Istituzione di un modello suina di infarto post-miocardico per il trattamento delle cellule staminali
Summary
Abbiamo cercato di stabilire un modello suine di insufficienza cardiaca indotta dal blocco dell’arteria circumflex sinistra e dal rapido ritmo per testare l’effetto e la sicurezza della somministrazione intramiocardiale delle cellule staminali per terapie basate sulle cellule.
Abstract
Anche se sono stati raggiunti progressi nel trattamento dell’insufficienza cardiaca (HF) dopo l’infarto miocardico (MI), HF dopo MI rimane una delle principali cause di mortalità e morbilità in tutto il mondo. Le terapie a base cellulare per la riparazione cardiaca e il miglioramento della funzione ventricolare sinistra dopo l’MI hanno attirato notevole attenzione. Di conseguenza, la sicurezza e l’efficacia di questi trapianti di cellule devono essere testate in un modello animale preclinico di grandi dimensioni di HF prima dell’uso clinico. I maiali sono ampiamente utilizzati per la ricerca sulle malattie cardiovascolari a causa della loro somiglianza con gli esseri umani in termini di dimensioni cardiache e anatomia coronarica. Pertanto, abbiamo cercato di presentare un protocollo efficace per la creazione di un modello HF cronico porcina utilizzando l’occlusione a palloncino coronarico a torso chiuso dell’arteria circumflex sinistra (LCX), seguita da un rapido ritmo ventricolare indotto dall’impianto del pacemaker. Otto settimane dopo, le cellule staminali sono state somministrate mediante iniezione intramiocardia nell’area peri-infarta. Poi sono state valutate le dimensioni dell’infarto, la sopravvivenza cellulare e la funzione ventricolare sinistra (compresa l’ecocardiografia, i parametri emodinamici e l’elettrofisiologia). Questo studio aiuta a stabilire un modello stabile preclinico di grandi animali HF per il trattamento delle cellule staminali.
Introduction
Le malattie cardiovascolari, in particolare la malattia coronarica (CAD), rimangono la principale causa di morbilità e mortalità a Hong Kong e nel mondo1. A Hong Kong, un aumento del 26% dal 2012 al 2017 del numero di pazienti CAD trattati sotto l’Autorità Ospedaliera èstato proiettato 2. Tra tutti i CAD, l’infarto miocardico acuto (MI) è una delle principali cause di morte e complicazioni successive, come l’insufficienza cardiaca (HF). Questi contribuiscono a notevoli oneri medici, sociali e finanziari. Nei pazienti con MI, la terapia trombolitica o l’intervento coronarica percutaneo primario (PCI) è una terapia efficace per preservare la vita, ma queste terapie possono solo ridurre la perdita di cardiomiocito (CM) durante l’MI. I trattamenti disponibili non sono in grado di ricostituire la perdita permanente di CMs, che porta alla fibrosi cardiaca, al rimodellamento miocardico, all’aritmia cardiaca e infine all’insufficienza cardiaca. Il tasso di mortalità a 1 anno dopo l’MI è di circa il 7% con oltre il 20% di pazienti che sviluppano HF3. Nei pazienti con HF in fase finale, il trapianto di cuore è l’unica terapia efficace disponibile, ma è limitata dalla carenza di organi disponibili. Sono necessarie nuove terapie per invertire lo sviluppo di HF post-MI. Di conseguenza, la terapia cellulare è considerata un approccio interessante per riparare le C compromesse e migliorare la funzione ventricolare sinistra (LV) in HF dopo MI. I nostri studi precedenti hanno scoperto che il trapianto di cellule staminali è utile per il miglioramento della funzione cardiaca dopo il trapianto intramiocardiale diretto in piccoli modelli animali di MI4,5. Sono quindi necessari protocolli HF di grandi animali preclinici standardizzati per testare ulteriormente l’efficacia e la sicurezza del trapianto di cellule staminali prima dell’uso clinico.
Negli ultimi decenni è stato assistito all’uso diffuso di suini nella ricerca cardiovascolare per la terapia con cellule staminali. I maiali HF sono un modello promettente di ricerca traslazione a causa della loro somiglianza con gli esseri umani in termini di dimensioni cardiache, peso, ritmo, funzione e anatomia coronarica. Inoltre, i modelli HF di porcina possono imitare i pazienti post-MI HF in termini di metabolismo CM, proprietà elettrofisiologiche e cambiamenti neuroendocrini in condizioni ischemiche6. Il protocollo qui presentato utilizza un modello HF suini standardizzato, che impiega un’occlusione a palloncino coronarica a torso chiuso dell’arteria circonflessa sinistra (LCX) seguita da un ritmo rapido indotto dall’impianto del pacemaker. Lo studio ottimizza anche il percorso della somministrazione intramiocardiale delle cellule staminali per il trattamento dell’HF post-MI. Lo scopo è quello di produrre un modello animale porcina di infarto miocardico cronico che può essere utilizzato per sviluppare trattamenti che sono clinicamente rilevanti per i pazienti con CAD grave.
Protocol
Representative Results
Discussion
I modelli animali standard sono di fondamentale importanza per comprendere la fisiofisiologia e i meccanismi delle malattie e testare nuove terapie. Il nostro protocollo stabilisce un modello porcino di HF indotto dal blocco dell’arteria circumflex sinistra e dal rapido ritmo. Otto settimane dopo l’induzione di MI, gli animali hanno sviluppato una compromissione significativa di LVEF, LVEDD, LVESD, .dP/dt ed ESPVR. Questo protocollo testa anche il metodo di somministrazione della terapia con cellule staminali per la rige…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori riconoscono Alfreda e Kung Tak Chung per il loro eccellente supporto tecnico durante gli esperimenti sugli animali.
Materials
| Amiodarone | Mylan | – | – |
| Anaesthetic machines and respirator | Drager | Fabius plus XL | – |
| Angiocath | Becton Dickinson | 381147 | – |
| Anti-human nuclear antigen | abcam | ab19118 | – |
| Axio Plus image capturing system | Zeiss | Axioskop 2 PLUS | Axioskop 2 plus |
| AxioVision Rel. 4.5 software | Zeiss | – | – |
| Baytril | Bayer | – | enrofloxacin |
| Betadine | Mundipharma | – | – |
| CardioLab Electrophysiology Recording Systems | GE Healthcare | G220f | – |
| Culture media | MesenCult | 05420 | – |
| Cyclosporine | Novartis | – | – |
| Defibrillator | GE Healthcare | CardioServ | – |
| Dorminal | TEVA | – | – |
| Echocardiographic system | GE Vingmed | Vivid i | – |
| EchoPac software | GE Vingmed | – | – |
| Electrophysiological catheter | Cordis Corp | – | – |
| Embozene Microsphere | Boston Scientific | 17020-S1 | 700 μm |
| Endotracheal tube | Vet Care | VCPET70PCW | Size 7 |
| Ethanol | VWR chemicals | 20821.33 | – |
| Formalin | Sigma | HT501320 | 10% |
| IVC balloon Dilatation Catheter | Boston Scientific | 3917112041 | Mustang |
| JR4 guiding catheter | Cordis Corp | 67208200 | 6F |
| Lidocaine | Quala | – | – |
| Mersilk | Ethicon | W584 | 2-0 |
| Metoprolol succinate | Wockhardt | – | – |
| Microtome | Leica | RM2125RT | – |
| Mobile C arm fluoroscopy equipment | GE Healthcare | OEC 9900 Elite | – |
| Pacemaker | St Jude Medical | PM1272 | Assurity MRI pacemaker |
| Pacemaker generator | St Jude Medical | Merlln model 3330 | – |
| Pressure-volume catheter | CD Leycom | CA-71103-PL | 7F |
| Pressure–volume signal processor | CD Leycom | SIGMA-M | – |
| Programmable Stimulator | Medtronic Inc | 5328 | – |
| PTCA Dilatation balloon Catheter | Boston Scientific | H7493919120250 | MAVERICK over the wire |
| Ramipril | TEVA | – | – |
| Sheath introducer | Cordis Corp | 504608X | 8F, 9F, 12F |
| Steroid | Versus Arthritis | – | – |
| Temgesic | Nindivior | – | buprenorphine |
| Venous indwelling needle | TERUMO | SR+OX2225C | 22G |
| Vicryl | Ethicon | VCP320H | 2-0 |
| Xylazine | Alfasan International B.V. | – | – |
| Zoletil | Virbac New Zealand Limited | – | tiletamine+zolezepam |
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