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Medicine

Implantation d'une mini-pompe isoprotéréendale pour induire une insuffisance cardiaque chez la souris

Published: October 3, 2019 doi: 10.3791/59646

Summary

L'administration chronique de l'isoproterenol par l'intermédiaire d'une pompe osmotique implantée a été employée largement pour imiter l'insuffisance cardiaque avancée chez les souris. Ici, nous décrivons des méthodes détaillées dans l'implantation chirurgicale de mini-pompe pour l'administration isoproterenol continue sur 3 semaines, aussi bien que, évaluation échocardiographique pour la création réussie de modèle.

Abstract

Isoproterenol (ISO), est un agoniste bêta-adrénergique non sélectif, qui est largement utilisé pour induire des lésions cardiaques chez la souris. Tandis que le modèle aigu imite la cardiomyopathie stress-induite, le modèle chronique, administré par une pompe osmotique, imite l'arrêt du coeur avancé chez l'homme. Le but du protocole décrit est de créer le modèle chronique d'insuffisance cardiaque induit e par l'ISO chez les souris à l'aide d'une mini-pompe implantée. Ce protocole a été utilisé pour induire une insuffisance cardiaque chez plus de 100 souches de souris consanguines. Les techniques sur l'implantation chirurgicale de pompe sont décrites en détail et peuvent être pertinentes à n'importe qui intéressé à créer un modèle d'insuffisance cardiaque chez les souris. En outre, les changements hebdomadaires de remodelage cardiaque basés sur des paramètres échocardiographiques pour chaque souche et le temps prévu pour le développement de modèle sont présentés. En résumé, la méthode est simple et reproductible. L'ISO continue administrée par l'intermédiaire de la mini-pompe implantée sur 3 à 4 semaines est suffisante pour induire le remodelage cardiaque. Enfin, le succès de la création du modèle ISO peut être évalué in vivo par échocardiographie sérielle démontrant l'hypertrophie, la dilatation ventriculaire et le dysfonctionnement.

Introduction

L'insuffisance cardiaque avec la fraction réduite d'éjection (HFrEF) est accompagnée d'une réponse compensatoire bien reconnue du système nerveux sympathique pour maintenir l'homéostasie cardio-vasculaire1. Le stress hémodynamique et les effets délétères sur le coeur et la circulation ont été observés avec l'activation chronique. Ceux-ci sont devenus la pierre angulaire de la pharmacothérapie contemporaine pour l'insuffisance cardiaque et sont des mécanismes importants dans la progression de l'insuffisance cardiaque et l'antagonisme thérapeutique des systèmes neurohormonaux1.

Plusieurs modèles de souris sont disponibles pour les enquêtes de base de l'insuffisance cardiaque. Les modèles génétiques sont attrayants pour explorer les thérapies moléculaires et étudier les voies de signalisation. Cependant, ces modèles peuvent ne pas être pertinents pour les formes courantes d'insuffisance cardiaque. D'autres modèles communs incluent la ligature antérieure gauche descendante (LAD) d'artère, la constriction transaortique (TAC), et l'isoproterenol (ISO), chacun visant à une étiologie pathologique différente2,3,4,5 ,6. La ligature d'artère de LAD induit un infarctus myocardique antérieur de mur créant ainsi un modèle spécifique pour la cardiomyopathie ischémique. LE TAC induit une surcharge de pression aigue pour créer un modèle hypertensif d'insuffisance cardiaque. Bien que le gradient de pression puisse être mesuré, permettant la stratification de l'hypertrophie, l'initialisme aigu de l'hypertension manque de pertinence clinique directe4. Les modèles LAD et TAC nécessitent un haut niveau d'expertise chirurgicale à exécuter. Le modèle aigu d'ISO de l'arrêt du coeur imite la cardiomyopathie stress-induite, également connue sous le nom de maladie de Takotsubo, qui est caractérisée par une augmentation marquée des catécholamines et de l'activité dans le ventricule gauche qui imite l'infarctus aigu de myocarde7, 8. En revanche, les modèles chroniques d'ISO de l'insuffisance cardiaque présentent des caractéristiques de symptômes de l'insuffisance cardiaque avancée, avec des niveaux chroniquement élevés de catécholamines1. Les avantages du modèle isO chronique sont qu'il fournit une stimulation adrénergique chronique qui imite l'insuffisance cardiaque avancée et qu'il est relativement facile à créer. L'enquêteur doit choisir un modèle qui récapitule le mieux sa pathologie d'intérêt.

L'objectif global de cette méthode est d'induire l'insuffisance cardiaque chez les souris à l'aide d'une mini pompe implantée qui libère ISO en permanence pour imiter l'activation sympathique chronique trouvée chez les patients souffrant d'insuffisance cardiaque1. La méthode est simple et reproductible. Bien qu'il y ait une variation claire entre les souches de souris, ISO administré sur 3 à 4 semaines à 30 mg/kg/jour est suffisant pour induire le remodelage cardiaque chez la plupart des souris. Plus précisément, l'ISO conduit à une phase compensatoire pro-hypertrophique au cours de la semaine 1 suivie de l'amincissement des murs, la dilatation ventriculaire et la diminution de la fonction systolique par semaine 2 et 32. Le succès de la création du modèle ISO peut être évalué in vivo par échocardiographie sérielle démontrant l'hypertrophie, la dilatation et le dysfonctionnement ventriculaire, ainsi que par l'ex vivo par l'évaluation histologique et moléculaire du tissu cardiaque récolté pour l'intramyocardial l'accumulation lipidique, la fibrose, le stress aux urgences, l'apoptose et l'expression génique9,10,11,12.

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Protocol

Ce protocole respecte les directives de soins aux animaux de l'Université de Californie à Los Angeles (protocole ARC #2010-075). Les lecteurs sont invités à adhérer à leur propre protocole approuvé par l'IACUC, car les soins de souris péri-procédures et la gestion de l'analgésie peuvent être spécifiques à l'institution.

1. Préparation de la pompe osmotique isoprotéréentiel

REMARQUE : Cette procédure a été appliquée avec succès sur des souris femelles de plus de 9 semaines pesant 18 g à partir de plus de 100 souches de souris consanguines, ainsi que, chez des souris mâles dans un sous-ensemble de souches. Il n'y a pas de limite de poids corporel maximale pour cette procédure. Toujours inclure des contrôles assortis d'âge, car on ne sait pas si l'âge du traitement affecte la susceptibilité induite par l'isoproténol au développement de l'insuffisance cardiaque.

  1. Peser et enregistrer le poids corporel de chaque souris.
  2. Calculer la quantité et la concentration appropriées d'isoprotérénol pour chaque souris (voir tableau 1; Fichier supplémentaire).
    REMARQUE : Les pompes osmotiques utilisées dans cette expérience (Table of Materials) ont un volume de réservoir de 100 L et sont conçues pour livrer des médicaments à des débits continus jusqu'à 28 jours. Préparer une solution supplémentaire de 20 l d'isoproténol par pompe pour tenir compte de la perte de volume dans le tube de remplissage pendant le chargement de la pompe.
  3. Peser la quantité appropriée d'isoproténol (tableau 1) à l'aide d'un équilibre analytique et le dissoudre dans 120 l de solution stérile 0,9% NaCl. Pipette vigoureusement ou vortex pendant 1 min pour solubilité complètement isoproterenol.
    REMARQUE : Préparer les pompes osmotiques dans une armoire de biosécurité de laboratoire. Les pompes doivent être manipulées avec des gants chirurgicaux. La technique stérile est recommandée tout au long de la préparation des pompes osmotiques et pendant la procédure d'implantation chirurgicale.
  4. Peser et enregistrer la pompe osmotique vide avec son modérateur de flux, puis retirer le modérateur de flux.
  5. Aspirez 120 l de solution isoprotéinale dans une seringue de 1,0 ml et attachez le tube de remplissage à pointe émoussée de 27 calibres fourni avec les pompes osmotiques.
    REMARQUE : Assurez-vous que la seringue et le tube de remplissage sont exempts de bulles d'air.
  6. Tout en maintenant la pompe en position verticale, insérez le tube de remplissage par l'ouverture de la pompe en haut jusqu'à ce que la pointe du tube de remplissage se trouve près du fond du réservoir de la pompe.
  7. Chargez la pompe osmotique en poussant le piston de seringue lentement jusqu'à ce que la solution isoproterenol se remplit jusqu'à l'ouverture de la pompe.
  8. Retirez soigneusement le tube de remplissage et essuyez la solution excédentaire.
  9. Insérez le modérateur de débit pour fermer la pompe et essuyez toute solution excédentaire.
  10. Confirmez que plus de 90 % du volume du réservoir a été rempli en pesant la pompe osmotique.
    REMARQUE : Les pompes de commande sont préparées de la même manière en remplissant le réservoir de pompe avec la solution stérile de 0.9% de NaCl.

2. Préparation d'instruments chirurgicaux

  1. Nettoyer tous les instruments chirurgicaux, y compris la fibre optique O-anneau lumière microscope illuminaur, 2 forceps, porte-aiguille, stérilisateurs de perles chaudes, perles de verre, et ciseaux (Table des matériaux).
  2. Instruments chirurgicaux autoclaves à 121 oC pendant 30 min pour stériliser les instruments avant la chirurgie.

3. Implantation chirurgicale osmotique de pompe osmotique d'isoproterenol

  1. Induire l'anesthésie en plaçant la souris dans une chambre d'induction avec 3% d'isoflurane en 95% O2 et 5% de CO2. Maintenir l'anesthésie avec 2% isoflurane via un cône de nez.
  2. Administrer 5 mg/kg de carprofène s.c. à la éraflure du cou entre les omoplates pour l'analgésie.
  3. Placez l'onduleur ophtalmique sur les yeux pour prévenir la déshydratation cornéenne.
  4. Vérifiez la profondeur de l'anesthésie en surveillant le taux de respiration, réflexe de pincement des orteils et la couleur de la muqueuse.
  5. Placez la souris en position de supine sur un coussinet chauffé. Retirer les poils du bas-ventre et désinfecter la peau avec de la bétadine ou de la chlorhexidine.
    REMARQUE : Pour minimiser l'infection postopératoire, assurez-vous que le champ chirurgical est exempt de poils incidents.
  6. Utilisez une paire de ciseaux chirurgicaux pour couper une incision de 1 cm de long de la peau médiane. Utilisez une paire de ciseaux émoussés pour disséquer soigneusement la peau des parois péritonéales sous-jacentes.
    REMARQUE : Une livraison intrapéritonéale est préférable pour tenir compte de la taille de la pompe.
  7. Retirez les parois péritonéales de l'intestin sous-jacent avec des forceps et coupez un trou de 0,8 cm dans les parois péritonéales à l'aide de ciseaux chirurgicaux fins.
  8. Insérez la pompe osmotique dans la cavité péritonéale avec l'extrémité du modérateur d'écoulement en premier.
  9. Fermez la cale dans les parois péritonéales en utilisant 5.0 sutures absorbables d'une manière interrompue. Utilisez 6.0 sutures non absorbables pour fermer l'incision cutanée d'une manière interrompue.
  10. Placez la souris dans un incubateur dédié pour la garder au chaud et au sec pendant la récupération. Évaluer le rétablissement de l'anesthésie en surveillant la souris toutes les 30 mins dans les deux premières heures pour le retour de la respiration normale et le mouvement.
  11. Une fois que la souris a complètement récupéré de l'anesthésie, retournez-la au logement de routine. Continuer à surveiller l'animal pour les complications quotidiennes jusqu'à 3 jours, puis tous les 2 à 3 jours par la suite jusqu'à la fin de l'expérience.
    REMARQUE : Les animaux doivent être surveillés pour déceler des signes de douleur ou d'infection postopératoires, des signes de perte de poids, un manque de mobilité, une posture anormale, un défaut de toilettage et un léchage ou une mordre excessif de la zone d'incision.
  12. Administrer le carprofène 5mg/kg s.c. tous les 24 h jusqu'à 48 h et par la suite au besoin.
  13. Administrer 0,25 mg/mL d'amoxicilline dans l'eau potable pendant 5 jours pour prévenir les infections du site chirurgical.
  14. Enlever les sutures non absorbables après 7 à 10 jours.

4. Évaluation échocardiographique sous anesthésie

REMARQUE : L'évaluation échocardiographique peut être exécutée à plusieurs reprises pour surveiller le remodelage cardiaque en série pendant plusieurs semaines. Nous avons exécuté des mesures échocardiographiques à des intervalles hebdomadaires sur 3 semaines.

  1. Induire l'anesthésie dans une chambre d'induction à 1,25% à 1,5% de l'isoflurane. Une fois sous sédatif sédatif, fixez la souris sur la plate-forme d'échocardiographie avec du ruban adhésif permettant à la souris de continuer à recevoir une anesthésie à travers un cône nasal.
  2. Diminuer l'isoflurane à une dose d'entretien de 1% pour minimiser les effets chronotropes négatifs et inotropes de la sursédation. Prenez note de la fréquence respiratoire et cardiaque tout au long de l'étude et ajuster la dose d'isoflurane au besoin.
  3. Enlever les poils de la poitrine avec une lotion dépilatoire et essuyer la poitrine sans poils.
  4. Placez le gel à ultrasons sur la poitrine et placez la sonde à ultrasons pour imager le cœur.
  5. En mode B, imagez le ventricule gauche (LV) dans la vue à long axe parasternal. Ajuster la plate-forme d'échocardiographie pour aligner la valve aortique et l'apex LV dans le plan du faisceau d'ultrasons.
  6. Inclinez la plate-forme d'échocardiographie pour placer l'axe Long LV à 90 degrés du faisceau d'ultrasonet et du diamètre maximum LV au centre de l'image.
  7. Imagez l'axe court LV en tournant la sonde à ultrasons de 90 degrés.
  8. En mode M mesurent l'épaisseur du mur LV et les dimensions internes.
  9. Remettre la souris dans la cage. Surveillez le retour de la respiration normale et les mouvements spontanés du corps.

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Representative Results

Dans notre étude publiée précédemment, nous avons administré une dose ISO de 30 mg/kg/j sur 21 jours via la pompe osmotique à travers 105 souches Hybrid Mouse Diversity Panel (HMDP)2,13. Nous avons évalué les résultats à l'aide d'échocardiographie réalisée à la ligne de base, semaine 1, 2 et 3 du traitement ISO (figure 1). Semblable à une étude antérieure où les auteurs ont étudié l'impact de l'isoproterenol parmi 23 souches de souris14,nous avons observé la variation inter-souche frappante parmi des paramètres échocardiographiques. Le résumé des changements hebdomadaires basés sur les paramètres échocardiographiques et le temps prévu pour le développement du modèle est présenté (Figure 2 et Figure 3)2,15. Bien que des variations aient été observées parmi les souches de souris, en moyenne, l'épaisseur de la paroi septale interventriculaire à l'extrémité diastole (IVSd) et le raccourcissement fractionnaire (FS) augmentent la première semaine, mais diminuent d'ici les points de temps ultérieurs; le diamètre interne ventriculaire gauche à l'extrémité diastole (LVIDd) et la masse ventriculaire gauche (LVM) augmentent sur une période de 3 semaines (figure 3). Ces résultats sont compatibles à une phase compensatoire pro-hypertrophique pendant la semaine 1 de l'isoproterenol suivi de l'amincissement de mur, de la dilatation ventriculaire et de la diminution de la fonction systolique. Notre étude précédemment éditée a également démontré l'upregulation de plusieurs sous-ensembles de gène liés à l'hypertrophie ventriculaire gauche, y compris le marqueur fibrotique Lgals3 et le marqueur d'insuffisance cardiaque Nppb par la semaine 32. D'autres gènes différentiels sont ceux impliqués dans l'angiogenèse, la glycoprotéine de signal sécrétée, la liaison de polysaccharide, le cytosquelette d'actine, la voie de signalisation de chimiokine, la matrice extracellulaire protéinée, et le collagène2. Ces résultats sont corroborés par des résultats échocardiographiques et histologiques : les coeurs de souris ont démontré des dimensions ventriculaires gauches visiblement plus grandes sous ISO et de plus grandes quantités de fibrose sous le traitement d'ISO par rapport au contrôle salin (figure 4).

Figure 1
Figure 1 : Modèle d'insuffisance cardiaque induite par l'isoproténole chronique (ISO) par l'intermédiaire d'une mini-pompe.
Ce chiffre a été adapté avec la permission de Wang et coll.2 et Chang etcoll. 15Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 2
Figure 2 : Variation des mesures échocardiographiques de la structure et de la fonction cardiaques parmi les souches de souris hybrido-clés du Panneau de diversité de souris (HMDP).
Les barres noires représentent les mesures dans l'état de référence dans l'ordre classé. Les barres blanches représentent les mesures après 3 semaines d'infusion ISO continue. IVSd - épaisseur de la paroi septale interventriculaire; LVIDd - diamètre interne ventriculaire gauche au diastole d'extrémité ; LVM - masse ventriculaire gauche; FS et raccourcissement fractionnaire. Les barres d'erreur représentent les erreurs standard des moyens (SEM). Ce chiffre a été adapté avec la permission de Wang et coll.2 et Chang et coll.15.

Figure 3
Figure 3 : Les changements moyens dans les mesures échocardiographiques par rapport à la ligne de base à chaque point de temps ISO pour chaque souche consanguine classique.
Ce chiffre a été adapté avec la permission de Wang et coll.2 et Chang et coll.15. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 4
Figure 4 : Changements échocardiographiques et histologiques après perfusion chronique d'isoproterenol.
(A) Des images d'échocardiogramme représentatives en mode M de 2 souris à la ligne de base et à la semaine 3 de l'isoproténol sont montrées. Notez l'élargissement des dimensions internes ventriculaires gauches chez les deux souris ainsi que le développement de la fibrose endocardique (flèche rouge) chez la souris #2. (B) La tache trichrome de Masson du ventricule gauche dans l'axe court démontre la fibrose étendue avec le traitement d'isoproterenol (barre d'échelle : 2 mm). Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Poids corporel (g) Dosage quotidien (g/jour) Taux de débit (L/jour) Concentration (L/jour) Isoproténol (mg/120 l)
20 600 2.64 227 27.3
21 630 2.64 239 28.6
22 660 2.64 250 30
23 690 2.64 261 31.4
24 720 2.64 273 32.7
25 750 2.64 284 34.1
26 780 2.64 295 35.4
27 810 2.64 307 36.8
28 840 2.64 318 38.2
29 870 2.64 330 39.5
30 900 2.64 341 40.9

Tableau 1 : Concentration et préparation isoprotéréendaux pour les poids corporels représentatifs au taux de pompe osmotique de 30 mg/kg/j. Cette table a été adaptée avec la permission de Wang et coll.2 et Chang et coll.15.

Fichier supplémentaire. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

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Discussion

Nous avons appliqué cette méthode à plus de 100 souches de souris consanguines pour évaluer les résultats cardiaques dus à la stimulation bêta-adrénergique chronique2,13. Des différences significatives de susceptibilité à l'isoprotérénol sont connues pour exister parmi les souches de souris et peuvent être personnalisées à la souche d'intérêt au besoin16. Cela peut être dû à la variation de la fonction des récepteurs bêta-adrénergiques entre les souches de souris17, les différences dépendantes de la souche dans l'activité du système nerveux autonome16, la densité des récepteurs bêta-adrénergiques (bêta-AR) et/ ou le couplage17 et d'autres différences génétiques entre les souches. Basé sur l'échocardiographie sérielle in vivo aussi bien que l'histologie de tissu cardiaque ex vivo et l'expression de gène avec et sans ISO, le traitement chronique d'isoproterenol a induit des différences saisissantes s'étendant des processus cellulaires, de la matrice extracellulaire à l'inflammatoire réponses2,13. Les considérations suivantes peuvent être pertinentes à l'application de ce modèle d'insuffisance cardiaque.

Près de 30% des souris implantées avec la pompe osmotique isoprotenol sont mortes avant la fin du protocole expérimental2,13. De ce nombre, plus de 90 % sont morts dans les 48 premières heures suivant l'implantation de la pompe. Les décès sont apparus spécifiques à la souche, avec BXA-12/PgnJ, BXD-34/TyJ, BTBRT-lt;-gt;tf/J, NZW/LacJ, BXD40/TyJ, et BALB/cJ étant les souches les plus sensibles. De plus, nous avons observé que les souris pesant 20 g avaient une mortalité postopératoire précoce plus élevée (mort dans les 48 h). Permettre aux souris de mûrir jusqu'à l'âge d'au moins 9 à 10 semaines ou de 20 g peut réduire au minimum la mortalité postopératoire précoce. Par conséquent, il peut être important de tenir compte des différences spécifiques à la souche et de la mortalité postopératoire précoce lors de la planification d'une expérience. Nous n'avons pas effectué d'autopsie pour déterminer la cause du décès. Par conséquent, nous ne sommes pas en mesure de déterminer le taux de défaillance des pompes osmotiques. Parmi les souris sacrifiées, nous n'avons détecté aucun défaut visuel.

Isoflurane est connu pour être négativement chronotropique et inotrope. Il faut prendre soin de minimiser la sédation et l'impact de l'isoflurane sur les mesures échocardiographiques. Si le sternum projette une ombre osseuse et dégrade les qualités d'image, repositionnez la souris pour imager le cœur à travers un espace intercostal différent. Si la mesure de l'épaisseur de la paroi intertriculaire est compliquée par la présence de la paroi ventriculaire droite, réimagez à travers un espace intercostal différent pour minimiser les bordures mal délimitées. Des mesures précises sont essentielles aux analyses comparatives en aval.

Il existe de la littérature documentant l'utilisation de minipompes osmotiques chez les rats18,19. Les lecteurs doivent noter que ce protocole n'a été utilisé qu'avec des souris et que d'autres documents devraient être référencés pour l'expérimentation d'autres espèces.

La littérature passée suggère que les injections quotidiennes de l'isoproterenol et de l'administration continue par l'intermédiaire des pompes osmotiques causent le poids ventriculaire semblable par rapport au poids corporel20. Cependant, il existe des différences dans l'hémodynamique. Les injections quotidiennes causent l'hypotension et la tachycardie immédiates suivies de l'hypertension de rebond dans quelques heures. L'administration continue provoque l'hypotension immédiate le jour de l'implantation de pompe suivie de la normalisation de la tension artérielle à l'hypertension douce par jour 220. Les tendances hémodynamiques globales imitent plus étroitement les hormones sympathiques chroniquement activées dans les patients d'insuffisance cardiaque.

À la semaine 1 de l'isoproterenol, la contractilité a été augmentée ou supernormale. Aux semaines 2 et 3, la contractilité était revenue à la normale pour la plupart des souches et diminuait pour certaines souches. Dans le contexte de l'isoprotéréence en cours, la contractilité normale mesurée par le raccourcissement fractionnaire (FS) et la fraction d'éjection (EF) peut, en fait, représenter une réserve contractile altérée. Si l'enquêteur désire induire un degré plus profond de déficience cardiaque, on peut augmenter la dose d'ISO ou allonger la période de traitement ISO à 4 semaines, tout en évaluant le risque d'augmentation de la mortalité postopératoire. Enfin, les données que nous avons présentées étaient basées uniquement sur des souris femelles. Les souris femelles ont démontré la fonction contractile post-ischémique plus élevée et l'épuisement moins d'ATP dans un modèle de dommages de reperfusion d'ischémie comparé aux souris mâles21. En outre, dans un modèle chronique d'ISO, les souris mâles ont démontré un rapport élevé de coeur à le poids corporel et ont réduit des niveaux totaux de noradrénaline dans les glandes parotides et submaxillaires par rapport aux femelles22. L'utilisateur peut avoir besoin de tenir compte des différences fondées sur le sexe dans les résultats observés lors de l'application de cette approche aux femmes et aux hommes.

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Disclosures

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Acknowledgments

Les auteurs reconnaissent le NIH K08 HL133491 pour son soutien financier.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Micro-Osmotic Pump System with Flow Moderator in Place Alzet Model 1004 Includes filling tube, flow moderator and pump body
(-)-Isoproterenol hydrochloride Sigma-Aldrich 16504-1G (-)-Isoproterenol hydrochloride is a powder that needs to be stored at -20°C.
1 ml sterile syringe VWR BD309602
30 W LED Fiber optic O-ring light microscope illuminator AmScope SKU: LED-30WR
5-0 COATED VICRYL (polyglactin 910) Suture Ethicon J303H 5-0, absorbable
Fine Scissors - Sharp FST 14060-09
Glass beads FST 18000-46
Hot bead sterilizers FST 18000-50
Iris forceps WPI 15915
Look Sharpoint 6-0, 18" Black Nylon Monofilament Suture LOOK AA-2176 6-0, non-absorbable
Needle holder WPI 15926
Normal Saline, 0.9% NaCl Fisher 89167-772

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hartupee, J., Mann, D. L. Neurohormonal activation in heart failure with reduced ejection fraction. Nature Review Cardiology. 14 (1), 30-38 (2017).
  2. Wang, J. J., et al. Genetic Dissection of Cardiac Remodeling in an Isoproterenol-Induced Heart Failure Mouse Model. PLoS Genetics. 12 (7), 1006038 (2016).
  3. Balakumar, P., Singh, A. P., Singh, M. Rodent models of heart failure. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 56 (1), 1-10 (2007).
  4. Patten, R. D., Hall-Porter, M. R. Small animal models of heart failure: development of novel therapies, past and present. Circulation: Heart Failure. 2 (2), 138-144 (2009).
  5. Huang, W. Y., Aramburu, J., Douglas, P. S., Izumo, S. Transgenic expression of green fluorescence protein can cause dilated cardiomyopathy. Nature Medicine. 6 (5), 482-483 (2000).
  6. Breckenridge, R. Heart failure and mouse models. Disease Model and Mechanism. 3 (3-4), 138-143 (2010).
  7. Wittstein, I. S., et al. Neurohumoral features of myocardial stunning due to sudden emotional stress. New England Journal of Medicine. 352 (6), 539-548 (2005).
  8. Templin, C., et al. Clinical Features and Outcomes of Takotsubo (Stress) Cardiomyopathy. New England Journal of Medicine. 373 (10), 929-938 (2015).
  9. Shao, Y., et al. A mouse model reveals an important role for catecholamine-induced lipotoxicity in the pathogenesis of stress-induced cardiomyopathy. European Journal of Heart Failure. 15 (1), 9-22 (2013).
  10. Kudej, R. K., et al. Effects of chronic beta-adrenergic receptor stimulation in mice. Journal of Molecular Cell Cardiology. 29 (10), 2735-2746 (1997).
  11. Zhuo, X. Z., et al. Isoproterenol instigates cardiomyocyte apoptosis and heart failure via AMPK inactivation-mediated endoplasmic reticulum stress. Apoptosis. 18 (7), 800-810 (2013).
  12. El-Demerdash, E., Awad, A. S., Taha, R. M., El-Hady, A. M., Sayed-Ahmed, M. M. Probucol attenuates oxidative stress and energy decline in isoproterenol-induced heart failure in rat. Pharmacology Research. 51 (4), 311-318 (2005).
  13. Rau, C. D., et al. Mapping genetic contributions to cardiac pathology induced by Beta-adrenergic stimulation in mice. Circulation Cardiovascular Genetics. 8 (1), 40-49 (2015).
  14. Berthonneche, C., et al. Cardiovascular response to beta-adrenergic blockade or activation in 23 inbred mouse strains. PLoS One. 4 (8), 6610 (2009).
  15. Chang, S. C., Ren, S., Rau, C. D., Wang, J. J. Isoproterenol-Induced Heart Failure Mouse Model Using Osmotic Pump Implantation. Methods Molecular Biology. 1816, 207-220 (2018).
  16. Shusterman, V., et al. Strain-specific patterns of autonomic nervous system activity and heart failure susceptibility in mice. American Journal of Physiology-Heart Circulation Physiology. 282 (6), 2076-2083 (2002).
  17. Faulx, M. D., et al. Strain-dependent beta-adrenergic receptor function influences myocardial responses to isoproterenol stimulation in mice. American Journal of Physiology-Heart Circulation Physiology. 289 (1), 30-36 (2005).
  18. Zhang, G. X., et al. Cardiac oxidative stress in acute and chronic isoproterenol-infused rats. Cardiovascular Research. 65 (1), 230-238 (2005).
  19. Boluyt, M. O., et al. Isoproterenol infusion induces alterations in expression of hypertrophy-associated genes in rat heart. American Journal of Physiology. 269 (2), Pt 2 638-647 (1995).
  20. Hohimer, A. R., Davis, L. E., Hatton, D. C. Repeated daily injections and osmotic pump infusion of isoproterenol cause similar increases in cardiac mass but have different effects on blood pressure. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 83 (2), 191-197 (2005).
  21. Cross, H. R., Murphy, E., Koch, W. J., Steenbergen, C. Male and female mice overexpressing the beta(2)-adrenergic receptor exhibit differences in ischemia/reperfusion injury: role of nitric oxide. Cardiovascular Research. 53 (2), 662-671 (2002).
  22. Klingman, G. I., McKay, G., Ward, A., Morse, L. Chronic isoproterenol treatment of mice: effects on catecholamines and rectal temperature. Journal of Pharmaceutical Sciences. 62 (5), 798-801 (1973).

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Médecine Numéro 152 insuffisance cardiaque pompe osmotique isoproterenol souris échocardiogramme remodelage cardiaque
Implantation d'une mini-pompe isoprotéréendale pour induire une insuffisance cardiaque chez la souris
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Ren, S., Chang, S., Tran, A.,More

Ren, S., Chang, S., Tran, A., Mandelli, A., Wang, Y., Wang, J. J. Implantation of an Isoproterenol Mini-Pump to Induce Heart Failure in Mice. J. Vis. Exp. (152), e59646, doi:10.3791/59646 (2019).

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