Summary

Transøsofageal atrieutbruddspakking for atrieflimmerinduksjon hos rotter

Published: February 14, 2022
doi:

Summary

Det nåværende arbeidet beskriver en eksperimentell protokoll for transøsofageal atrieutbruddspakking for effektiv induksjon av atrieflimmer (AF) hos rotter. Protokollen kan brukes hos rotter med sunne eller ombygde hjerter, slik at studiet av AF patofysiologi, identifisering av nye terapeutiske mål og evaluering av nye terapeutiske strategier.

Abstract

Dyrestudier har gitt viktig innsikt i vår forståelse av atrieflimmer (AF) patofysiologi og terapeutisk ledelse. Reentry, en av hovedmekanismene involvert i AF patogenese, krever en viss masse myokardvev for å kunne oppstå. På grunn av den lille størrelsen på atriene har gnagere lenge vært ansett som “motstandsdyktige” mot AF. Selv om spontan AF har vist seg å forekomme hos rotter, er det nødvendig med langsiktig oppfølging (opptil 50 uker) for at arytmien skal forekomme i disse modellene. Det nåværende arbeidet beskriver en eksperimentell protokoll for transøsofageal atrieutbrudd for rask og effektiv induksjon av AF hos rotter. Protokollen kan med hell brukes hos rotter med sunne eller ombygde hjerter, i nærvær av et bredt spekter av risikofaktorer, slik at studiet av AF patofysiologi, identifisering av nye terapeutiske mål og evaluering av nye profylaktiske og / eller terapeutiske strategier.

Introduction

Atrieflimmer (AF) er den vanligste vedvarende hjertearytmi som oppstår i klinisk praksis, og forekomsten og utbredelsen fortsetter å øke dramatisk over hele verden1. Denne arytmien påvirker opptil 4% av verdens befolkning i henhold til nyere studier2. Men gitt at paroksysmal AF kan være asymptomatisk og derfor kan unnslippe deteksjon, vil den sanne utbredelsen av AF sannsynligvis være mye høyere enn den som presenteres i litteraturen.

Patofysiologien til AF har blitt intenst studert. Likevel forblir de underliggende mekanismene i denne komplekse arytmi ufullstendig belyst, og dette gjenspeiler i de begrensede terapeutiske alternativene, med tvilsom effekt. Dyrestudier har gitt viktig innsikt i vår forståelse av AF patofysiologi og terapeutisk ledelse. Reentry, en av hovedmekanismene involvert i AF patogenese3, krever en viss masse myokardvev for å kunne oppstå. Dermed har store dyr generelt vært foretrukket i AF-studier, mens gnagere på grunn av den lille størrelsen på atriene deres lenge har vært ansett som “motstandsdyktige” mot AF. Bruken av store dyr hindres imidlertid mest ved å håndtere vanskeligheter. I mellomtiden, selv om spontan AF har vist seg å forekomme hos rotter4, er det nødvendig med langsiktig oppfølging (opptil 50 uker) for at arytmien skal forekomme i disse modellene5. Modeller som sikrer rask AF-forekomst hos små gnagere er også utviklet. Oftest bruker disse modellene akutt elektrisk stimulering, ofte i nærvær av andre favoriserende forhold, for eksempel samtidig parasympatisk stimulering eller asfyksi, for å kunstig indusere AF 6,7. Selv om de er effektive, tillater slike modeller ikke evaluering av kritiske AF-relaterte egenskaper, for eksempel de progressive elektriske, strukturelle, autonome eller molekylære ombyggingen av atriene, eller effekten av konvensjonelle eller ikke-konvensjonelle antiarytmiske legemidler på atrie substratet eller på risikoen for ventrikulær pro-arytmi 8,9.

Det nåværende arbeidet beskriver en eksperimentell protokoll for langsiktig transøsofageal atrieutbruddspakking for rask og effektiv induksjon av AF hos rotter. Protokollen er egnet for både akutte og langsiktige studier og kan med hell brukes hos rotter med sunne eller ombygde hjerter, i nærvær av et bredt spekter av risikofaktorer, slik at studiet av AF patofysiologi, identifisering av nye terapeutiske mål og evaluering av nye profylaktiske og / eller terapeutiske strategier.

Protocol

Prosedyrer som involverer dyrefag ble godkjent av Etikkkomiteen ved University of Medicine, Pharmacy, Science and Technology “George Emil Palade” av Târgu Mureș, av den rumenske nasjonale sanitære veterinær- og matsikkerhetsmyndigheten og overholdt International Council for Laboratory Animal Science guidelines (Directive 2010/63/EU). 1. Transøsofageal atrieutbruddsprotokoll Randomiser voksne mannlige Wistar rotter (200-400 g kroppsvekt) i to grupper: STIM og SHA…

Representative Results

I en konseptgodkjenningsstudie ble 22 voksne mannlige Wistar-rotter (200-400 g) tilfeldig tildelt i to grupper: STIM (n = 15) og SHAM (n = 7). Alle dyrene ble plassert individuelt i polykarbonatbur, i et klimakontrollert rom (21-22 °C), med fri tilgang til vann og tørr mat gjennom hele studien. Den transøsofageale stimuleringsprotokollen beskrevet ovenfor ble brukt på alle dyr i 10 dager, 5 dager per uke. Alle dyr gjennomgikk samme protokoll, bortsett fra at rottene i SHAM-gruppen ikke fikk aktiv elektrisk stimulerin…

Discussion

Det nåværende dokumentet beskriver en eksperimentell protokoll for langsiktig transøsofageal atrieutbruddspakking for rask og effektiv induksjon av AF hos rotter, egnet for både akutte og langsiktige AF-studier. Den 10-dagers stimuleringsprotokollen som er beskrevet her, har blitt brukt til å utvikle en “sekundær spontan AF-modell” (dvs. en modell der AF utvikler seg spontant etter en periode med AF-induksjon ved elektrisk stimulering)10. Varigheten av protokollen kan imidlertid variere avhe…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dette arbeidet ble støttet av et stipend fra det rumenske utdannings- og forskningsdepartementet, CNCS – UEFISCDI, prosjektnummer PN-III-P1-1.1-TE-2019-0370, innenfor PNCDI III.

Materials

Antisedan (Atipamezole Hydrochloride) 5mg / mL, solution for injection Orion Corporation 06043/4004 for Rats use 1 mg / kg
Dormitor (Medetomidine Hydrochloride) 1 mg / mL, solution for injection Orion Corporation 06043/4003 for Rats use 0.5 mg / kg
E-Z Anesthesia Single Animal System E-Z Systems Inc EZ-SA800 Allows the manipulation of one animal at a time
Isoflurane 99.9%, 100 mL Rompharm Company N01AB06
Ketamine 10%, 25 mL for Rats use 75 mg / kg
Microcontroller-based cardiac pacemaker for small animals Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript)
Surface ECG recording system Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript)

References

  1. Kornej, J., Börschel, C. S., Benjamin, E. J., Schnabel, R. B. Epidemiology of atrial fibrillation in the 21st century: Novel methods and new insights. Circulation Research. 127 (1), 4-20 (2020).
  2. Hindricks, G., et al. 2020 ESC Guidelines for the diagnosis and management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS): The Task Force for the diagnosis and management of atrial fibrillation of the European Society of Cardiology (ESC). European Heart Journal. 42 (5), 373 (2021).
  3. Veenhuyzen, G. D., Simpson, C. S., Abdollah, H. Atrial fibrillation. Canadian Medical Association Journal. 171 (7), 755-760 (2004).
  4. Lau, D. H., et al. Atrial arrhythmia in ageing spontaneously hypertensive rats: unraveling the substrate in hypertension and ageing. PloS One. 8 (8), 72416 (2013).
  5. Scridon, A., et al. Unprovoked atrial tachyarrhythmias in aging spontaneously hypertensive rats: The role of the autonomic nervous system. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 303 (3), 386-392 (2012).
  6. Haugan, K., Lam, H. R., Knudsen, C. B., Petersen, J. S. Atrial fibrillation in rats induced by rapid transesophageal atrial pacing during brief episodes of asphyxia: a new in vivo model. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 44 (1), 125-135 (2004).
  7. Sugiyama, A., Takahara, A., Honsho, S., Nakamura, Y., Hashimoto, K. A simple in vivo atrial fibrillation model of rat induced by transesophageal atrial burst pacing. Journal of Pharmacological Sciences. 98 (3), 315-318 (2005).
  8. Scridon, A. Dissociation between animal and clinical studies. where do we go wrong. Romanian Journal of Cardiology. 31 (3), 497-500 (2021).
  9. Mulla, W., et al. Rapid atrial pacing promotes atrial fibrillation substrate in unanesthetized instrumented rats. Frontiers in Physiology. 10, 1218 (2019).
  10. Scridon, A., et al. Spontaneous atrial fibrillation after long-term transesophageal atrial burst pacing in rats. Technical and procedural approach to a new in vivo atrial fibrillation model. Romanian Journal of Laboratory Medicine. 26 (1), 105-112 (2018).
  11. Halatiu, V. B., et al. Chronic exposure to high doses of bisphenol A exhibits significant atrial proarrhythmic effects in healthy adult rats. Romanian Journal of Cardiology. 31 (3), 587-595 (2021).
  12. Zaciragić, A., Nakas-ićindić, E., Hadzović, A., Avdagić, N. Average values of electrocardiograph parameters in healthy, adult Wistar rats. Medical Archives. 58 (5), 268-270 (2004).
  13. Cheshire, W. P. Thermoregulatory disorders and illness related to heat and cold stress. Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical. 196, 91-104 (2016).
  14. Șerban, R. C., Scridon, A. Data linking diabetes mellitus and atrial fibrillation-how strong is the evidence? From epidemiology and pathophysiology to therapeutic implications. Canadian Journal of Cardiology. 34 (11), 1492-1502 (2018).
  15. Nishida, K., Michael, G., Dobrev, D., Nattel, S. Animal models for atrial fibrillation: clinical insights and scientific opportunities. Europace. 12 (2), 160-172 (2010).
  16. Qiu, H., et al. DL-3-n-Butylphthalide reduces atrial fibrillation susceptibility by inhibiting atrial structural remodeling in rats with heart failure. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 391 (3), 323-334 (2018).

Play Video

Cite This Article
Halațiu, V. B., Perian, M., Balan, A. I., Scridon, A. Transesophageal Atrial Burst Pacing for Atrial Fibrillation Induction in Rats. J. Vis. Exp. (180), e63567, doi:10.3791/63567 (2022).

View Video