Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Geração e Caracterização do Infarto do Miocárdio Ventricular Direito Induzido pela Ligação Permanente da Artéria Coronária Direita em Camundongos

Published: February 1, 2022 doi: 10.3791/63508

Summary

Há várias diferenças entre os ventrículos direito e esquerdo. No entanto, a fisiopatologia do infarto ventricular direito (RVI) não foi esclarecida. No presente protocolo, é introduzido um método reprodutível para geração de modelos de mouse RVI, o que pode fornecer um meio de explicar o mecanismo do RVI.

Abstract

O infarto ventricular direito (RVI) é uma apresentação comum na prática clínica. RVI grave pode levar a disfunção hemodinâmica fatal e arritmia. Em contraste com o modelo de infarto do miocárdio (MI) extensivamente utilizado gerado pela ligadura da artéria coronária esquerda, o modelo de mouse RVI raramente é empregado devido à dificuldade associada à geração do modelo. Pesquisas sobre os mecanismos e tratamento da remodelação e disfunção de RV induzidas pelo RVI exigem modelos animais para imitar a fisiopatologia do RVI em pacientes. Este estudo introduz um procedimento viável para a geração de modelos RVI em camundongos C57BL/6J. Além disso, este modelo foi caracterizado com base no seguinte: avaliação do tamanho do infarto em 24 h após MI, avaliação de remodelagem cardíaca e função com ecocardiografia, avaliação hemodinâmica de RV e histologia da zona de infarto às 4 semanas após o RVI. Além disso, foi realizado um molde de vasculatura coronária para observar o arranjo arterial coronária na RV. Este modelo de mouse de RVI facilitaria a pesquisa sobre mecanismos de insuficiência cardíaca direita e buscaria novos alvos terapêuticos de remodelação de RV.

Introduction

O ventrículo direito (RV), considerado por muito tempo um tubo simples ligado à artéria pulmonar, foi negligenciado injustamente por muitos anos1. No entanto, tem havido um interesse crescente pela função RV recentemente, uma vez que desempenha um papel essencial nos distúrbios hemodinâmicos 2,3 e pode servir como um preditor de risco independente de doenças cardiovasculares 4,5,6,7. As doenças da RV incluem infarto de RV (RVI), hipertensão arterial pulmonar e doença valvular8. Em contraste com o imenso interesse pela hipertensão arterial pulmonar, o RVI permaneceu negligenciado 7,9.

RVI, geralmente acompanhado de infarto do miocárdio inferior-posterior10,11, é causado pela oclusão da artéria coronária direita (RCA). De acordo com investigações clínicas, o RVI grave provavelmente induz distúrbios hemodinâmicos e arritmias, como hipotensão, bradicardia e bloqueio atrioventricular, associados à maior morbidade hospitalar e mortalidade 12,13,14. A função RV poderia se recuperar espontaneamente até certo ponto, mesmo na ausência de reperfusão 15,16. Existem várias diferenças morfológicas e funcionais entre o ventrículo esquerdo (LV) e o RV17. Acredita-se que o RV seja mais resistente à isquemia do que a LV8, em parte devido à formação mais extensa de circulação colateral após o RVI. Esclarecer as diferenças entre o infarto de LV (LVI) e o RVI e identificar os mecanismos subjacentes forneceria novos alvos terapêuticos para a regeneração cardíaca e insuficiência cardíaca isquêmica. No entanto, devido à dificuldade associada à geração de modelos de mouse RVI, a pesquisa básica sobre RVI é limitada principalmente.

Um grande modelo animal de RVI tem sido gerado ligando RCA no suíno18, que é mais fácil de operar por causa da RCA visível. Em comparação com o modelo animal de grande porte, o modelo do mouse tem as seguintes vantagens: mais acessibilidade na manipulação genética, menor custo econômico e menor período experimental19,20. Embora um modelo de RVI do mouse com foco na influência do RVI na função LV tenha sido relatado anteriormente, as etapas detalhadas do procedimento, as dificuldades e os principais pontos de operação e as características do modelo, como alterações hemodinâmicas, não foram totalmenteintroduzidas 9,21.

Este artigo fornece procedimentos cirúrgicos detalhados para a geração de um modelo de camundongos de RVI. Além disso, este modelo foi caracterizado por medição ecocardiográfica, avaliação hemodinâmica invasiva e análise histológica. Além disso, foi realizado um molde de vasculatura coronária para observar o arranjo arterial coronária na caravana. A técnica introduzida neste artigo ajudaria os iniciantes a compreender rapidamente a geração do modelo RVI do mouse com mortalidade de operação aceitável e abordagens de avaliação confiáveis. O modelo de mouse de RVI ajudaria a pesquisar os mecanismos de insuficiência cardíaca direita e buscar novos alvos terapêuticos de remodelação de RV.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Todos os procedimentos foram realizados de acordo com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório publicado pelos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA (Publicação NIH nº 85-23, revisado em 1996) e aprovado pelo Comitê de Ética Animal do Hospital Nanfang, Southern Medical University (Guangzhou, China). Camundongos C57BL/6J masculinos saudáveis (8-10 semanas de idade; peso corporal, 25-30 g) foram obtidos do Centro Animal da Universidade Médica do Sul. Camundongos fêmeas também podem ser usados, mas misturar ambos os sexos não é recomendado devido às potenciais influências das diferenças sexuais. Após a chegada, os ratos foram alojados sob um ciclo escuro/claro de 12 h/12 h (3-4 ratos por gaiola), com comida e água ad libitum.

1. Preparação para cirurgia

  1. Esterilizar instrumentos cirúrgicos autoclavando antes da cirurgia. Ajuste a almofada de aquecimento para 37 °C.
  2. Anestesiar os camundongos por uma injeção intraperitoneal de 50 mg/kg de pentobarbital (ver Tabela de Materiais) para aliviar a dor cirúrgica. Coloque os ratos em caixas separadas para indução de anestesia. Certifique-se da profundidade da anestesia pela ausência de uma resposta de retirada dos dedos.
    NOTA: Também é recomendado o uso de isoflurano de 1,5% para anestesia de inalação, pois é melhor para analgesia.
  3. Coloque os ratos supinos na almofada fixando seus incisivos com uma sutura e imobilizando seus membros com fita adesiva. Certifique-se novamente da profundidade da anestesia verificando o reflexo.
  4. Remova o cabelo do pescoço para xiphoid com um creme depilatório. Desinfete a área cirúrgica 3 vezes com esfoliação antisséptica alternada e 75% de álcool e, em seguida, drape o campo cirúrgico.
  5. Realizar entubação seguindo os passos abaixo.
    1. Ajuste a frequência respiratória do animal com um mini ventilador (ver Tabela de Materiais) para 150/min e o volume da maré para 300 μL.
      NOTA: É desnecessário usar o modo de pressão final-expiratória positiva.
    2. Puxe a língua ligeiramente com pinças, levante a mandíbula com um depressor de língua para expor o glottis, e realize a intubação intra-traqueal inserindo uma cânula de 22 G no glottis.
    3. Ligue o mini ventilador e conecte a cânula traqueal ao ventilador. O fenômeno da ondulação torácica torácica se tornando igual à frequência do ventilador indica intubação bem sucedida. Corrija a cânula com fita adesiva para evitar escorregar durante a operação.

2. Ligadura permanente da artéria coronária direita

  1. Conecte os eletrocardiografia (ECG) (ver Tabela de Materiais) aos membros do mouse corretamente e registo o ECG.
    NOTA: Um dos líderes II, III ou AVF é selecionado como um lead de monitoramento; Chumbo III é mais apropriado.
  2. Abra o peito.
    1. Faça uma incisão de 1 cm de comprimento na pele paralela à terceira costela direita com uma tesoura oftálmica. Determine o terceiro intercostal novamente e garanta espaço adequado de acordo com o ângulo do esterno.
      NOTA: A direção da incisão da pele é feita do ângulo do esterno para a linha axilar anterior direita.
    2. Separe e corte os músculos peitoral e peitoral com tesoura e micro fórceps acima do terceiro espaço intercostal. Depois disso, separe sem rodeios o músculo intercostal com fórceps do cotovelo para expor o campo cirúrgico.
      NOTA: Apenas uma pequena parte dos músculos peitorais precisa ser cortada, e então uma separação contundente é recomendada para expor o coração.
    3. Inciso o pericárdio. Levante o átrio direito com algodão estéril e ligate a RCA com um 8-0 estéril linha de nylon com uma faixa de ligadura de 3-5 mm. Após a ligadura do RCA, o ECG de monitoramento (chumbo III) mostra elevação do segmento ST.
      NOTA: Como o RCA do mouse é invisível, sua localização anatômica deve ser cuidadosamente confirmada. O miocárdio do trailer é muito mais fino que o da LV. Portanto, é difícil entender a profundidade da agulha inserida. É fácil induzir bradicardia sinusa e bloqueio atrioventricular se a profundidade da agulha inserida for muito profunda e a faixa de ligadura é muito grande.
  3. Remova os músculos estéreis de algodão e sutura e a pele com um fio de nylon estéril 5-0 para fechar a incisão intercostal. Desinfete a pele novamente com 75% de álcool e abriga o rato após a cirurgia.
    NOTA: O músculo bem suturado é importante para evitar o aerotórax. Um tubo de drenagem estéril é colocado na cavidade torácica até a conclusão do fechamento do peito, e então a cavidade torácica é evacuada por uma seringa de injeção que liga o tubo de drenagem.
    NOTA: Após a cirurgia, os ratos são colocados em uma almofada de aquecimento. Analgésicos como buprenorfina (0,1 mg/kg de peso corporal, injeção subcutânea) são necessários para reduzir a dor dos animais após a cirurgia. As complicações esperadas são bradicardia sinusa e bloco atrioventricular, e a taxa de mortalidade pós-cirurgia é de 10 a 20%.

3. Avaliação ecocardiográfica da função RV após cirurgia

NOTA: Para a ecocardiografia, use uma sonda MS400D com uma frequência central de 30 MHz, conectada a um sistema de imagem de ultrassom de alta resolução (ver Tabela de Materiais). O exame de ecocardiografia é realizado 4 semanas após a cirurgia.

  1. Anestesiar o rato com 3% de isoflurane por inalação.
  2. Coloque o mouse na posição supina em uma plataforma ultrassônica para fixação animal e operação ultrassônica. Tape suas garras no eletrodo para obter uma gravação de ECG através de um sistema conectado à máquina ultrassônica.
  3. Monitore a frequência cardíaca através do ECG e mantenha-a entre 450-550 batidas/min, ajustando a concentração anestésico entre 1,5% e 3%.
  4. Retire o cabelo do peito do rato com um creme depilatório e aplique gel de ultrassom na pele do peito.
  5. Coloque a plataforma na posição horizontal. Oriente o transdutor paralelo à perna esquerda e obtenha a imagem ventricular de longo eixo esquerdo. Gire a sonda 90° no sentido horário para obter a visão do eixo curto LV. Pressione o botão da loja Cine para salvar as imagens.
    NOTA: A parte superior esquerda da plataforma está inclinada no ponto mais baixo. O ângulo de rotação do eixo curto LV do transdutor é mantido enquanto o transdutor é orientado para o ombro direito do mouse.
  6. Mova-se para baixo do transdutor verticalmente, mantendo sua posição sobre o abdômen superior e abaixo do diafragma do mouse sob o modo B. Ajuste ligeiramente a posição da plataforma girando seus eixos x e y até que o RV, o átrio direito (RA), o átrio esquerdo (LA) e o LV sejam claramente vistos na tela. Salve imagens apical de quatro câmaras pressionando a loja Cine ou o botão da loja Frame .
    NOTA: O modo B é usado para mostrar a visão de duas dimensões (2D) do coração.
  7. Pressione o modo M; após a linha indicadora 2x aparecer, localize a linha indicadora no orifício da válvula tricúspide para obter o movimento do plano anular tricúspide. Pressione a loja Cine ou o botão frame store para salvar dados e imagens.
    NOTA: Modo M significa modo de movimento, que revela o movimento do coração ou do vaso em uma forma de curva.
  8. Pressione o botão Medir para entrar no modo de medição. Clique no botão de medição da área para a região em RV e LV. Calcule a área de RV e LV para obter a razão de área de RV para LV.
    1. Clique no botão Linha do Tempo e faça duas linhas de base para definir a faixa de movimento do plano anular tricúsplica durante os períodos sistólico e diastólico. Clique no botão Distância e meça a distância entre duas linhas de base para obter excursão sistólica do plano anular tricúsplica (TAPSE).
  9. Incline o lado esquerdo da plataforma no ponto mais baixo. Mantenha a sonda em um ângulo de 30° para o eixo horizontal ao longo da linha axilar anterior direita. Gire os eixos x e y da plataforma para exibir o RV.
    1. Pressione o botão do modo M e localize a linha indicadora no ponto hiperérico do septo para obter a imagem do modo M da interface RV. Pressione o botão da loja Cine para salvar a imagem.
  10. Abra a imagem do modo M da interface RV, pressione o botão Medir para entrar no modo de medição. Meça a distância interna do RV no final da diastole (RVIDd), fração de ejeção de RV (RVEF) e encurtamento de fração RV (RVFS) utilizando a ferramenta de medição embutida do sistema ecocardiográfico.
  11. Pare de administrar isoflurane e coloque o rato na almofada de aquecimento por 3-5 minutos até que ele recupere a consciência. Depois disso, devolva o mouse à sua gaiola com 12 h de ciclo claro/escuro.

4. Medições invasivas do RV hemodinâmica

NOTA: A hemodinâmica do RV é avaliada através do cateterismo cardíaco direito 4 semanas após o RVI. Um cateter 1.0 F juntamente com um sistema de monitoramento é aplicado.

  1. Anestesiar o camundongo com uma injeção intraperitoneal de 50 mg/kg de pentobarbital de sódio (ver Tabela de Materiais).
  2. Após confirmar o desaparecimento do reflexo de retirada do pedal, mantenha o rato na posição supina e imobilize-o com fita adesiva.
  3. Raspe o cabelo do peito do ângulo severo para o xiphoide. Desinfetar a área de operação com 75% de álcool.
  4. Realizar intubação traqueal e definir o parâmetro do ventilador animal conforme descrito nas etapas 1.5.2-1.5.3.
  5. Faça uma incisão bilateral de 1 cm na pele acima do processo xifoide e transecte o diafragma e a costela com uma tesoura oftálmica para expor o coração.
  6. Puna a parede livre ventricular direita com uma agulha de 32 G. Retire a agulha e pressione a ferida com algodão para estancar o sangramento.
  7. Insira a ponta do cateter no ventrículo direito através do local da punção e empurre o cateter para a frente lentamente. Ajuste a posição da ponta para obter uma forma de onda de pressão típica do RV mostrada em um monitor e sistema de gravação.
    NOTA: A veia jugular direita também é uma rota apropriada para a medição hemodinâmica.
  8. Após 10 minutos de estabilização, registos os dados da pressão arterial sistólica do RV (RVSBP), da pressão diatólica final do RV (RVEDP) e do RV dP/dt. Clique no botão Selecionar para selecionar ciclos cardíacos para cálculo e, em seguida, clique no botão Analisar para calcular os valores médios dos ciclos selecionados.
  9. Remova o cateter após a conclusão da gravação e coloque-o dentro da solução salina normal.
  10. Eutanize o camundongo com uma injeção intraperitoneal de sódio pentobarbital de overdose (150 mg/kg) e, em seguida, sacrificá-lo por luxação cervical.
  11. Colete o coração e a tíbia para análise histológica.

5. Elenco vascular coronário usando um agente de fundição vascular

  1. Heparinize o camundongo com uma injeção intraperitoneal de 200 UI/mL de sódio de heparina a 2000 UI/kg (ver Tabela de Materiais).
  2. Anestesiar o camundongo com uma injeção intraperitoneal de 50 mg/kg de pentobarbital de sódio.
  3. Coloque o supino animal na almofada e entuba para ventilação artificial seguindo as etapas 1.5.2-1.5.3.
  4. Abra o peito com uma tesoura cirúrgica conforme descrito na etapa 4.5 e exponha o coração.
  5. Faça um entalhe de 3 mm com uma tesoura oftálmica na átrida direita e perfunda o coração com 5 mL de soro fisiológico normal através do ápice cardíaco com um injetor.
  6. Bloqueie o sangue da aorta com um grampo aórtico e perfume 0,1 mL de nitroglicerina (1 mg/mL) através do ápice cardíaco com um injetor para dilatar a artéria coronária.
  7. Prepare o reagente de elenco misturando os ingredientes no kit de acordo com as instruções do fabricante (ver Tabela de Materiais).
    NOTA: Recomenda-se preparar o reagente fundido e a perfusão com soro fisiológico normal e nitroglicerina simultaneamente para evitar o fechamento microvascular.
  8. Perfunda o coração com 1 mL de reagente fundido através do ápice cardíaco e espere por 2-3 h.
  9. Corroa o coração com hidróxido de sódio de 50% por 2-3 dias e remova o tecido muscular ou tecido conjuntivo enxaguando com soro fisiológico normal.
  10. Tire fotos debaixo de uma câmera.
    ATENÇÃO: O reagente fundido é prejudicial aos olhos, pele e trato respiratório. Hidróxido de sódio é corrosivo. Usar luvas de proteção, óculos e um jaleco é necessário. O reagente do elenco deve ser preparado em um capô de fumaça.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Neste estudo, os camundongos foram aleatoriamente atribuídos ao grupo RVI (n = 11) ou operação falsa (n = 11). O molde coronário em 2 corações normais de rato é mostrado na Figura 1A. Em resposta à ligadura da RCA, a elevação do segmento ST foi observada no chumbo III do ECG (Figura 1B). Além disso, 2,3,5-triphenyl tetrazolium cloreto (TTC) manchas mostraram que a área de infarto representa 45% da parede livre de RV às 24 horas após o pós-operatório (Figura 1C,D). Os dados acima indicaram a geração bem sucedida do modelo de mouse RVI.

As gravações das medições de ápice de 4 câmaras (Figura 2A) e de 2 câmaras no eixo curto LV e das correspondentes medições de ecocardiografia do modo M (Figura 2B) foram realizadas às 4 semanas após a cirurgia para avaliar a remodelação e função do RV. Em comparação com o do grupo falso, a dimensão interna do RV no final da diastole (RVIDd) aumentou no grupo RVI (Figura 2C), e foi mais de 2 vezes no grupo sham (Figura 2A). A fração de ejeção de RV (RVEF), o encurtamento da fração de RV (RVFS) e a excursão sistólica do avião tricúpido (TAPSE) foram significativamente menores no grupo RVI do que no grupo sham (Figura 2D-F). A razão da área rv/LV aumentou aproximadamente 50% em relação ao grupo sham (Figura 2G).

Os camundongos foram submetidos à medição hemodinâmica do RV 4 semanas após a cirurgia. No grupo RVI, RVSBP, DP/DT Max, DP/DT Min e RV foram significativamente menores. Ao mesmo tempo, o índice RVEDP e τ (tau) foram consideravelmente mais significativos do que os do grupo sham (Figura 3A-E).

Quatro semanas após a cirurgia, os ratos foram sacrificados. Um aneurisma de RV era visível na área infarto (Figura 4A). A relação peso cardíaco/peso corporal (HW/BW) e a relação peso cardíaco para comprimento da tíbia (HW/TL) no grupo RVI foram ligeiramente maiores (sem significância estatística) do que as do grupo sham (Figura 4B,C). A coloração de Masson22 indicou fibrose significativa na parede livre de RV, e raramente a fibrose ocorreu no septo do grupo RVI (Figura 4D,E). Em contraste, alguns cardiomiócitos sobreviventes estavam na área de infarto (Figura 4F).

Figure 1
Figura 1: Alterações eletrocardiografia (ECG) e tamanho do infarto após a ligadura da artéria coronária direita (RCA). (A) Imagens representativas do fundição vascular coronária do rato. Barra de escala = 4 mm. (B) Mudança de ECG de chumbo III em resposta à ligadura RCA. (C) Imagens representativas de 2,3,5-triphenyl tetrazolium cloreto (TTC) (branco indica área infarto, vermelho indica tecido viável). Barra de escala = 4 mm. (D) Quantitação do tamanho do infarto do miocárdio de camundongos RVI. Os dados são apresentados como média ± SEM, *P < 0,01 vs. grupo sham, n = 6 por grupo ( dois t-test amostra independente). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: Avaliação da ecocardiografia da remodelação ventricular direita (RV) e função em camundongos submetidos à ligadura RCA. (A) Imagens representativas do modo B na visualização de quatro câmaras 4 semanas após a ligadura da RCA; barra de escala = 2 mm. (B) Imagens típicas do Modo B na interface ventrículo direita (superior) e no modo M correspondente (inferior) mostrando LV e RV em 4 semanas após a ligante RCA; barra de escala = 2 mm. (C) dimensão interna do RV no final da diastole (RVIDd). (D) Encurtamento da fração rv (RVFS). (E) Fração de ejeção de RV (RVEF). (F) Excursão sistólica do avião tricúspido (TAPSE). (G) Razão de área RV/LV. Os dados são apresentados como média ± SEM. *P < 0,01 vs. grupo sham, n = 6 por grupo ( dois t-test amostra independente). LV, ventrículo esquerdo; RVI, infarto ventricular direito. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: Hemodinâmica ventricular direita (RV) a 4 semanas após a ligante da artéria coronária direita. (A) Foram obtidas curvas de pressão representativas com cateter de pressão. (B) Pressão arterial sistólica ventricular direita (RVSBP) e pressão ventricular final-diastólica direita (RVEDP). (C) A taxa máxima e mínima de aumento da pressão do RV (dp/dt max, dp/dt min). (D) contratação de RV. (E) A constante de tempo exponencial do relaxamento do RV (τ). *P < 0,01 vs. grupo sham, n = 6 por grupo ( dois t-test amostra independente). Os dados são apresentados como média ± SEM. RVI, infarto ventricular direito; RVP, pressão ventricular direita. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4: Resultados histológicos às 4 semanas após RVI. (A) Imagens de todo o coração representativo do grupo Sham e RVI (círculo vermelho indica parede infarto; barra de escala = 3 mm). (B) Relação peso cardíaco/peso corporal (HW/BW), P = 0,0536 entre RVI e grupo sham. (C) HW à razão de comprimento da tíbia (HW/TL), P = 0,1682 entre RVI e grupo sham. (D) Representar imagens de coloração de hematoxilina-eosina e coloração de Masson de seções cardíacas (barra de escala = 3 mm). (E) Resultados quantitativos da fibrose miocárdio. (F) O representante Masson manchas de imagens mostrando cardiomiócitos de sobrevivência na área de infarto (a imagem direita (barra de escala = 100 μm) é um alargamento do tecido na caixa esquerda (barra de escala = 1 mm <). Os dados são apresentados como média ± SEM. RVI, infarto ventricular direito. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Sicard e colegas da França relataram pela primeira vez um modelo de rato de RVI em 2019, que descreveu o processo cirúrgico e focou na interação entre LV e RV após rvi9. No entanto, até o momento, nenhum estudo relatou o uso desse modelo para estudos posteriores. Um procedimento mais detalhado seria útil para os pesquisadores usarem o modelo de mouse de RVI para investigação. Em contraste com o relatório de Sicard et al.9, fornecemos informações passo a passo para geração de modelos e estratégia de controle de qualidade e avaliamos ainda mais a distribuição anatômica de RCA, hemodinâmica rv e a sobrevivência de cardiomiócitos na área infarto. Um relatório recente demonstrou que os cardiomiócitos na área de infarto desempenham um papel essencial na regeneração do miocárdio23. A função de RV em pacientes com RVI se recuperaria espontaneamente dentro de 3-12 meses, mesmo sem reperfusão16,24. Esses achados sugerem que o modelo RVI do camundongo ajudaria a procurar potenciais alvos terapêuticos para insuficiência cardíaca ou regeneração cardíaca correta. Portanto, é necessário popularizar o modelo.

Devido à invisibilidade da RCA e à variação da distribuição de RCA, seria difícil para os operadores juniores gerarem modelos RVI com tamanhos de infarto estáveis. Para superar essa limitação, recomenda-se controlar o nível e o alcance de ligadura e garantir a elevação suficiente do st-segment em II ou III chumbo de ECG. O passo mais crítico para gerar com sucesso um modelo RVI do mouse é localizar a estrutura anatômica da RCA. Como mostrado na Figura 1A, o RCA do mouse pode conter artérias primárias ou várias paralelas; assim, o tamanho do infarto depende de quantas artérias estão bloqueadas. Portanto, intraoperatória, a posição da RCA pode ser confirmada de acordo com as características anatômicas do átrio direito e da veia visível. Camundongos RVI geralmente exibem infarto do miocárdio na parede livre do RV. Ainda assim, o septo também pode ser raramente envolvido se a artéria septal se originar da RCA, como mostrado na Figura 4D. O septo pode ser irrigado em camundongos pelo seu próprio ramo da artéria coronária septal25 ou um ramo de RCA ou LCA26,27. Depois de ligar o RCA, a mudança clássica do ECG da elevação do segmento ST em leads DE EEG II ou III é o padrão-ouro para julgar o sucesso do RVI.

Uma vez que a dilatação do RV induzida pela ligadura RCA aumentaria a pressão intraperiácriais e, em seguida, restringiria o preenchimento cardíaco, o que resultaria no agravamento da desordem hemodinâmica 9,10, o pericárdio deve ser dilacerado durante a operação. Em contraste com a alta incidência de ruptura cardíaca em camundongos com ligadura LCA, não foi observada ruptura cardíaca nos camundongos RVI. No entanto, a mortalidade cirúrgica devido à hemorragia e ao bloqueio atrioventricular pode ser de até 50% para iniciantes, o que pode ser evitado diminuindo a profundidade perfurante do ponto da agulha e da amplitude do miocárdio de ligadura sutura, diminuindo a posição de ligadura e manipulação suave. Técnicos experientes em nosso laboratório podem completar a geração de um modelo de mouse RVI em cerca de 30 minutos com uma taxa de sucesso de 80%-90% calculada pela proporção de sobrevivência de camundongos com tamanho significativo de infarto. O sucesso da operação foi julgado pela elevação instantânea do segmento ST no Chumbo II ou III do ECG após a ligadura do RCA, a coloração negativa do miocárdio no 24 h após a cirurgia, e a dilatação do RV medida pela ecocardiografia em 3 dias ou 1 semana após a cirurgia. A elevação de ST em condutores de ECG de parede inferior e dilatação ecocardiográfica do RV em 3 dias após a cirurgia pode ser usada como critério de inclusão para estudos usando o modelo RVI do rato.

Durante o período de seguimento de 4 semanas, alguns cardiomiócitos sobreviventes foram observados na área de infarto de camundongos RVI, o que pode ser uma base razoável para a pesquisa regenerativa. A remodelação do RV e a recuperação da disfunção em 4 semanas não foram notadas após o RVI neste modelo, sugerindo que este modelo também é viável para pesquisas básicas sobre remodelagem e falha cardíaca direita.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Os autores não têm nada a revelar.

Acknowledgments

Este trabalho foi apoiado por bolsas da Fundação Nacional de Ciência Natural da China (82073851 ao Sol) e da Fundação Nacional de Pós-Doutorado da China (2021M690074 para Lin).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2,3,5-triphenyltetrazolium chloride Sigma T8877 For TTC staining
Animal Mini Ventilator Havard Type 845 For artificial ventilation
Animal ultrasound system VEVO2100 Visual Sonic VEVO2100 Measurement for Doppler flow velocity and AS plaque
Batson’s #17 Anatomical Corrosion Kit Polyscience Inc 7349 For vasculature casting
buprenorphine Isoreag 1134630-70-8 For reduce the pain of mice after surgery
C57BL/6J mice + D29A1A2:D27 Animal Center of South Medical University - For the generation of mouse RVI model
Camera Sangnond For taking photograph
Cold light illuminator Olympus ILD-2 Light for operation
electrocardiograph ADI Instrument ADAS1000 For recording electrocardiogram
hair removal cream Reckitt Benchiser RQ/B 33 Type 2 Remove mouse hair
Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1) SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO ALC-HTP-S1 Heating
Hematoxylin-eosin dye Leagene DH0003 Hematoxylin-eosin staining
Heparin sodium salt Macklin H837056 For heparization
Isoflurane RWD life science R510-22 Inhalant anaesthesia
Lab made spatula Work as a laryngoscope
Lab made tracheal cannula For intubation
Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer Midmark Corporation VIP 3000 Anesthetization
Medical nylon suture (5-0) Ningbo Medical Needle Co. 5-0 For chest close
Microsurgical elbow tweezers RWD life science F11021-11 For surgery
Microsurgical scissors NAPOX MB-54-1 For arteriotomy
Millar Catheter AD Instruments, Shanghai 1.0F Measurement of pressure gradient
MS400D ultrasonic probe Visual Sonic MS400D Measurement for Doppler flow velocity and AS plaque
needle forceps Visual Sonic F31006-12 For surgery
nitroglycerin BEIJING YIMIN MEDICINE Co For dilating coronary artery
Ophthalmic scissors RWD life science S11022-14 For surgery
Pentobarbital sodium salt Merck 25MG Anesthetization
PowerLab Multi-Directional Physiological Recording System AD Instruments, Shanghai 4/35 Pressure recording
Precision electronic balance Denver Instrument TB-114 Weighing scale
Silk suture (8-0) Ningbo Medical Needle Co. 6-0 coronary artery ligation
Small animal microsurgery equipment Napox MA-65 Surgical instruments
tissue forceps Visual Sonic F-12007-10 For surgery
tissue scissor Visual Sonic S13052-12 Open chest for hemodynamic measurement
Transmission Gel Guang Gong pai 250ML preparation for Echocardiography measurement
Vascular Clamps Visual Sonic R31005-06 For blocking blood from aorta

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Rallidis, L. S., Makavos, G., Nihoyannopoulos, P. Right ventricular involvement in coronary artery disease: role of echocardiography for diagnosis and prognosis. Journal of the American Society of Echocardiography: Official Publication of the American Society of Echocardiography. 27 (3), 223-229 (2014).
  2. Frangogiannis, N. G. Fibroblasts and the extracellular matrix in right ventricular disease. Cardiovascular Research. 113 (12), 1453-1464 (2017).
  3. Ondrus, T., et al. Right ventricular myocardial infarction: From pathophysiology to prognosis. Experimental & Clinical Cardiology. 18 (1), 27-30 (2013).
  4. Badagliacca, R., et al. Right ventricular concentric hypertrophy and clinical worsening in idiopathic pulmonary arterial hypertension. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (11), 1321-1329 (2016).
  5. Verhaert, D., et al. Right ventricular response to intensive medical therapy in advanced decompensated heart failure. Circulation: Heart Failure. 3 (3), 340-346 (2010).
  6. Chen, K., et al. RNA interactions in right ventricular dysfunction induced type II cardiorenal syndrome. Aging (Albany NY). 13 (3), 4215-4241 (2021).
  7. Wang, Q., et al. Induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice. Journal of Visualized Experiments. (147), e59431 (2019).
  8. Harjola, V. P., et al. Contemporary management of acute right ventricular failure: A statement from the heart failure association and the working group on pulmonary circulation and right ventricular function of the European society of cardiology. European Journal of Heart Failure. 18 (3), 226-241 (2016).
  9. Sicard, P., et al. Right coronary artery ligation in mice: a novel method to investigate right ventricular dysfunction and biventricular interaction. American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 316 (3), 684-692 (2019).
  10. Goldstein, J. A. Pathophysiology and management of right heart ischemia. Journal of the American College of Cardiology. 40 (5), 841-853 (2002).
  11. Stiermaier, T., et al. Frequency and prognostic impact of right ventricular involvement in acute myocardial infarction. Heart. 0, 1-8 (2020).
  12. Zehender, M., et al. Right ventricular infarction as an independent predictor of prognosis after acute inferior myocardial infarction. The New England Journal of Medicine. 328 (14), 981-988 (1993).
  13. Brodie, B. R., et al. Comparison of late survival in patients with cardiogenic shock due to right ventricular infarction versus left ventricular pump failure following primary percutaneous coronary intervention for ST-elevation acute myocardial infarction. The American Journal of Cardiology. 99 (4), 431-435 (2007).
  14. Konstam, M. A., et al. Evaluation and management of right-sided heart failure: A scientific statement from the american heart association. Circulation. 137 (20), 578-622 (2018).
  15. Leferovich, J. M., et al. Heart regeneration in adult MRL mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (17), 9830-9835 (2001).
  16. Dell'Italia, L. J., et al. Hemodynamically important right ventricular infarction: Follow-up evaluation of right ventricular systolic function at rest and during exercise with radionuclide ventriculography and respiratory gas exchange. Circulation. 75 (5), 996-1003 (1987).
  17. Friedberg, M. K., Redington, A. N. Right versus left ventricular failure: differences, similarities, and interactions. Circulation. 129 (9), 1033-1044 (2014).
  18. Haraldsen, P., Lindstedt, S., Metzsch, C., Algotsson, L., Ingemansson, R. A porcine model for acute ischaemic right ventricular dysfunction. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 18 (1), 43-48 (2014).
  19. Ren, L., Colafella, K. M. M., Bovée, D. M., Uijl, E., Danser, A. H. J. Targeting angiotensinogen with RNA-based therapeutics. Current Opinion in Nephrology and Hypertension. 29 (2), 180-189 (2020).
  20. Hacker, T. A. Animal models and cardiac extracellular matrix research. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1098, 45-58 (2018).
  21. Chien, T. M., et al. Double right coronary artery and its clinical implications. Cardiology in the Young. 24 (1), 5-12 (2014).
  22. Zhu, Y., et al. Characterizing a long-term chronic heart failure model by transcriptomic alterations and monitoring of cardiac remodeling. Aging (Albany NY). 13 (10), 13585-13614 (2021).
  23. Cui, M., et al. Nrf1 promotes heart regeneration and repair by regulating proteostasis and redox balance. Nature Communications. 12 (1), 5270 (2021).
  24. Meyer, P., et al. Effects of right ventricular ejection fraction on outcomes in chronic systolic heart failure. Circulation. 121 (2), 252-258 (2010).
  25. Dunmore-Buyze, P. J., et al. Three-dimensional imaging of the mouse heart and vasculature using micro-CT and whole-body perfusion of iodine or phosphotungstic acid. Contrast Media & Molecular Imaging. 9 (5), 383-390 (2014).
  26. Fernández, B., et al. The coronary arteries of the C57BL/6 mouse strains: Implications for comparison with mutant models. Journal of Anatomy. 212 (1), 12-18 (2008).
  27. Zhang, H., Faber, J. E. De-novo collateral formation following acute myocardial infarction: Dependence on CCR2+ bone marrow cells. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 87, 4-16 (2015).

Tags

Medicina Edição 180
Geração e Caracterização do Infarto do Miocárdio Ventricular Direito Induzido pela Ligação Permanente da Artéria Coronária Direita em Camundongos
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liao, R., He, M., Hu, D., Gong, C.,More

Liao, R., He, M., Hu, D., Gong, C., Du, H., Lin, H., Sun, H. Generation and Characterization of Right Ventricular Myocardial Infarction Induced by Permanent Ligation of the Right Coronary Artery in Mice. J. Vis. Exp. (180), e63508, doi:10.3791/63508 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter