ורידי ארנב מודל האינטרפוזיציה מחקה ניתוח מחדש באמצעות שתלי וריד כדי להעריך את היפרפלזיה באמצעות לחץ דם עורקי
Summary
הפרוטוקול הנוכחי שואפת ניסויים ליצור היפרפלזיה של הוורידים ורידים על ידי הקרבת ורידים ללחץ דם עורקי לפיתוח אסטרטגיות להחליש את היפרפלזיה בתוך ורידים בעקבות ניתוח revascularization באמצעות שתלי וריד.
Abstract
למרות שתלי הווריד שימשו בדרך כלל שתלי אוטוולוגיים בניתוחים revascularization עבור מחלות איסכמי, הפנסיה ארוכת טווח נשאר עני בגלל ההאצה של היפרפלזיה של אינטימיות בשל החשיפה ללחץ דם עורקי. הפרוטוקול הנוכחי מיועד להקמת היפרפלזיה הורידים הניסיונית של הוורידים על ידי ורידים בעורק הצוואר של הארנב לעורקים העורק הצלעות. הפרוטוקול אינו דורש הליכים כירורגיים עמוק בתא המטען ואת היקף החתך מוגבל, אשר פחות פולשנית עבור בעלי חיים, המאפשר התבוננות ארוכת טווח לאחר השרשה. הליך פשוט זה מאפשר לחוקרים לחקור אסטרטגיות כדי להחליש את ההתקדמות של היפרפלזיה של אינטימיות של שתלי הווריד מושתל. באמצעות פרוטוקול זה, אנו דיווחו על השפעות התמרה של מיקרו-ארנה-145 (מיר-145), אשר ידוע לשלוט על הפנוטיפ של תאים שריר החלקה של כלי הדם (VSMCs) מן ההתרבות למצב הקונקטילה, לתוך שתלי וריד שנקטפו. אנו אישר את הנחתה של היפרפלזיה השכול של שתלי וריד על ידי התמרה מיר-145 לפני ניתוח השרשה באמצעות שינוי פנוטיפ של VSMCs. כאן אנו מדווחים על פלטפורמת ניסיוני פחות פולשנית כדי לחקור את האסטרטגיות שניתן להשתמש בהם כדי להחליש את היפרפלזיה של שתלי וריד בניתוחים revascularization.
Introduction
מספר החולים החווים מחלות איסכמי עקב טרשת עורקים הוא הולך וגובר ברחבי העולם1. למרות ההתקדמות הנוכחית בטיפולים רפואיים וכירורגיים למחלות לב וכלי דם, מחלות לב איסכמי, כגון אוטם שריר הלב, נשארות גורם מרכזי לתחלואה ותמותה2. יתר על כן, מחלות עורקים היקפיים המאופיינת זרימת הדם מופחתת לגפיים גורמת איסכמיה הגפיים קריטי, שבו כ 40% מהחולים לאבד את רגליהם בתוך 6 חודשים של אבחון, ואת שיעור התמותה הוא עד 20%3.
ניתוחים מרקתיים, כגון השתלת עורק כלילי (CABG) וניתוח מעקפים לעורקים היקפיים, הם אפשרויות טיפוליות מרכזיות למחלות איסכמי. המטרה של ניתוחים אלה היא לספק מסלול דם חדש כדי לספק זרימת דם מספקת לכיוון האתר המרוחק של stenotic או הנגעים הסגר של העורקים הטרשת עורקים. למרות בתוך שתלי העורקים האתרו, כגון עורקים פנימיים של החזה עבור CABG, הם מעדיפים כמו שתלי מעקף בגלל החזה הצפוי ארוך יותר, שתלי וריד, כגון ורידים באוטוולוגיים saphenous, משמשים בדרך כלל בשל נגישות גבוהה יותר וזמינות4. הנקודה החלשה של שתלי הווריד הוא שיעור הפטנטיות העניים בהשוואה לזה של שתלי עורק5 בשל היפרפלזיה השפני של מואצת הדלקת כאשר נתון לחץ עורקי, אשר מוביל למחלת השתל ורידים6.
מחלת השתל ורידים מתפתחת בשלושת השלבים הבאים: 1) פקקת; 2) היפרפלזיה שלמה של אינטימיות; ו 3) טרשת עורקים7. על מנת לטפל במחלת השתל ורידים, הרבה מחקרים בסיסיים בוצעו8. עד כה, אין אסטרטגיה פרמקולוגית מלבד תרופות נוגדות טסיות והפחתת שומנים באופן מומלץ עבור מניעה משנית לאחר ניתוח כלילית או היקפי ניתוחים בהנחיות האחרונות9,10,11,12. לפיכך, כדי להתגבר על מחלת השתל ורידים, במיוחד היפרפלזיה של אינטימיות, הקמת פלטפורמה ניסיונית רלוונטית ללימודים נוספים נדרש.
היפרפלזיה של אינטיאל היא תופעה מסתגלת המתרחשת בתגובה לשינוי בסביבה, שם כלי דם חלקה שריר (VSMCs) מתרבים, לצבור, וליצור מטריצה מליבית ב intima. כתוצאה מכך, הוא מציג בסיס לשתל atheroma7. ב-hyperplastic intima, VSMCs לשאת התפשטות, וייצור במקום התכווצות, נקרא “שינוי פנוטימית”8. זהו יעד מחקר מרכזי לשלוט בפנוטיפ של VSMCs של שתלי הווריד כדי למנוע מחלות השתל ורידים, ומחקרים בסיסיים רבים נערכו בנושא זה8. עם זאת, מחקר קליני מבוקר אקראי שמטרתו להשיג שליטה פרמקולוגית של VSMC פנוטיפ הראו תוצאות מוגבלות13. יתר על כן, אין טיפולים סטנדרטיים כדי למנוע היפרפלזיה של אינטימיות. מחקר בסיסי יותר, כולל לימודי מודל בעלי חיים, הינו הכרחי.
כדי לקדם את המחקר בתחום זה, חשוב להקים מודל בעל חיים, המכיל את שתלי הווריד בלחץ דם עורקי, ומאפשר התבוננות ארוכת טווח. קררל ואח ‘ הקים דגם כלבי של השרשה של וריד העורק החיצוני לעורק הראשי14. Therafter אחר, מגוון של שתלי וריד המועסקים כדי לחקור את ההשפעות הפיזיולוגיות והפתולוגיים של שינויים בלחץ דם עורקי, כולל את העורק הנחותים של העורק מנופה לתוך בית החזה או האבי הבטן, או את הווריד saphenous חרט הירך לתוך מבנה של העורק15,16,17. מודלים אלה נבנו בבעלי חיים גדולים יותר, כגון חזירים או כלבים, המתאימים לחקות מחלה של שתל ורידים בנרתיק קליני. עם זאת, הקמת מודל בעלי חיים שניתן להכין ללא טכניקות ניתוח מיוחד, בעלות נמוכה יותר יהיה אידיאלי עבור החוקרים מנסים לפתח אסטרטגיה טיפולית חדשה להחליש את היפרפלזיה העובר באמצעות VSMC פנוטיפ שליטה ב vivo. בתחילה, המיקום הפנימי של וריד הצוואר לתוך העורק הראשי בתוך ארנב הוצג בתחום של נוירוכירורגיה18,19. לאחר מכן, הוא הוחל על מחקר על היפרפלזיה שלמה של “שמאל”,20,21. המודל הראשוני כולל מיקום בין ורידים בלבד, ובכך חוסך זמן. יתר על כן, מחקר שלאחר מכן הראה כי הכנת השתל וריד השפיעו גם על היפרפלזיה של ההרמה22. דייויס et al. העריכו את ההשפעה של פציעה קטטר בלון על היפרפלזיה של אינטימיות בתוך ורידי ארנב במודל הבינפוזיציה23,24. למרות הבלון בלון פציעה בנוסף מיקום הווריד היה רלוונטי יותר להגדרה קלינית, מודל להתרבות יותר היה רצוי גם. לפיכך, ג’יאנג ואח ‘ בדק את ההשפעה של סביבות זרימה דיפרנציאליות על היפרפלזיה האלמינאל והקים הליך הארכה של הענף המרוחק כמודל שאינו מהווה25. עם זאת, הם המועסקים טכניקת חפתים בזמן של השתל וריד התנוחה הבין כי נראה שונה ההשקה ביד תפור בסביבה הקלינית. בפרוטוקול הנוכחי, אנו מדווחים על שכפול, רלוונטי קלינית, והליך זמין באופן כללי להכנת מודל התנוחה הבין ורידי ארנב להעריך היפרפלזיה האינטימיות בלחץ דם עורקי.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול הנוכחי נועד לספק פלטפורמה ניסיונית כדי לבחון התערבויות מולקולריות או גנטיות שונות עבור VSMCs כדי לשלוט על הפנוטיפים מן ההתרבות למצב הקונקטילה, ולאחר מכן החליש את ההתקדמות של היפרפלזיה הvivo של הורידים ורידים. באמצעות מודל זה, הכנו בהצלחה היפרפלזיה לאחר שבועות שבועיים לאחר הניתוח (<s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת על ידי מענקי מחקר ממשרד החינוך, התרבות, הספורט, המדע והטכנולוגיה, יפן (25462136).
Materials
| 10% Povidone-iodine solution | Nakakita | 872612 | Surgical expendables |
| 2-0 VICRYL Plus | Johnson and Johnson | VCP316H | Surgical expendables |
| 4-0 Silk suture | Alfresa pharma | GA04SB | Surgical expendables |
| 8-0 polypropylene suture | Ethicon | 8741H | Surgical expendables |
| Cefazorin sodium | Nichi-Iko Pharmaceutical | 6132401D3196 | Antibiotics |
| Fogarty Catheter (2Fr) | Edwards Lifesciences LLC | E-060-2F | Surgical expendables |
| Heparin | Nipro | 873334 | Anticoagulant |
| Intravenous catheter (20G) | Terumo | SR-OT2051C | Surgical expendables |
| Isoflurane | Fujifilm | 095-06573 | Anesthesia |
| Lidocaine hydrochloride | MP Biomedicals | 193917 | Anesthesia |
| Pentobarbital sodium | Tokyo Chemical Industry | P0776 | Anesthesia |
References
- Causes of death, 2000-2016, Global Health Estimates (GHE). World Health Organization (WHO) Available from: https://www.who.int/healthinfo/global_burden_disease/estimates/en/ (2019)
- Benjamin, E. J., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2019 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 139 (10), 56 (2019).
- Norgren, L., et al. Inter-Society Consensus for the Management of Peripheral Arterial Disease (TASC II). Journal of Vascular Surgery. 45, 5-67 (2007).
- Caliskan, E., et al. Saphenous vein grafts in contemporary coronary artery bypass graft surgery. Nature Reviews: Cardiology. , (2020).
- Goldman, S., et al. Long-term patency of saphenous vein and left internal mammary artery grafts after coronary artery bypass surgery: results from a Department of Veterans Affairs Cooperative Study. Journal of the American College of Cardiology. 44 (11), 2149-2156 (2004).
- Muto, A., Model, L., Ziegler, K., Eghbalieh, S. D., Dardik, A. Mechanisms of vein graft adaptation to the arterial circulation: insights into the neointimal algorithm and management strategies. Circulation Journal. 74 (8), 1501-1512 (2010).
- Motwani, J. G., Topol, E. J. Aortocoronary saphenous vein graft disease: pathogenesis, predisposition, and prevention. Circulation. 97 (9), 916-931 (1998).
- Schachner, T. Pharmacologic inhibition of vein graft neointimal hyperplasia. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 131 (5), 1065-1072 (2006).
- Kulik, A., et al. Secondary prevention after coronary artery graft surgery: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 131 (10), 927-964 (2015).
- Gerhard-Herman, M. D., et al. 2016 AHA/ACC Guideline on the Management of Patients With Lower Extremity Peripheral Artery Disease: Executive Summary: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines. Circulation. 135 (12), 686-725 (2017).
- Aboyans, V., et al. 2017 ESC Guidelines on the Diagnosis and Treatment of Peripheral Arterial Diseases, in collaboration with the European Society for Vascular Surgery (ESVS): Document covering atherosclerotic disease of extracranial carotid and vertebral, mesenteric, renal, upper and lower extremity arteries Endorsed by: the European Stroke Organization (ESO) The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Peripheral Arterial Diseases of the European Society of Cardiology (ESC) and of the European Society for Vascular Surgery (ESVS). European Heart Journal. 39 (9), 763-816 (2018).
- Neumann, F. J., et al. 2018 ESC/EACTS Guidelines on myocardial revascularization. European Heart Journal. 40 (2), 87-165 (2019).
- Alexander, J. H., et al. Efficacy and safety of edifoligide, an E2F transcription factor decoy, for prevention of vein graft failure following coronary artery bypass graft surgery: PREVENT IV: a randomized controlled trial. Journal of the American Medical Association. 294 (19), 2446-2454 (2005).
- Carrel, A., Guthrie, C. C. Uniterminal and biterminal venous transplantations. Surgery, Gynecology and Obstetrics. 2 (3), 266-286 (1906).
- Nabatoff, R. A., Touroff, A. S. The maximal-size vein graft feasible in the replacement of experimental aortic defects, long term observations concerning the function and ultimate fate of the graft. Bulletin of the New York Academy of Medicine. 28 (9), 616 (1952).
- Kanar, E. A., et al. Experimental vascular grafts. I. The effects of dicetyl phosphate on venous autografts implanted in the thoracic aorta of growing pigs: a preliminary report. Annals of Surgery. 138 (1), 73-81 (1953).
- Jones, T. I., Dale, W. A. Study of peripheral autogenous vein grafts. AMA Archives of Surgery. 76 (2), 294-306 (1958).
- Stehbens, W. E. Experimental production of aneurysms by microvascular surgery in rabbits. Vascular Surgery. 7 (3), 165-175 (1973).
- Bannister, C. M., Mundy, L. A., Mundy, J. E. Fate of small diameter cervical veins grafted into the common carotid arteries of growing rabbits. Journal of Neurosurgery. 46 (1), 72-77 (1977).
- Bergmann, M., Walther, N. Ultrastructural changes of venous autologous bypass grafts in rabbits: correlation of patency and development. Basic Research in Cardiology. 77 (6), 682-694 (1982).
- Murday, A. J., et al. Intimal hyperplasia in arterial autogenous vein grafts: a new animal model. Cardiovascular Research. 17 (8), 446-451 (1983).
- Quist, W. C., LoGerfo, F. W. Prevention of smooth muscle cell phenotypic modulation in vein grafts: a histomorphometric. Journal of Vascular Surgery. 16 (2), 225-231 (1992).
- Davies, M. G., Dalen, H., Svendsen, E., Hagan, P. O. Influence of perioperative catheter injury on the long-term vein graft function and morphology. Journal of Surgical Research. 66 (2), 109-114 (1996).
- Davies, M. G., Dalen, H., Svendsen, E., Hagan, P. O. Balloon catheter injury and vein graft morphology and function. Annals of Vascular Surgery. 10 (5), 429-442 (1996).
- Jiang, Z., et al. A novel vein grat model: adaptation to differential flow environments. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology. 286 (1), 240-245 (2004).
- Ohnaka, M., et al. Effect of microRNA-145 to prevent vein graft disease in rabbits by regulation of smooth muscle cell phenotype. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 148 (2), 676-682 (2014).
- Nishio, H., et al. MicroRNA-145-loaded poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles attenuate venous intimal hyperplasia in a rabbit model. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 157 (6), 2242-2251 (2019).
- Ohno, N., et al. Accelerated reendothelialization with suppressed thrombogenic property and neointimal hyperplasia of rabbit jugular vein grafts by adenovirus-mediated gene transfer of C-type natriuretic peptide. Circulation. 105 (14), 1623-1626 (2002).
- Osgood, M. J., et al. Surgical vein graft preparation promotes cellular dysfunction, oxydative stress, and intimal hyperplasia in human saphenous vein. Journal of Vascular Surgery. 60 (1), 202-211 (2014).
- Shintani, T., et al. Intraoperative transfection of vein grafts with the NFkappaB decoy in a canine aortocoronary bypass model: a strategy to attenuate intimal hyperplasia. Annals of Thoracic Surgery. 74 (4), 1132-1137 (2002).
- Petrofski, J. A., et al. Gene delivery to aortocoronary saphenous vein grafts in a large animal model of intimal hyperplasia. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 127 (1), 27-33 (2004).
- Steger, C. M., et al. Neointimal hyperplasia in a porcine model of vein graft disease: comparison between organ culture and coronary artery bypass grafting. European Surgery. 43 (3), 174-180 (2011).
- Thim, T., et al. Oversized vein grafts develop advanced atherosclerosis in hypercholesterolemic minipigs. BMC Cardiovascular Disorders. 12 (24), (2012).
- Zou, Y., et al. Mouse model of venous bypass graft arteriosclerosis. American Journal of Pathology. 153 (4), 1301-1310 (1998).
- de Vries, M. R., Simons, K. H., Jukema, J. W., Braun, J., Quax, P. H. Vein graft failure: from pathophysiology to clinical outcomes. Nature Reviews Cardiology. 13 (8), 451-470 (2016).
- Dietrich, H., et al. Rapid development of vein graft atheroma in ApoE-deficient mice. American Journal of Pathology. 157 (2), 659-669 (2000).
- Kumar, A., Lindner, V. Remodeling with neointima formation in the mouse carotid artery after cessation of blood flow. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 17 (10), 2238-2244 (1997).
- Lindner, V., Fingerie, J., Reidy, M. A. Mouse model of arterial injury. Circulation Research. 73 (5), 792-796 (1993).
- Moroi, M., et al. Interaction of genetic deficiency of endothelial nitric oxide, gender, and pregnancy in vascular response to injury in mice. Journal of Clinical Investigation. 101 (6), 1225-1232 (1998).
