographic 99mTc sestamibi imaging predicts subsequent mortality. Circulation. 92, 334-341 (1995).
- Ovize, M., et al. Postconditioning and protection from reperfusion injury: where do we stand? Position Paper from the Working Group of Cellular Biology of the Heart of the European Society of Cardiology. Cardiovasc Res. 87, 406-423 (2010).
- Neri, M., Riezzo, I., Pascale, N., Pomara, C., Turillazzi, E. Ischemia/Reperfusion Injury following Acute Myocardial Infarction: A Critical Issue for Clinicians and Forensic Pathologists. Mediators Inflamm. 2017, 1-14 (2017).
- Yang, Q., He, G. -W., Underwood, M. J., Yu, C. -M. Cellular and molecular mechanisms of endothelial ischemia/reperfusion injury: perspectives and implications for postischemic myocardial protection. Am J Transl Res. 8, 765-777 (2016).
- Massberg, S., et al. Platelet-Endothelial Cell Interactions During Ischemia/Reperfusion: The Role of P-Selectin. Blood. 92, 507-515 (1998).
- Wang, J., et al. Antithrombin is protective against myocardial ischemia and reperfusion injury. J Thromb and Haemost. 11, 1020-1028 (2013).
- Hopp, S., et al. Targeting coagulation factor XII as a novel therapeutic option in brain trauma. Ann Neurol. 79, 970-982 (2016).
- Crick, S. J., Sheppard, M. N., Ho, S. Y., Gebstein, L., Anderson, R. H. Anatomy of the pig heart: comparisons with normal human cardiac structure. J Anat. 193 (Pt 1), 105-119 (1998).
- Heusch, G., Skyschally, A., Schulz, R. The in-situ pig heart with regional ischemia/reperfusion - ready for translation. J Mol Cell Cardiol. 50, 951-963 (2011).
- Poirier, P. Exercise, heart rate variability, and longevity: the cocoon mystery? Circulation. , 2085-2087 (2014).
- Milani-Nejad, N., Janssen, P. M. L. Small and large animal models in cardiac contraction research: advantages and disadvantages. Pharmacol Ther. 141, 235-249 (2014).
- Bloor, C. M., White, F. C. Functional development of the coronary collateral circulation during coronary artery occlusion in the conscious dog. Am J Pathol. 67, 483-500 (1972).
- Banz, Y. Locally targeted cytoprotection with dextran sulfate attenuates experimental porcine myocardial ischaemia/reperfusion injury. Eur Heart J. 26, 2334-2343 (2005).
- Krombach, G. A., Kinzel, S., Mahnken, A. H., Günther, R. W., Buecker, A. Minimally Invasive Close-Chest Method for Creating Reperfused or Occlusive Myocardial Infarction in Swine. Invest Radiol. 40, 14 (2005).
- Suzuki, Y., Lyons, J. K., Yeung, A. C., Ikeno, F. In vivo porcine model of reperfused myocardial infarction: in situ double staining to measure precise infarct area/area at risk. Catheter Cardiovasc Interv. 71, 100-107 (2008).
- McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nat Protoc. 7, 1479-1496 (2012).
- Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. J Vis Exp. , e51269 (2014).
- Kamat, P., et al. Dexrazoxane Shows No Protective Effect in the Acute Phase of Reperfusion during Myocardial Infarction in Pigs. PLoS One. 11, e0168541 (2016).
- Carden, D. L., Granger, D. N. Pathophysiology of ischaemia-reperfusion injury. J Pathol. 190, 255-266 (2000).
- Pérez de Prado, A., et al. Closed-chest experimental porcine model of acute myocardial infarction-reperfusion. J Pharmacol Toxicol Methods. 60, 301-306 (2009).
- Lown, B., Levine, S. A. The carotid sinus. Clinical value of its stimulation. Circulation. 23, 766-789 (1961).
- Regueiro-Purriños, M., et al. Ventricular Arrhythmias and Mortality Associated with Isoflurane and Sevoflurane in a Porcine Model of Myocardial Infarction. J Am Assoc Lab Anim Sci. , (2011).
- Roberts, L. N. Evans blue toxicity. Can Med Assoc J. 71, 489-491 (1954).
- Ellenbroek, G. H. J. M., et al. Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction. J Vis Exp. , e54021 (2016).
