Summary
Mevcut çalışmanın genel amacı, miyokard enfarktüsü (MI) ve miyokard sonrası enfarktüs kalp yetmezliği (MI sonrası HF) indüksiyon tekniklerini kapalı göğüs, yetişkin Göttingen minipigs ve Göttingen minipigs'teki MI sonrası HF modelinin Landrace domuzlarına kıyasla nitelendirilmesini sunmaktır.
Abstract
Akut miyokard enfarktüsünden (MI) kurtulan hastalarda kalp yetmezliği gelişimi uzun süreli mortalitenin en güçlü tahmincisidir. Miyokard sonrası enfarktüs kalp yetmezliğinin (MI sonrası HF) önlenmesi ve tedavisi için karşılanmamış bir klinik ihtiyaç vardır. MI sonrası HF'nin klinik olarak ilgili domuz modelleri, ilaç ve tıbbi cihaz geliştirmede klinik çalışmalara girmeden önce kavram kanıtı çalışmalarının ön koşuludur.
Burada, yetişkin Göttingen minipigs'te, seri kardiyak manyetik rezonans görüntüleme (CMRI) dahil olmak üzere uzun süreli takip ile MI sonrası HF'nin kapalı göğüs porcine modelini karakterize etmeyi ve yaygın olarak kullanılan Landrace domuz modeli ile karşılaştırmayı amaçladık.
MI, Göttingen minipigs'te 120 dakika ve Landrace domuzlarında 90 dakika boyunca sol ön alçalan koroner arterin intralüminal balon tıkanıklığı ve ardından reperfüzyon ile indüklendi. CMRI, kardiyak morfolojiyi ve fonksiyonu her iki ırkta da temelde ve Göttingen minipigs'te 3 ve 6 ayda ve Landrace domuzlarında 2 ayda değerlendirmek için gerçekleştirildi.
Skar boyutları iki ırkta karşılaştırılabilirdi, ancak MI sadece Göttingen minipigs'te sol ventrikül fırlatma fraksiyonunun (LVEF) önemli bir azalmasına neden olurken, Landrace domuzları LVEF'de bir azalma göstermedi. Sağ ventrikül (RV) fırlatma fraksiyonu ihmal edilebilir RV skar boyutlarına rağmen her iki ırkta da artmıştır. Landrace domuzlarında sol ventrikül end-diastolik (LVED) kütlesinin 2 ayda belirgin artışının aksine, Göttingen minipigs LVED kütlesinde sadece 6 ayda hafif bir artış gösterdi.
Özetle, bu, Göttingen minipigs'teki MI sonrası HF'nin Landrace domuzlarına kıyasla ilk karakterizasyonudur ve Göttingen minipig modelinin insan patolojisi ile karşılaştırılabilir MI sonrası HF parametrelerini yansıttığını gösterir. Göttingen minipig modelinin MI sonrası HF'nin gelişimini incelemek için Landrace domuz modelinden daha üstün olduğu sonucuna varıyoruz.
Introduction
Akut miyokard infarktüsü (MI) mortalitesinin azalmasına rağmen, miyokard sonrası enfarktüs kalp yetmezliği (MI sonrası HF) insidansı zamanla değişmemiştir1. Kalp yetmezliği (HF), MI hastalarında ölümün en güçlü tahmincilerinden biridir2. Bugüne kadar, reperfüzyon tedavisi miyokard enfarktüs boyutunu sınırlamak ve sonraki HF 3 ,4,5riskini azaltmak için mevcut tek tedavi seçeneğidir. HF ve diğer komplikasyonlar reperfüzyon hasarının bir sonucu olarak ortaya çıkabilir; bu nedenle, zamanında reperfüzyonun ötesinde kardiyoprotektif tedavilerin geliştirilmesi için hala karşılanmamış bir ihtiyaç vardır6,7,8. Büyük hayvan modellerinde bile etkili olan çok sayıda kardiyoprotektif tedavi tanımlanmıştır, ancak sadece uzaktan iskemik koşullandırma (RIC) küçük bir klinik çalışmada MI sonrası HF'nin klinik sonuçlarını iyileştirdiği görünmektedir9. Bununla birlikte, RIC'in etkinliğine ilişkin bu cesaret verici sonuç, RIC'in klinik sonuçları iyileştiremediği STEMI hastalarında Avrupa'daki 33 merkezde gerçekleştirilen tek kör, randomize kontrollü bir çalışmada (CONDI-2/ERIC-PPCI) sorgulandı10. Preklinik verilerin başarısız çevirisinin olası nedenleri, düşük klinik alaka düzeyine sahip düşük MI sonrası HF hayvan modellerinin kullanılması olabilir11.
Domuz modellerinin kardiyovasküler (pato)morfolojisi ve (pato)fizyolojisi insan koşullarına benzer; bu nedenle, çevirisel kardiyovasküler araştırmalarda yaygın olarak kullanılır ve kabul edilir12,13,14. Kardiyovasküler araştırmalarda kullanılan domuz ırkları, boyut, görünüm ve genetik arka plan bakımından değişen domuzları içeren çok çeşitli evcil domuz (Sus scrofa domestica) türlerine aittir15,16. MI sonrası HF domuzlarda kapsamlı bir şekilde araştırılmış olsa da, Landrace domuzlarında ve Göttingen minipiglerinde MI sonrası HF'nin sonucu üzerindeki MI etkisini karakterize etmek ve karşılaştırmak amacıyla hiçbir çalışma yayınlanmamıştır. Landrace domuzlarının yoğun büyüme hızı kardiyak morfounksiyonal sonuçları etkileyebilir; bununla birlikte, sınırlı büyüme modellerine sahip Göttingen minipigs bu endişelerin üstesinden gelebilir ve MI sonrası HF'nin değerlendirilmesinde uzun vadeli takip için uygun bir model olarak hizmet edebilir. Ayrıca, kardiyoproteksyon üzerine preklinik çalışmalarda titizlik ve tekrarlanabilirlik ile ilgili bir kılavuz, domuzlarda ventrikül fonksiyonunun ölçümü için klinik olarak ilgili bir model olarak kardiyak manyetik rezonans görüntülemenin (CMRI) kullanılmasını önermektedir12.
Domuzlarda MI sonrası HF'ye olan bilimsel ilgiyi analiz etmek için pubMed'de aşağıdaki arama dizesini kullanarak literatür taraması yaptık: "(domuz VEYA domuz VEYA porcine VEYA sus-scrofa VEYA minipig VEYA mini domuz VEYA minyatür domuz VEYA minyatür-sw VE (enfarktüs* VEYA iskem* VEYA ischaem* VEYA reperfus*) VE (kalp VEYA kardiyo* VEYA miyocard*) VE (LAD VEYA sol ön* VEYA LCX VEYA sol çevreflex VEYA RCA) VE (kalp yetmezliği VEYA lvef VEYA ejeksiyon fraksiyonu VEYA enfarktüs boyutu VEYA enfarktüs boyutu)" ve kardiyak iskemi/reperfüzyon domuz modellerinin MI'yi incelemek için sıklıkla kullanıldığını buldu. ve MI sonrası HF, ancak çalışmaların sadece% 17'si (425 makalenin 71'i) minipigs içeriyordu ve% 7'si (425 makalenin 30'u) Göttingen minipigs kullandı. Çalışmaların sadece yaklaşık %1'i (425 üzerinden 5), kardiyak fonksiyonu analiz etmek için Göttingen minipigs ve klinik olarak ilgili protokolleri uzun süreli takip (1-9 aylık reperfüzyon) ve CMRI ile kullanmıştır. Klinik olarak ilgili az sayıda çalışma, temel araştırma ve klinik çalışmalar arasındaki çevirisel boşluğu vurgulamaktadır. Bu nedenle, Göttingen minipigs ve Landrace domuzlarındaki kapalı göğüs sonrası HF modellerinin, uzun süreli takip sırasında CMRI kullanılarak sol ve sağ ventrikül fonksiyonu ve anatomisinin tekrar tekrar değerlendirilmesi ile kapsamlı bir karakterizasyonu gereklidir. Burada, kardiyoprotektif ilaç ve/veya tıbbi cihaz tedavilerini değerlendirmek için kullanılabilecek MI sonrası HF çalışmaları için standartlaştırılmış ve tekrarlanabilir deneysel protokolleri tanımlamak için MI sonrası iki HF modelinin teknik fizibilitesine ve klinik ilgisine odaklanmayı amaçladık.
Bu çalışma, literatürde yetişkin Göttingen minipigs kullanarak KLINIK olarak ilgili bir MI sonrası HF modelini karakterize eden ve morfolojik ve kardiyak sol ve sağ ventrikül fonksiyonel parametrelerini ergen Landrace domuzlarınınkiyle karşılaştıran ilk çalışmadır.
Protocol
13 sağlıklı ve cinsel olarak olgun dişi Göttingen minipigs (12 ila 14 ay arasında yaş) ve 10 sağlıklı ve cinsel olarak olgunlaşmamış dişi Landrace domuzu (2 ila 3 ay arasında yaş), laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı için en son Rehber DHEW ve AB Yönergeleri 63/2010'un boyut önerilerine uygun domuz tezgahlarında barındırıldı. Hayvanlar kısır değildi. Hayvan odalarının sıcaklığı kontrol edildi ve hayvanlar 12 saatlik açık / karanlık bir döngüde ve haşaratsız tutuldu. Ad libitum besleme hem Göttingen minipigs hem de Landrace domuzlarında aşırı kilo alımına yol açar, bu nedenle her iki cinsten domuzlar kısıtlı bir diyet rejimi ile beslenir. Göttingen minipigs, hayvan tesisine geldikleri kadar erken ve tüm çalışma süresi boyunca kısıtlı diyete alındı. Özel Diyet Hizmetleri domuz chow 180-220 g/yemek/hayvan ilk 2 gün içinde "Ellegaard Göttingen Minipigs iyi bakılıyor" kılavuzuna (revizyon tarihi: 13 Mart, 2013) göre günde iki kez verildi. 3 ila 12 gün arasında hayvanlar% 50 Özel Diyet Hizmetleri domuz çorbası ve% 50 bakım minipig diyeti ile beslendi. 14. günden çalışmanın sonuna kadar hayvanlar bakım minipig diyeti ile beslendi. Landrace domuzları, PIC Wean to Finish Manual 2008 ve 2013'e göre günde iki kez verilen vücut ağırlığının% 1,5'i olan hamile ekmek yemeği aldı. Tüm hayvanlar ayrı ayrı dağıtıldı ve yemek rekabetini önlemek için yiyecek alımı izlendi. Beslenme güçlüğü çeken hayvanlar, bakım personeli tarafından bireysel olarak beslendi. Tüm hayvanlar musluk suyu reklam libitum aldı. Göttingen minipigs ve Landrace domuzlarında MI sonrası HF'nin deneysel protokolü Şekil 1'degösterilmiştir.
Şekil 1. Landrace domuzlarında ve Göttingen minipiglerinde miyokard sonrası enfarktüs kaynaklı kalp yetmezliği için deneysel protokol. CMRI - kardiyak manyetik rezonans görüntüleme. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
1. Temel CMRI
- Anestezinin başlamasından en az 12 saat önce hayvanlardan yiyecek çekin, ancak dehidrasyonu önlemek için suya güvenli erişim sağlayın.
- Anestezi
- Boyun bölgesine kas içi enjeksiyon olarak ketamin hidroklorür (12 mg/kg), ksilazin (1 mg/kg) ve atropin (0.04 mg/kg) ile hayvanların anesteziye neden olur.
- Hayvanların vücut ağırlığını ve uzunluğunu ölçün. Vücut yüzey alanlarının (BSA) formüllerinin hesaplanması Itok ve ark. Göttingen minipigs (BSA [m2] = (7,98 × BW [kg]2/3)/100)17 ve Landrace domuzları için Swindle ve ark. tarafından (BSA [m2] = (7,34 × BW [kg]0,656)/100)18.
- Hayvanları entübe edin, izofluran ile anesteziyi koruyun (%2 izofluran, 2 L/dk oksijen). Endotrakeal tüpün büyüklüğü her hayvanın bireysel anatomik özelliklerine bağlıdır ve 6,0 ila 7,5 mm arasında değişmektedir.
- Kulak damarını 18 G iğne ile kanüle edin ve Ringer çözeltisinde %5 glikozun (1 L/saat) verilmesine başlayın.
- CMRI
- Hayvanı CMRI tesisine aktarın ve 0.4-0.5 mg/kg atracurium besylate i.v. Atracurium besylate, CMRI ölçümleri sırasında solunum yapıtlarını önlemek için kullanılan nondepolarizing, iskelet kas gevşeticidir. Pozitif basınç havalandırması başlatın (16/dk frekans, 350 mL hacim, 25-30 mmHg pozitif basınç).
- Hayvanları supine pozisyonuna getirin. Göğsün üzerine esnek bobinler yerleştirin ve CMRI yatağına 32 kanallı bobinler yerleştirilir. Kardiyak fonksiyonu ve morfolojiyi (ejeksiyon fraksiyonu (EF), kardiyak çıkış (CO), oda ve duvar boyutlarını değerlendirmek için fazlı bir dizi bobini ve vektör elektrokardiyogram (EKG) sistemi kullanarak 1,5T tarayıcı ile kontrastsız kardiyak MRI yapın. 1,2 ms yankı süresi, 40 ms tekrarlama süresi, 50 derece çevirme açısı, 300 mm görüş alanı, 8 mm dilim kalınlığı ve en az 256x256 görüntü matrisi kullanarak kalbin kısa eksenli ve uzun eksenli görünümlerinde geriye dönük ekG kapılı, sabit durum serbest precession cine MRI tekniği kullanarak cine MRI görüntüleri elde edin.
- Sol ve sağ ventrikül son diyastolik (LVEDV ve RVEDV) ve uç sistolik hacimleri (LVESV ve RVESV), strok hacimlerini (LVSV ve RVS) ölçünV), EF-s (LVEF ve RVEF) ve uç diyastolik (LVED kütlesi) ve uç sistolik (RVED kütlesi) kısa eksenli cine görüntülerinin manuel planimetrisi ile kitleler. Quantify, iki ve dört odalı cine görüntülerindeki izlemelerle atriyal hacmi bıraktı. Vücut yüzey alanına (LAVi) endeksli sol atriyal hacim elde etmek için sol atriyal hacimleri BSA'ya düzeltin. Lokalizatör görüntülerinde pulmoner ödem varlığını değerlendirin.
- Kardiyak indeksin (CI) hesaplanması için BSA ve kardiyak çıkış kullanın.
- Izofluran geri çekilerek anesteziyi sonlandırın. Spontan solunum geri döndüğünde, hayvanı çıkarın, i.v. kanolü çıkarın ve kafesine geri verin.
2. Premedikasyon, vasküler erişim ve koroner arter tıkanıklığı
- Önceden Düzeltme
- Cerrahi işlemden bir gün önce ağızdan 500 mg asetil salisilik asit ve 300 mg klopidogrel uygulayın.
- Analjezi (meloksikam 0.4 mg/kg vücut ağırlığı) ve antibiyotik kokteyli (benzilpenisilin-procain (24.8 mg/mL), benzilpenisilin-benzatin (83.6 mg) uygulayın Koroner arter tıkanıklığı gününde intramüsküler enjeksiyonlarla dihidrostreptomisin-sülfat (156.3 mg/mL), 3 mL/50 kg vücut ağırlığı).
- 1.2.1-1.2.4 bölümlerinde açıklanan adımları yineleyin.
- Sıvı değişimi ve ilaç kullanımı için kulak damarı damarını kullanın. Ventriküler taşikardi (VT) ve ventriküler fibrilasyonu (VF) önlemek için her 30 dakikada bir kulak damarı ile işlem boyunca 1g magnezyum sülfat uygulayın.
- Vasküler erişim
- Hayvanı ameliyat masasına yerleştirin, uzuvları sabitleyin ve hayvanı supine pozisyonunda hareketsiz hale getirmek için kamalar uygulayın.
- Cerrahi bölgeyi povidone-iyot ile dezenfekte edin. Cerrahi bölge, gracilis ve sartorius kası arasındaki cilt kıvrımı etrafındadır.
- Ameliyat yerindeki saçları jiletle çıkarın.
- Yüzey EKG elektrotlarını Einthoven üçgenine yerleştirin. Bu üçgen iki ön uzuv ve sol arka uzuv tarafından oluşturulur ve elektrotlar uzuvlara yerleştirilir.
- Pozitif basınç havalandırması başlatın (16/dk frekans, 350 mL hacim, 25-30 mmHg pozitif basınç).
- Dezenfekte edilmiş cerrahi bölgeyi cerrahi bir örtü ile izole edin.
- K. S. Ettrup ve ark. 19 tarafından ayrıntılı olarak açıklandığı gibi femoral bölgeyeyaklaşın. Kısacası, gracilis ve sartorius kasları arasında cilde boyuna bir kesi yapın. Deri altı dokusunu ve fasyayı ayırın. Femoral arteri izole edin ve kanamayı kontrol etmek için altına iki cerrahi dikiş koyun.
- Seldinger tekniği20,21kullanarak femoral arteri 6F-ACT indeksleyici ile delin ve kanüle edin.
- Kılıtı cilde sabitle.
- Daha fazla biyokimyasal analiz için kan örneklemesi için arteri kullanın.
- Yeterli antikoagülasyonu güvence altına almak ve cerrahi müdahale sırasında trombozu önlemek için femoral kılıf yoluyla 5000 IU heparin sürün. Readminister 2500 IU heparin işlem boyunca her 60 dakikada bir. Hayvanlar tüm müdahale sırasında yaklaşık 370-440 IU/kg heparin aldı.
- Cerrahi müdahale boyunca arteriyel kan basıncını izlemek için femoral damara bir basınç sensörü takın.
- Basıncın kalibrasyonu için basınç kayıt sistemini her hayvanın kalbi seviyesine yerleştirin. Hava kabarcıkları çıkarıldıktan sonra, üç yönlü stopcock serbest hava yönüne açıldığında sıfır basınç kalibrasyonu gerçekleştirilir.
- Koroner arter tıkanıklığı, reperfüzyon ve intrakoroner ilaç kullanımı
- Bu müdahalenin sadece eğitimli girişimsel kardiyolog tarafından yapılması gerektiğini unutmayın. Femoral kılıf boyunca, kılavuz telleri aort kemerine tanıtın ve ilerletin ve kılavuz tel üzerinde 5F kılavuz kateteri tanıtın. İlk olarak, aort köküne atraumatik olarak yaklaşmak için kılavuz telini ilerletin. Kan akışının önemli ölçüde tıkanmasını önlemek için ince, 5F kılavuz kateter ile derin entübasyon yapın.
- Floroskopu antero-posterior konuma getirin.
- Katetere bağlı şırınna ile kateterin hacmi olan en az 5 mL kan aspirasyonu ile kateter içinde trombüs veya hava kabarcığı olmadığından emin olun.
- Kateterin dış kısmını radyokontrast maddesi (iobitridol 1.1 mL/50 kg vücut ağırlığı) ile dolu bir şırınna bağlayın.
- Hava kabarcıklarının koroner artere infüzyonunu önlemek için şırıngın yüksek tutulmasına dikkat edin.
- Temel anjiyografi yapmak için ayrı ayrı entübe edin ve sağ koroner arter ve sol ana koroner arter ostiasını seçici olarak kontrast madde ile doldurun. Daha fazla teknik ayrıntı için kateterizasyon ders kitapları20,21.
- Temel anjiyografiden sonra BARI (Bypass Anjiyoplasti Revaskülarizasyon İncelemeSi MiyokardAl Jeopardy Index) skoru gerçekleştirin. Tüm terminal arterlere bir puan (sol ön alçalan, sol sirkümflex ve sağ koroner arterin terminal kısmı, ayrıca ramus, diyagonaller, obtuse marginals, posterior alçalan ve posterolateral dallar) belirli kriterlere göre uzunluklarına ve kalibrelerine göre atanır22,23. 0 değeri neredeyse önemsiz bir damar boyutunu temsil eder. Buna karşılık, 3 değeri, taban ve kardiyak apeks arasındaki mesafenin üçte ikisi uzunluğunda büyük boyutlu bir arter tanımlar. Sağ ventrikül marjinallerini ve arka inen arter septal dallarını dikkate almayın.
- Enfarktüse bağlı arterdeki toplam değeri LV'yi sağlayan tüm arterlerin toplam değerlerine bölerek son BARI skorunu(%, risk altındaki sol ventrikülün%'ü)hesaplayın.
- Perkütan translüminal koroner anjiyoplasti (PTCA) kılavuz telini kılavuz kateterden geçirin. Floroskopik rehberlik altında tıkanıklığın planlanan bölgesine distal olarak yerleştirin ve anjiyografide olası komplikasyonlar (örneğin koroner diseksiyon, perforasyon) olup olmadığını kontrol edin.
- Koroner arter çapına göre en uygun balon boyutunu görsel tahmine göre belirleyin.
- Balon kateterini (balon çapı 2,5 mm ve balon uzunluğu 12 mm) PTCA kılavuz telinin üzerine yerleştirin ve planlanan konuma getirin.
- Balonu kontrast madde ile doldurun ve balon kateterinin konumunu anjiyografi ile kontrol edin.
- Balonun yan duvarı ile geminin yüzeyi arasındaki yumuşak dokunuşu geliştirmek için balonu balonun nominal basıncının (7-9 atmosfer) altında şişirin. Yumuşak dokunuş, damar duvarında yaralanmaya neden olmadan damarı tıkamak için yeterli olan balon yan duvarın etkileşimi olarak tanımlanır.
- Kontrast akışının durmasını görselleştirerek tıkanıklığı (TIMI 0) anjiyografi ile onaylayın. Kılavuz tel ve balonu yerinde tutun ve dağınık kardiyak iskemiyi önlemek için koroner arterin ostyumundan kılavuz kateteri geri çekin.
- intrakoroner balonun yerinden çıkmasın diye cerrahi perdeye bant aletleri.
- EKG tıkanıklık belirtisini ST yüksekliği ile kaydedin ve belgele.
- Tüm prosedür sırasında, yaşamsal belirtileri, kalp atış hızını (hr), kan basıncını, rektal prob kullanarak çekirdek sıcaklığını ve nabız oksimetresini dikkatlice izleyin.
- Çekirdek sıcaklığını korumak için hayvanı bir ısıtma cihazı ile örtün.
- Nabızsız VT veya VF meydana gelirse intravenöz bolus olarak 1 g magnezyum sülfat sürün ve göğüs kompresyonlarına hemen 100/dk frekansla başlayın. İntravenöz bolus olarak 300J DC şok ve lidokrin 2-4 mg/kg uygulayın. Asystole'ı 1 mg epinefrin ile intravenöz bolus olarak tedavi edin.
- Koroner tıkanıklık sırasında balon basıncını her 30 dakikada bir kontrol edin. Balon basıncında 0,5 bar'dan fazla bir azalma varsa, başlangıç değerlerine geri ayarlayın.
- Koroner oklüzyonun bitiminden hemen önce anjiyografi yaparak oklüzyon bölgesine sürekli balon yerleşimini ve akış yokluğunu doğrulayın.
- Tromboz ve aritmileri önlemek için yavaş bir bolus olarak 2500 IU heparin ve 1 g magnezyum sülfat intrakoronari olarak uygulanır.
- Göttingen minipigs'te 120 dk kardiyak iskemiden ve Landrace domuzlarında 90 dakika sonra balon deflasyonu ile reperfüzyonu başlatın.
- Sönmüş balonu çıkarın.
- Koroner damarın distal kısmındaki kan akışını göstermek için koroner anjiyografi ile reperfüzyon başarısını onaylayın (TIMI 3).
3. intrakoroner ilaç kullanımı
- Koroner arter embolizasyonunu önlemek için terapötik perfüzyon mikrokreterini salin ile doldurun.
- Mikrokreteri PTCA kılavuz telinin üzerine yerleştirin.
- Mikrokateterin konumunu ilerletin ve onaylayın. Mikrokreterin ucu tıkanma seviyesine yerleştirilmelidir.
- PTCA kılavuz telini çıkarın.
- Mikrokreteri perfüzyon pompasına bağlayın ve reperfüzyonun başlatılmasından 5 dakika sonra intrakoroner uygulama başlatın.
- İlaç uygulamadan sonra mikrokreteri çıkarın.
- Kontrastın TIMI 3 dereceli akışını kontrol etmek ve hava emboli veya koroner diseksiyona yol açan müdahaleyi dışlamak için kontrol anjiyografisi yapın.
4. Yara kapatma ve ameliyat sonrası bakım
- Arteriyal kılıfı çıkarın ve femoral arter proksimalini delinme bölgesine bağlayın. Anjiyografik müdahaleyi takiben femoral arter tıkanıklığının, günlük veteriner gözlemleri tarafından değerlendirildiği gibi domuzlardaki bacakların işlevi üzerinde hiçbir etkisi yoktur.
- Sürekli dikişler kullanarak yarayı kapatın ve antiseptik kaplama uygulayın.
- Izofluran geri çekilerek anesteziyi sonlandırın.
- İyileşme dönemindeki hayvanları yakından izleyin ve ameliyat sonrası 3.güne kadar her 12 saatte bir, daha sonra çalışmanın sonuna kadar her 24 saatte bir kontrol edin. Yeme ve içme davranışına, uyuşukluk, enfeksiyon belirtileri, ağrılı durum, kilo değişimi, hareketlilik ve genel sağlık durumuna özellikle dikkat edilmelidir. İşlemin ardından hayvanlar, ameliyat sonrası erken dönemde gereksiz stresten kaçınmak için kafeslerde küçük gruplar halinde bir minibüsle taşındı.
5. MI sonrası CMRI ve değerlendirmesi
- Anestezi
- 1.2.1-1.2.4 bölümlerinde açıklanan anestezi protokolünü kullanın.
- CMRI
- Manuel bir enjektör kullanarak 4 mL / sn oranında 0.2 mmol / kg gadobutrol kontrast maddesinin intravenöz bolusunu yönetin.
- Ters çevirme kurtarma tarafından hazırlanmış, degrade yankı sırasını kullanarak gecikmeli geliştirme görüntüleri alın. Kontrast maddesinin yönetiminden 10 ila 15 dakika sonra kısa eksenli ve uzun eksenli görüntüler elde edin.
- Değerlendirme
- MASS 7.6 analiz yazılımını kör bir şekilde kullanarak değerlendirme yapın.
- Kısa eksenli sinine görüntülerinde son diyastolik segmental duvar kalınlığını değerlendirin.
- Kısa eksen gecikmeli geliştirme görüntülerinde skar transmuralitesini ölçün.
- Miyokard nekrozunu, uzak, enfarktüssüz miyokardda elde edilen ortalama sinyalin 5 SD üzerinde sinyal yoğunluğuna sahip miyokardları sınırlayarak gecikmeli kontrast geliştirme görüntülerinde manuel planimemetri ile ölçün.
6. İstatistikler
- Sürekli verileri standart hata ± ortalama olarak gösterin.
- Tekrarlanan önlemleri tek yönlü ANOVA ve ardından Göttingen minipigs'teki Fisher'ın LSD testini ve Landrace domuzlarında eşleştirilmiş t testini kullanarak farkı değerlendirin. BARI puanları, iki cins arasındaki ki-kare testi ile eşleşmeyen t-testi ve ölüm oranları ile karşılaştırıldı.
- Veri değerlendirmesi için GraphPad Prizması'nın kullanımını kullanın. P<0.05 ise farkların istatistiksel olarak anlamlı olduğu iddia edildi.
Representative Results
Ölüm
Miyokard enfarktüsüne maruz kalan 13 Göttingen minipig'inden iki hayvan öldü (%15,4 mortalite), biri geri dönüşü olmayan VT nedeniyle iskemik dönemde ve biri de reperfüzyonda asystole nedeniyle. Göttingen minipigs'te, bir hayvan kardiyak iskemi sırasında başarıyla yeniden dirildi. Landrace domuzlarında ölüm oranı% 0 idi, on hayvandan on'u hayatta kaldı, ikisi iskemik dönemde VF nedeniyle canlandırma gerektiriyordu. Mortalite iki cins arasında önemli ölçüde farklılık görmedi.
Miyokard skar boyutları iki cins arasında karşılaştırılabilirdi
MI'nin bir sonucu olarak kardiyak yaranın boyutunu ölçmek için CMRI yapıldı. Yara izi boyutları ve BARI puanları Landrace domuzlarında takip 2. ayda ve Göttingen minipigs'te 3. ve 6. ayda ölçülen iki ırk arasında karşılaştırılabilirdi (Şekil 2E,F). Yara izi boyutları Landrace domuzlarında 2 ayda (0.55 ± 0.1) ve Göttingen minipigs'te sırasıyla 3 ay ve 6 ayda (0.75 ± 0.12 ve 0.57 ± 0.08) bari skorları ile ilişkili olduğunda hiçbir fark gözlenmedi. İzler her iki cinste de kalbin ön, anteroseptal, septal, anteroapical ve apikal segmentlerinde lokalize edildi. Yanal duvar sadece Göttingen minipigs'te etkilendi. Sağ ventrikül enfarktüsü ihmal edilebilirdi, hayatta kalan on Göttingen minipigs'ten sadece bir hayvanı ve on Landrace domuzdan birini etkiledi (2.11 ± 2.11'e karşı 0.97 ± 0.97).
Takip sırasında Landrace domuzlarında sol ventrikül kütlesinde artış daha belirgindi
Kardiyak büyüme hızı CMRI ile ölçüldü. Göttingen minipigs'te LVED kütlesi sadece orta derecede arttı (%8) 6 ayda (Şekil 3A). Buna karşılık, Landrace domuzlarında, LVED kütlesi 2 ayda neredeyse% 100 arttı (Şekil 3B).
Sol ventrikül çıkarma fraksiyonu sadece Göttingen minipigs'te azaldı
Sol ventrikül sistolik fonksiyonunun en yaygın kullanılan parametresi olan LVEF, CMRI ile ölçüldü. MI, minipiglerde LVEF'de 3 ay ve 6 ayda önemli bir azalmaya neden oldu (Şekil 4A). Landrace domuzlarında, LVEF 2 ay sonra değişmedi (Şekil 4B).
Enfarktüs sonrası LVESV ve LVEDV her iki ırkta da önemli ölçüde artmıştır(Tablo 1). LVESV, 3 ve 6 ay sonra Göttingen minipigs'te sırasıyla% 69 ve% 80 ve 2 ay sonra Landrace domuzlarında% 80 arttı. LVEDV, Göttingen minipigs'te 6 ay sonra 3 ay sonra% 28 ve% 42 artış ve 2 ay sonra Landrace domuzlarında% 82 artış gösterdi. Landrace domuzlarının LVSV'si 2 ayda% 85 arttı ve Göttingen minipigs'in LVSV'si 6 ayda bile önemli ölçüde artmadı.
Vücut yüzey alanına endeksli sol atriyal hacim sadece Göttingen minipigs'te artmıştır, ancak her iki cins de miyokard enfarktüsü sonrasında pulmoner ödem geliştirmiştir.
HF belirtilerini daha fazla incelemek için, vücut yüzey alanına (LAVi) endeksli sol atriyal hacmin ölçümünü gerçekleştirdik. LAVi, Göttingen minipigs'te 6 ay sonra% 34 arttı (Şekil 5A) ve Landrace domuzlarında 2 ay sonra önemli ölçüde değişmedi (Şekil 5B). Temsili görüntüler sol atria'nın izini gösterir (Şekil 5C-D). Ayrıca, pulmoner ödem varlığı veya yokluğu CMRI tarafından lokalizatör görüntüleri üzerinde değerlendirildi (Şekil 5E). Pulmoner ödem her iki ırkta da kardiyak dekomünasyon sonucu gözlendi. On bir Göttingen minipigs on ve on Landrace domuz dokuz pulmoner ödem belirgin belirtileri gösterdi.
Takip sırasında Landrace domuzlarında vücut ağırlığındaki artış daha belirgindi
Göttingen minipigs vücut ağırlığı alımı 3 ay sonra sadece% 8 ve 6 ay sonra% 30 idi (Şekil 6A), oysa artan kalp ağırlığına Landrace domuzlarında 2 ayda vücut ağırlığında yaklaşık% 100 artış eşlik etti(Şekil 6B).
Kardiyak fonksiyonel parametrelerdeki eğilimler Göttingen minipigs ve Landrace domuzları arasında farklılık gösterir
Koroner arter tıkanıklığı Göttingen minipigs'te (57.9 ± 3.98 mmHg vs. ortalama arteriyel basınçta (MAP) neredeyse önemli bir düşüşe yol açtı. 49,89 ± 1,24 mmHg) ve Landrace domuzlarında (65,4 ± 5,97 mmHg ile 45,47 ± 4,79* mmHg) taban çizgisi (enfarktüs öncesi) değerlerine kıyasla erken reperfüzyon aşamasında önemli ölçüde azaldı.
CI, sol ventrikül CO'larını BSA ile ilişkilendiren güvenilir bir kardiyak performans göstergesidir. Göttingen minipigs'te, CI ölçülen zaman noktalarında değişmedi (Şekil 7A), Landrace domuzlarında ise kardiyak indekste artış eğilimi tespit edildi (Şekil 7B).
Göttingen minipigs İk'sı 3'te önemli ölçüde arttı (%20) ve 6 ay (%22) MI'den sonra temel değerlerle karşılaştırıldığında (Tablo 2).
Buna karşılık, Landrace domuzlarının hr takip süresi boyunca önemli ölçüde değişmedi. Göttingen minipigs CO'da sadece 6 aylık takipte% 32'lik önemli bir artış gösterirken, LVSV'deki önemli bir artış nedeniyle 2 ay sonra Landrace domuzlarında CO% 76 arttı (Tablo 2). BSA, ölçülen zaman noktalarında her iki ırkta da önemli ölçüde artmıştır (Tablo 2). BSA, Sırasıyla 3 ve 6 ay sonra Göttingen minipigs'te% 4 ve% 19 ve 2 ay sonra Landrace domuzlarında% 54 arttı.
Hem Göttingen minipigs hem de Landrace domuzlarında sağ ventrikül morfofunksiyon parametrelerinde artış gözlendi.
MI sadece sol ventrikül fonksiyonunu etkilemedi, aynı zamanda ihmal edilebilir sağ ventrikül izi boyutuna rağmen CMRI ile ölçülen her iki ırkta da(Şekil 8)RVEF'nin önemli bir artışına neden oldu. RVED kütlesi sadece Landrace domuzlarında artmıştır(Tablo 3).
RVESV, ırkların hiçbirinde takip sırasında değişmedi. RVEDV sadece Landrace domuzlarında% 37 oranında önemli ölçüde artmıştır (Tablo 3). Göttingen minipigs'teki RVSV sadece 6 ay sonra% 23 oranında önemli ölçüde artarken, Landrace domuzlarında 2 ayda RVSV'de önemli bir% 80 artış gözlendi.
Şekil 2. Bari (Bypass Anjiyoplasti Revaskülarizasyon İncelemeSi Miyokard Tehlike İndeksi) skoruna (A-D) dayanarak risk altındaki miyokard tahmini. Enfarktüse bağlı arterin toplam değeri, her koroner arterin toplam 3 değeri, sağ koroner arter (RCA), sol sirkümflex koroner arter (LCX) ve sol ön alçalan koroner arter (LAD) toplamına bölünür. Göttingen minipigs ve Landrace domuzlarında sol ventrikül izi boyutları kardiyak manyetik rezonans görüntüleme (E) ile ölçülür. Skar boyutu, enfarktüs kütlesinin diastolün (LVED) sonundaki sol ventrikül kütlesine oranı olarak gösterilir. Göttingen minipigs ve Landrace domuzlarında koroner tıkanmadan(F)önce ölçülen BARI puanları. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3. Göttingen minipigs (A) ve Landrace domuzlarının (B) sol ventrikül end-diastolik (LVED) kütlesi (g) kardiyak manyetik rezonans görüntüleme ile ölçülür. *p<0.05 ve karşılık gelen taban çizgisi (tekrarlanan önlemler tek yönlü ANOVA ve ardından Göttingen minipigs'te Fisher'ın LSD testi; Landrace domuzlarında eşleştirilmiş t testi). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4. Sol ventrikül (LV) çıkarma fraksiyonu (%) Göttingen minipigs (A) ve Landrace domuzları (B) kardiyak manyetik rezonans görüntüleme ile ölçülür. *p<0.05 ve karşılık gelen taban çizgisi (tekrarlanan önlemler tek yönlü ANOVA ve ardından Göttingen minipigs'te Fisher'ın LSD testi; Landrace domuzlarında eşleştirilmiş t testi). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Ölçülen parametre | Göttingen minipigs | Landrace domuzları | |||
| Temel | 3 ay | 6 ay | Temel | 2 ay | |
| LVESV [ml] | 25,77 ± 1,73 | 43,65 ± 4,53* | 46,28 ± 4,35* | 54.59 ± 2.00 | 98.26 ± 8.60* |
| LVEDV [ml] | 55,49 ± 3,14 | 71.08 ± 5.25* | 78.81 ± 5.46* | 93,99 ± 3,85 | 171.20 ± 11.50* |
| LVSV [ml] | 29,71 ± 1,65 | 27,44 ± 1,97 | 32,52 ± 2,37 | 39,40 ± 3,05 | 72,94 ± 3,99* |
Tablo 1. Landrace domuzları ve Göttingen minipigs'lerinde ölçülen zaman noktalarında sol ventrikül end-sistolik hacim (LVESV), sol ventrikül son-diyastolik hacim (LVEDV) ve sol ventrikül inme hacmi (LVSV). *p<0.05 ve karşılık gelen taban çizgisi (tekrarlanan önlemler tek yönlü ANOVA ve ardından Göttingen minipigs'te Fisher'ın LSD testi; Landrace domuzlarında eşleştirilmiş t testi).
Şekil 5. Kardiyak manyetik rezonans görüntüleme ile ölçülen Göttingen minipigs (A) ve Landrace domuzlarında (B) mL/m2'de vücut yüzey alanına (LAVi) indekslenmiş sol atriyal hacim. sol atriyal hacimlerin temsili görüntüleri, iki (C) ve dört oda (D) cine görüntüleri üzerinde izlemeler yapıldı. Beyaz oklar, temsili lokalizatör görüntüsünde (E) pulmoner ödem varlığını gösterir. *p<0.05 ve karşılık gelen taban çizgisi (Göttingen minipigs ve Landrace domuzlarında eşleştirilmiş t testi). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6. Göttingen minipigs (A) ve Landrace domuzlarının (B) vücut ağırlığı (kg). *p<0.05 ve karşılık gelen taban çizgisi (tekrarlanan önlemler tek yönlü ANOVA ve ardından Göttingen minipigs'te Fisher'ın LSD testi; Landrace domuzlarında eşleştirilmiş t testi). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 7. Göttingen minipigs (A) ve Landrace domuzlarının (B) sol ventrikül (LV) kardiyak indeksleri (L/dk/m2). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Ölçülen parametre | Göttingen minipigs | Landrace domuzları | |||
| Temel | 3 ay | 6 ay | Temel | 2 ay | |
| İk [1/dk] | 79,64 ± 4,03 | 95,55 ± 5,34* | 97.00 ± 4.46* | 93,44 ± 2,73 | 88,00 ± 2,52 |
| CO [L/dak] | 2,37 ± 0,16 | 2,58 ± 0,20 | 3,12 ± 0,24* | 3,65 ± 0,25 | 6,41 ± 0,39* |
| BSA [m2] | 0,70 ± 0,01 | 0,73 ± 0,01* | 0,83 ± 0,03* | 0,70 ± 0,01 | 1,08 ± 0,03* |
Tablo 2. Göttingen minipigs ve Landrace domuzlarının kalp atış hızı (İk), kardiyak çıkış (CO) ve vücut yüzey alanı (BSA). *p<0.05 ve karşılık gelen taban çizgisi (tekrarlanan önlemler tek yönlü ANOVA ve ardından Göttingen minipigs'te Fisher'ın LSD testi; Landrace domuzlarında eşleştirilmiş t testi).
Şekil 8. Sağ ventrikül (RV) çıkarma fraksiyonları (%) Göttingen minipigs (A) ve Landrace domuzları (B). *p<0.05 ve karşılık gelen taban çizgisi (tekrarlanan önlemler tek yönlü ANOVA ve ardından Göttingen minipigs'te Fisher'ın LSD testi; Landrace domuzlarında eşleştirilmiş t testi). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Ölçülen parametre | Göttingen minipigs | Landrace domuzları | |||
| Temel | 3 ay | 6 ay | Temel | 2 ay | |
| RVED kütlesi [g] | 8,64 ± 0,68 | 8,98 ± 0,76 | 7,94 ± 0,77 | 16.49 ± 0.90 | 23.61 ± 1.40* |
| RVESV [ml] | 18.27 ± 1.47 | 16,91 ± 1,80 | 14,57 ± 1,02 | 43,59 ± 3,68 | 42,65 ± 2,37 |
| RVEDV [ml] | 44.16 ± 2.61 | 42.14 ± 2.83 | 46,27 ± 3,45 | 83,03 ± 3,42 | 113,72 ± 5,12* |
| RVSV [ml] | 25,82 ± 1,72 | 25,25 ± 1,67 | 31.71 ± 2.99* | 39,44 ± 3,52 | 71.06 ± 3.38* |
Tablo 3. Göttingen minipigs ve Landrace domuzlarında sağ ventrikül end-diyastolik (RVED) kitle, sağ ventrikül sonu-sistolik hacim (RVESV), sağ ventrikül end-diyastolik hacim (RVEDV) ve sağ ventrikül inme hacmi (RVSV). *p<0.05 ve karşılık gelen taban çizgisi (tekrarlanan önlemler tek yönlü ANOVA ve ardından Göttingen minipigs'te Fisher'ın LSD testi; Landrace domuzlarında eşleştirilmiş t testi).
Discussion
Burada, akut MI indüksiyon tekniğinin kritik adımlarını ve yetişkin Göttingen minipigs'in kapalı göğüs modelinde MI sonrası HF'nin değerlendirilmesini vurgulayan ayrıntılı bir protokol tanımladık. Ayrıca intrakoroner ilaç uygulama yöntemini, BARI puanlamasını ve mi sonrası HF modelinde sol ve sağ ventrikül kardiyak morfo-fonksiyonel değişiklikleri bildirdik. Bu, Göttingen minipigs'teki MI sonrası HF'nin Landrace domuzlarına kıyasla ilk karakterizasyonudur ve Göttingen minipig modelinin mi sonrası HF parametrelerini insanlara kıyasla yansıttığını göstermektedir. Göttingen minipig modelinin MI sonrası HF'nin gelişimini takip etmek için Landrace domuzdan daha üstün olduğu sonucuna varıyoruz. Gerçekten de, domuz modelleri anatomi, fizyoloji ve biyokimyasal özelliklerde insanlara benzer, özellikle MI araştırmaları alanında, kollateral perfüzyon eksikliği nedeniyle duvar ötesi enfarktüsler geliştirirler14. Bu nedenle, domuz modelleri kardiyoprotektif tedavilerin ve mekanizmalarının analizi için model olarak hizmet edebilir24,25,26,27,28,29.
Burada, iki ırkta eşit skar boyutlarına, ölüm oranlarına ve BARI puanlarına rağmen, LVEF'nin azalmasıyla karakterize sol ventrikül disfonksiyonu sadece Göttingen minipigs'te gözlendiğini bulduk. Burada Göttingen minipigs'te% 15.4 akut mortalite gözlemledik ve takip döneminde mortalite yok, ikincisi klinik çalışmalarda bununla karşılaştırılabilir. Gerçekten de, 10 randomize klinik çalışmanın hasta düzeyinde meta-analizi, Kaplan-Meier'in miyokard enfarktüsünden sonra tahmini 1 yıllık tüm nedenli mortalite oranının% 2.2 kadar düşük olduğunu buldu.30. Burada bildirilen yara izi boyutları klinik deneylerdekilerle karşılaştırılabilir. ST-yükseklik miyokard enfarktüsünden kurtulan hastalarda Lonborg ve ark.30,31. Ayrıca, göttingen minipigs önceki yayınlarda bildirilenlerle mevcut çalışmadaki yara izi boyutları (%12-25)32,33,34,35,36,37 ve Landrace domuzlarında (%14-18)38,39,40. Landrace domuzunda temel LVEF ile ilgili mevcut bulgu, büyük domuzlarda başkaları tarafından bildirilen verilere göredir.13,41,42. Büyük domuzlardaki bu değerler, sağlıklı insan LVEF referans aralıklarına kıyasla daha küçüktür (%58-61)43 ve Göttingen minipigs'teki taban çizgisi (enfarktüs öncesi) değerleri (%55-73)33,44,45. Bununla birlikte, çoğu yayında sadece enfarktüs sonrası verilerin veya LVEF'nin delta değişikliklerinin bildirildiğini belirtmek gerekir.46,47,48,49,50. Mevcut sonuçlara uygun olarak, MI sonrası HF'nin 45 ila 90 dk LAD tıkanıklığı ve ardından reperfüzyon veya kalıcı LAD tıkanıklığı ile indüklenen önceki çalışmaları, Landrace veya Yorkshire domuzlarında 4-6 hafta takip ettikten sonra LVEF'in temel (enfarktüs öncesi) LVEF'e kıyasla hiçbir azalma veya mütevazı bir azalma göstermediğini göstermiştir.51,52,53. Bununla birlikte, Schuleri ve arkadaşları Göttingen minipigs ve Yorkshire domuzları arasındaki morfounksiyonel parametreleri karşılaştırdı ve her iki cinsin de MI'nin indüksiyondan 8 hafta sonra LVEF'de 120 ila 150 dk LAD oklüzyon-reperfüzyonda bir azalma gösterdiğini buldu; ancak, Yorkshire domuzlarındaki temel LVEF değerleri bildirilmedi54. Dişi Dalland Landrace domuzlarında yapılan diğer deneylerde MI sonrası olumsuz remodeling 90 dk LAD tıkanıklığı ile indüklendi, ancak LVEF 4 haftalık takiplerden sonra bildirilmedi.55. Bulgularımızın aksine, de Jong ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışmada, LVEF açık göğüs LAD oklüzyona maruz kalan Landrace domuzlarında belirgin bir şekilde azaldı ve ardından 12 haftalık bir takip56. Bu fark, daha büyük enfarktüs boyutuna (23,4 ± LV'nin% 2,1'i) neden olan önemli ölçüde daha uzun iskemik döneme (150 dk) bağlanabilir. Başka bir yerde, Alman Landrace domuzlarında sol circumflex (LCX) koroner arterin 120 dakikalık kapalı göğüs tıkanıklığı, sekiz haftalık reperfüzyondan sonra LVEF'de önemli bir azalmaya yol açtı ve MI'nin farklı konumunun küresel sol ventrikül fonksiyonunu da etkileyebileceğini düşündürmektedir.57. Mevcut bulgularımız, uzun süreli takiplerden sonra Göttingen minipigs'te MI sonrası HF'de LVEF'de önemli azalma gösteren diğerleriyle tutarlıdır.33,44,45.
MI'yi takiben Göttingen minipigs'te LVEF'nin azaltılması, AMI58'densonra hastalarda ventrikül remodelinginin bir sonucu olarak kardiyak disfonksiyonu gösteren klinik verilerle tutarlıdır. Sonuç olarak, Göttingen minipigs insan koşullarını daha iyi taklit eder, çünkü enfarktüs öncesi LVEF, skar boyutu, enfarktüs sonrası LVEF ve mortalite insanlarda bulunan bu parametrelerle karşılaştırılabilir.
Burada Göttingen minipigs altı ay sonra LVED kütlesinde% 8 artış ve belirgin bir şekilde daha yüksek (% 97) gözlemledik. landrace domuzlarında LVED kütlelerinde iki ay sonra artış. Benzer veriler, iki ay sonra kalp ağırlığında% 40'lık bir artışın gözlendiği Yorkshire domuzlarında Schuleri ve arkadaşları tarafından bildirildi. Buna karşılık Göttingen minipigs'te kapalı göğüs sonrası HF'nin diğer deneylerinde sol ventrikül kitlelerinde önemli bir değişiklik gözlenmedi33,44. Bu nedenle, iki cins arasındaki LVEF ile ilgili farklılıklar Landrace domuzlarında yoğun bir kardiyak büyüme oranına ve dolayısıyla değiştirilmiş kardiyak yeniden şekillendirmeye bağlanabilir.
Klinik ortamlarda, LVEF'nin yanı sıra sol ventrikül hacmi, MI sonrası hastalarda uzun süreli prognoz ve mortalite oranı hakkında değerli bilgiler sağlar59. LVESV, AMI60,61sonrası hastalarda hem erken hem de geç mortalitenin birincil belirleyicisidir. Burada CMRI tarafından değerlendirilen ventrikül hacminin her iki ırkta da önemli ölçüde arttığını göstermiş olduk. MI sonrası tadilat, LVESV'de Göttingen minipigs'teki LVEDV'den daha belirgin bir artışa neden olurken, landrace domuzlarında hem LVESV hem de LVEDV benzer bir oranda artırıldı. Sonuç olarak, sol ventrikül çıkarma fraksiyonu (LVEF) sadece Göttingen minipigs'te 3 ve 6 ayda önemli ölçüde azaldı, ancak 2 ay sonra Landrace domuzlarında azalmadı. Bu sonuçlar, artan LVESV, LVEDV ve LVSV'nin (LVESV ve LVEDV arasındaki fark olarak hesaplanır) kardiyak kütledeki yoğun bir artışla ilişkili olduğu Landrace domuzlarında dikkatli bir şekilde yorumlanmalıdır. Artmış LVESV ve LVEDV, MI sonrası HF62 , 63,64olan hastaların klinik verileri ile uyumludur. Ayrıca, olumsuz sol ventrikül remodelasyonu klinik çalışmalarda LVEDV'de% 15 veya daha fazla artış olarak tanımlanmıştır65,66 ve burada 3 ay sonra% 28 artış ve Göttingen minipigs'te LVEDV'de 6 ay sonra% 42'lik bir artış tespit ettik klinik olarak ilgili bir advers remodeling gösteren. Ek olarak, burada LAVi'nin sadece Göttingen minipigs'te arttığını, ancak Landrace domuzlarında olmadığını gösterdik. Sol atriyal hacmin artması, HF bağlamında ek bir anahtar yapısal değişikliktir ve MI67'denkurtulan hastalarda ölüm ve HF hastaneye yatışının bağımsız bir tahmincisidir.
Mi sonrası HF modellerinde sağ ventrikül fonksiyonu nadiren çalışılır. Burada, her iki ırkta da sağ ventrikül fırlatma fraksiyonu arttığını bulduk. RV pratik olarak miyokard nekrozunda yer almamasına rağmen, RVEF her iki ırkta da RV hacim aşırı yüklenmesini ve dolayısıyla sol ventrikül disfonksiyonu gösteren önemli ölçüde artmıştır. Benzer şekilde, kronik sistolik HF'li 2008 hastayı kaydeden bir klinik çalışma, 733 hastanın (%37) RVEF≥40%68ile normal sağ ventrikül fonksiyon kategorisine aittir.
Sonuç olarak, burada uzun süreli takipli yetişkin Göttingen minipig modelinin MI sonrası HF'nin fonksiyonel ve morfolojik parametrelerini insanlarla karşılaştırılabilir şekilde taklit ettiğini gösterdik. Mevcut verilerimiz ayrıca Landrace domuzlarının, uzun süreli takiplere izin vermeyen ve MI sonrası HF patolojisine müdahale eden vücut ve kalp ağırlığındaki hızlı artışın sonuçları nedeniyle MI sonrası HF'nin değerlendirilmesi için uygun olmadığını göstermektedir. Landrace domuzları akut miyokard enfarktüsü sonuçlarını değerlendirmek için uygun olabilir. Landrace ve Göttingen minipigs'teki kapalı göğüs enfarktüs modellerinin mevcut kapsamlı karakterizasyonu, MI sonrası HF'yi incelemek için en uygun büyük hayvan modellerini seçmek ve bu patolojiye karşı yeni tedaviler geliştirmek için yararlı olacaktır.
Sınırlama
Mevcut deney sadece dişi domuzlarda yapıldı, bu nedenle, farklı cinsiyetlerin MI sonrası HF üzerindeki potansiyel etkisi bu modellerde bilinmemektedir69. HF belirtileri, kardiyoproteksyon12üzerindeki preklinik çalışmalarda titizlik ve tekrarlanabilirlik ile ilgili yeni bir kılavuzun önerilerine göre CMRI tarafından değerlendirildi. Bununla birlikte, CMRI görüntüleme düzlemlerinin daha hedefe yönelik angülasyonunun ve daha fazla hedeflenen sıranın kullanılması, sol atriyal hacimlerin daha iyi tahmin edilmesine ve pulmoner ödem ile sonuçlanabilir. Bu çalışmada MI sonrası HF'nin biyobelirteçlerini ve histolojik belirtilerini ölçmemiş olsak da, plazma ve doku örneklerinin mevcudiyetinden bu yana bu modeller herhangi bir biyobelirteç analizi için uygundur. 2 cinsin iskemi/reperfüzyon hasarına farklı duyarlılığı nedeniyle, burada 2 modelin karşılaştırılmasını sınırlasa da farklı koroner tıkanıklık süreleri seçildi, ancak bu yaklaşımla benzer enfarktüs boyutuna ulaştık. 2 cinsteki takip süresi Landrace domuzlarında olduğu gibi farklıydı, teknik nedenlerden dolayı sadece 2 aylık takip süresi elde edilebilir, yani Landrace modelinin büyük bir sınırlamasını gösteren vücut ağırlığında hızlı bir artış. Diğer bir sınırlama, farklı risk faktörlerinin ve komorbiditelerin olmamasıdır ve bu nedenle mevcut büyük hayvan modelleri, yandaş hastalık ve ilaçları da dahil olmak üzere birden fazla risk faktörünün varlığı açısından klinik durumu tamamen taklit etmez. Bununla birlikte, şu anda, rutin kullanım için birden fazla komorbiditenliğe sahip yerleşik büyük hayvan modelleri yoktur. Bu büyük hayvan modelleri, hayvan etik nedenleri ve bu çalışmaların maliyetinin yüksek olması nedeniyle mortalite analizi için güçlendirilemez.
Disclosures
PF, Bir Ar-Ge şirketi grubu olan Pharmahungary Group'un kurucusu ve CEO'sudur.
Acknowledgments
Bu çalışma, S.A. ve E.F.'nin çalıştığı Quark Pharmaceuticals Inc. tarafından finanse edildi. Bu çalışma Macaristan Ulusal Araştırma, Geliştirme ve İnovasyon Ofisi (NKFIA; NVKP-16-1-2016-0017 Ulusal Kalp Programı) ve Macaristan'daki İnsan Kapasiteleri Bakanlığı Yükseköğretim Kurumsal Mükemmellik Programı tarafından, Semmelweis Üniversitesi'nin Terapötik Gelişim tematik programı çerçevesinde. GB.B. EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00009 ve Gedeon Richter Plc. Bursu ile desteklendi. Z.G., Macar Bilimler Akademisi János Bolyai Araştırma Bursları ve İnsan Kapasiteleri Bakanlığı'nın ÚNKP-19-4 Yeni Ulusal Mükemmellik Programı tarafından desteklendi.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Special Diet Services pig chow | SDS, Witham, England, Hungarian distributor: Akronom Kft. | ||
| maintenance minipig diet | no. 9023, Altromin | ||
| pregnant sow chow | Bonafarm-Bábolna Takarmány Plc | ||
| ketamine hydrochloride | Richter Pharma AG | ||
| xylazine | Medicus Partner | ||
| atropine | Egis | ||
| endotracheal tube | Portex | ||
| isoflurane | Abbot | ||
| anesthetic machine | Dräger Julian | ||
| 18 G needle | Anhul Kangda Medical Products Co. Ltd. | ||
| 5% glucose in Ringer solution | B Braun | ||
| atracurium besylate | GSK | ||
| cardiac magnetic resonance machine | Siemens Healthineers Medical GmbH | ||
| acetyl salicylic acid | Bayer | ||
| clopidogrel | Zentiva | ||
| meloxicam (meloxidyl) | Ceva | ||
| antibiotic coctail (tardomyocel) comp III. | Norbrook | ||
| ear vein cannula | B Braun Melsungen AG | ||
| magnesium sulfate | Wörwag Pharma GmbH | ||
| povidone-iodine | Egis | ||
| ECG electrodes | Leonhard Lang GmbH | ||
| 6F-ACT introducer | St Jude Medical | ||
| heparin | TEVA | ||
| arterial pressure sensor and monitoring system | GE Healthcare | ||
| guidewire | PT2MS Boston Scientific | ||
| 5F guiding catheter | Medtronic Launcher, 5F | ||
| fluoroscope, C-bow | Siemens Medical GmbH | ||
| Iobitridol (Xenetix) | Guerbet | ||
| balloon catheter | Boston Scientific, EMERGE, 2.5mm x 12mm | ||
| heating device | 3M | ||
| rectal probe | Vatner Kft | ||
| pulse oxymeter | Comen medical | ||
| epinephrine | Richter Gedeon Rt. | ||
| lidocaine | EGIS | ||
| microcatheter | Caravel ASAHI | ||
| defibrillator | GE Marquette Responder 1100 | ||
| perfusion pump | TSE system | ||
| antiseptic coating | Friedrich Huber aeronova GmbH&Co | ||
| gadobutrol | Bayer | ||
| MASS 7.6 analysis software | Medis Medical Imaging Software, Leiden |
References
- Gerber, Y., et al. A contemporary appraisal of the heart failure epidemic in Olmsted County, Minnesota 2000 to 2010. JAMA Internal Medicine. 175 (6), 996-1004 (2015).
- Gerber, Y., et al. Mortality Associated With Heart Failure After Myocardial Infarction: A Contemporary Community Perspective. Circulation: Heart Failure. 9 (1), e002460 (2016).
- Paradies, V., Chan, M. H. H., Hausenloy, D. J. Primary Angioplasty: A Practical Guide. Watson, T. J., Ong, P. J. L., Tcheng, J. E. , Springer. 307-322 (2018).
- Ponikowski, P., et al. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC)Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. European Heart Journal. 37 (27), 2129-2200 (2016).
- Windecker, S., et al. ESC/EACTS Guidelines on myocardial revascularization: The Task Force on Myocardial Revascularization of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS)Developed with the special contribution of the European Association of Percutaneous Cardiovascular Interventions (EAPCI). European Heart Journal. 35 (37), 2541-2619 (2014).
- Hausenloy, D. J., et al. Novel targets and future strategies for acute cardioprotection: Position Paper of the European Society of Cardiology Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. 113 (6), 564-585 (2017).
- Lecour, S., et al. ESC working group cellular biology of the heart: position paper: improving the preclinical assessment of novel cardioprotective therapies. Cardiovascular Research. 104 (3), 399-411 (2014).
- Ferdinandy, P., Hausenloy, D. J., Heusch, G., Baxter, G. F., Schulz, R. Interaction of risk factors, comorbidities, and comedications with ischemia/reperfusion injury and cardioprotection by preconditioning, postconditioning, and remote conditioning. Pharmacological Reviews. 66 (4), 1142-1174 (2014).
- Gaspar, A., et al. Randomized controlled trial of remote ischaemic conditioning in ST-elevation myocardial infarction as adjuvant to primary angioplasty (RIC-STEMI). Basic Research in Cardiology. 113 (3), 14 (2018).
- Hausenloy, D. J., et al. Effect of remote ischaemic conditioning on clinical outcomes in patients with acute myocardial infarction (CONDI-2/ERIC-PPCI): a single-blind randomised controlled trial. Lancet. 394 (10207), 1415-1424 (2019).
- Heusch, G. Cardioprotection research must leave its comfort zone. European Heart Journal. 39 (36), 3393-3395 (2018).
- Bøtker, H. E., et al. Practical guidelines for rigor and reproducibility in preclinical and clinical studies on cardioprotection. Basic Research in Cardiology. 113 (5), 39 (2018).
- McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nature Protocols. 7 (8), 1479-1496 (2012).
- Cesarovic, N., Lipiski, M., Falk, V., Emmert, M. Y. Animals in cardiovascular research. European Heart Journal. 41 (2), 200-203 (2020).
- Gutierrez, K., Dicks, N., Glanzner, W. G., Agellon, L. B., Bordignon, V. Efficacy of the porcine species in biomedical research. Frontiers in Genetics. 6, 293 (2015).
- Lelovas, P. P., Kostomitsopoulos, N. G., Xanthos, T. T. A comparative anatomic and physiologic overview of the porcine heart. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 53 (5), 432-438 (2014).
- Itoh, T., et al. Body surface area measurement in laboratory miniature pigs using a computed tomography scanner. Journal of Toxicological Sciences. 41 (5), 637-644 (2016).
- Swindle, M. M., Makin, A., Herron, A. J., Clubb, F. J. Jr, Frazier, K. S. Swine as models in biomedical research and toxicology testing. Veterinary Pathology. 49 (2), 344-356 (2012).
- Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Gottingen minipig: intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), (2011).
- Pepine, C. J., Hill, J. A., Labert, C. R. Diagnostic and therapeutic cardiac catheterization. , Wilkins & Wilkins. (1998).
- Thompson, C. A. Textbook Of Cardiovascular Intervention. , Springer London LTD. (2016).
- Moral, S., et al. Quantification of myocardial area at risk: validation of coronary angiographic scores with cardiovascular magnetic resonance methods. Revista Española de Cardiología (English Edition). 65 (11), 1010-1017 (2012).
- Candell-Riera, J., et al. Culprit lesion and jeopardized myocardium: correlation between coronary angiography and single-photon emission computed tomography. Clinical Cardiology. 20 (4), 345-350 (1997).
- Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67 (2017).
- Giricz, Z., et al. Swiprosin-1/EFhD-2 Expression in Cardiac Remodeling and Post-Infarct Repair: Effect of Ischemic Conditioning. International Journal of Molecular Sciences. 21 (9), (2020).
- Gyöngyösi, M., et al. Inhibition of interleukin-1beta convertase is associated with decrease of neointimal hyperplasia after coronary artery stenting in pigs. Molecular and Cellular Biochemistry. 249 (1-2), 39-43 (2003).
- Gyöngyösi, M., et al. Platelet activation and high tissue factor level predict acute stent thrombosis in pig coronary arteries: prothrombogenic response of drug-eluting or bare stent implantation within the first 24 hours. Thrombosis and Haemostasis. 96 (2), 202-209 (2006).
- Lukovic, D., et al. Transcriptional Alterations by Ischaemic Postconditioning in a Pig Infarction Model: Impact on Microvascular Protection. International Journal of Molecular Sciences. 20 (2), (2019).
- Pavo, N., et al. On-line visualization of ischemic burden during repetitive ischemia/reperfusion. JACC Cardiovascular Imaging. 7 (9), 956-958 (2014).
- Stone, G. W., et al. Relationship Between Infarct Size and Outcomes Following Primary PCI: Patient-Level Analysis From 10 Randomized Trials. Journal of the American College of Cardiology. 67 (14), 1674-1683 (2016).
- Lønborg, J., et al. Final infarct size measured by cardiovascular magnetic resonance in patients with ST elevation myocardial infarction predicts long-term clinical outcome: an observational study. European Heart Journal: Cardiovascular Imaging. 14 (4), 387-395 (2013).
- Karantalis, V., et al. Synergistic Effects of Combined Cell Therapy for Chronic Ischemic Cardiomyopathy. Journal of the American College of Cardiology. 66 (18), 1990-1999 (2015).
- Natsumeda, M., et al. A Combination of Allogeneic Stem Cells Promotes Cardiac Regeneration. Journal of the American College of Cardiology. 70 (20), 2504-2515 (2017).
- Quevedo, H. C., et al. Allogeneic mesenchymal stem cells restore cardiac function in chronic ischemic cardiomyopathy via trilineage differentiating capacity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (33), 14022-14027 (2009).
- Schuleri, K. H., et al. CT for evaluation of myocardial cell therapy in heart failure: a comparison with CMR imaging. JACC: Cardiovascular Imaging. 4 (12), 1284-1293 (2011).
- Schuleri, K. H., et al. Cardiovascular magnetic resonance characterization of peri-infarct zone remodeling following myocardial infarction. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 14 (1), 24 (2012).
- Schuleri, K. H., et al. Autologous mesenchymal stem cells produce reverse remodelling in chronic ischaemic cardiomyopathy. European Heart Journal. 30 (22), 2722-2732 (2009).
- Jansen of Lorkeers, S. J., et al. Xenotransplantation of Human Cardiomyocyte Progenitor Cells Does Not Improve Cardiac Function in a Porcine Model of Chronic Ischemic Heart Failure. Results from a Randomized, Blinded, Placebo Controlled Trial. PLoS One. 10 (12), e0143953 (2015).
- van Hout, G. P., et al. Admittance-based pressure-volume loops versus gold standard cardiac magnetic resonance imaging in a porcine model of myocardial infarction. Physiological Report. 2 (4), e00287 (2014).
- Thavapalachandran, S., et al. Platelet-derived growth factor-AB improves scar mechanics and vascularity after myocardial infarction. Science Translational Medicine. 12 (524), (2020).
- Pahlm, U. S., et al. Regional wall function before and after acute myocardial infarction; an experimental study in pigs. BMC Cardiovascular Disorders. 14, 118 (2014).
- Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67 (2017).
- Petersen, S. E., et al. Reference ranges for cardiac structure and function using cardiovascular magnetic resonance (CMR) in Caucasians from the UK Biobank population cohort. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 19 (1), 18 (2017).
- Bellera, N., et al. Single intracoronary injection of encapsulated antagomir-92a promotes angiogenesis and prevents adverse infarct remodeling. Journal of the American Heart Association. 3 (5), e000946 (2014).
- Sharp, T. E. 3rd, et al. Cortical Bone Stem Cell Therapy Preserves Cardiac Structure and Function After Myocardial Infarction. Circulation Research. 121 (11), 1263-1278 (2017).
- Crisostomo, V., et al. Delayed administration of allogeneic cardiac stem cell therapy for acute myocardial infarction could ameliorate adverse remodeling: experimental study in swine. Journal of Translational Medicine. 13, 156 (2015).
- Uitterdijk, A., et al. VEGF165A microsphere therapy for myocardial infarction suppresses acute cytokine release and increases microvascular density but does not improve cardiac function. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 309 (3), H396-H406 (2015).
- Vilahur, G., et al. HMG-CoA reductase inhibition prior reperfusion improves reparative fibrosis post-myocardial infarction in a preclinical experimental model. International Journal of Cardiology. 175 (3), 528-538 (2014).
- Vilahur, G., et al. Reperfusion-triggered stress protein response in the myocardium is blocked by post-conditioning. Systems biology pathway analysis highlights the key role of the canonical aryl-hydrocarbon receptor pathway. European Heart Journal. 34 (27), 2082-2093 (2013).
- Zalewski, J., et al. Cyclosporine A reduces microvascular obstruction and preserves left ventricular function deterioration following myocardial ischemia and reperfusion. Basic Research in Cardiology. 110 (2), 18 (2015).
- Galvez-Monton, C., et al. Comparison of two preclinical myocardial infarct models: coronary coil deployment versus surgical ligation. Journal of Translational Medicine. 12, 137 (2014).
- Ghugre, N. R., Pop, M., Barry, J., Connelly, K. A., Wright, G. A. Quantitative magnetic resonance imaging can distinguish remodeling mechanisms after acute myocardial infarction based on the severity of ischemic insult. Magnetic Resonance in Medicine. 70 (4), 1095-1105 (2013).
- Sim, D. S., et al. Cardioprotective effect of fimasartan, a new angiotensin receptor blocker, in a porcine model of acute myocardial infarction. Journal of Korean Medical Science. 30 (1), 34-43 (2015).
- Schuleri, K. H., et al. The adult Gottingen minipig as a model for chronic heart failure after myocardial infarction: focus on cardiovascular imaging and regenerative therapies. Comparative Medicine. 58 (6), 568-579 (2008).
- Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. Journal of Visualized Experiments. (86), (2014).
- de Jong, R., et al. Cardiac function in a long-term follow-up study of moderate and severe porcine model of chronic myocardial infarction. BioMed Research International. 2015, 209315 (2015).
- Raake, P. W. J., et al. Comprehensive cardiac phenotyping in large animals: comparison of pressure-volume analysis and cardiac magnetic resonance imaging in pig post-myocardial infarction systolic heart failure. International Journal of Cardiovascular Imaging. 35 (9), 1691-1699 (2019).
- Burns, R. J., et al. The relationships of left ventricular ejection fraction, end-systolic volume index and infarct size to six-month mortality after hospital discharge following myocardial infarction treated by thrombolysis. Journal of the American College of Cardiology. 39 (1), 30-36 (2002).
- Cohn, J. N., Ferrari, R., Sharpe, N. Cardiac remodeling--concepts and clinical implications: a consensus paper from an international forum on cardiac remodeling. Behalf of an International Forum on Cardiac Remodeling. Journal of the American College of Cardiology. 35 (3), 569-582 (2000).
- Migrino, R. Q., et al. End-systolic volume index at 90 to 180 minutes into reperfusion therapy for acute myocardial infarction is a strong predictor of early and late mortality. The Global Utilization of Streptokinase and t-PA for Occluded Coronary Arteries (GUSTO)-I Angiographic Investigators. Circulation. 96 (1), 116-121 (1997).
- White, H. D., et al. Left ventricular end-systolic volume as the major determinant of survival after recovery from myocardial infarction. Circulation. 76 (1), 44-51 (1987).
- Asgeirsson, D., et al. Longitudinal shortening remains the principal component of left ventricular pumping in patients with chronic myocardial infarction even when the absolute atrioventricular plane displacement is decreased. BMC Cardiovascular Disorders. 17 (1), 208 (2017).
- Pfeffer, M. A., Lamas, G. A., Vaughan, D. E., Parisi, A. F., Braunwald, E. Effect of captopril on progressive ventricular dilatation after anterior myocardial infarction. New England Journal of Medicine. 319 (2), 80-86 (1988).
- McKay, R. G., et al. Left ventricular remodeling after myocardial infarction: a corollary to infarct expansion. Circulation. 74 (4), 693-702 (1986).
- Cung, T. T., et al. Cyclosporine before PCI in Patients with Acute Myocardial Infarction. New England Journal of Medicine. 373 (11), 1021-1031 (2015).
- Savoye, C., et al. Left ventricular remodeling after anterior wall acute myocardial infarction in modern clinical practice (from the REmodelage VEntriculaire [REVE] study group). American Journal of Cardiology. 98 (9), 1144-1149 (2006).
- Meris, A., et al. Left atrial remodelling in patients with myocardial infarction complicated by heart failure, left ventricular dysfunction, or both: the VALIANT Echo study. European Heart Journal. 30 (1), 56-65 (2009).
- Meyer, P., et al. Effects of right ventricular ejection fraction on outcomes in chronic systolic heart failure. Circulation. 121 (2), 252-258 (2010).
- Perrino, C., et al. Improving Translational Research in Sex-specific Effects of Comorbidities and Risk Factors in Ischemic Heart Disease and Cardioprotection: Position Paper and Recommendations of the ESC Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. , (2020).
