Farelerde Atriyal Fibrilasyon Duyarlılığını Değerlendirmek için Transözofageal Atriyal Pacing'in Optimizasyonu
Summary
Mevcut protokol, farelerde atriyal fibrilasyon duyarlılığını değerlendirmek için transözofageal atriyal pacing kullanıldığında deneysel parametrelerin optimizasyonunu açıklamaktadır.
Abstract
Atriyal fibrilasyon (AF) için genetik ve edinilmiş risk faktörlerinin fare modelleri, AF’nin moleküler belirleyicilerinin araştırılmasında değerli olduğunu kanıtlamıştır. Programlanmış elektriksel stimülasyon, hayatta kalma prosedürü olarak transözofageal atriyal pacing kullanılarak gerçekleştirilebilir, böylece aynı hayvanda seri test yapılabilir. Bununla birlikte, tekrarlanabilirliği zorlaştıran çok sayıda pacing protokolü vardır. Mevcut protokol, çalışmalar arasında tekrarlanabilirliği artırmak için modele özgü deneysel parametreler geliştirmek için standartlaştırılmış bir strateji sağlamayı amaçlamaktadır. Çalışma sırasındaki yaş, cinsiyet ve pacing protokolünün parametreleri (örneğin, pacing modu ve AF duyarlılığının tanımı) dahil olmak üzere, incelenen spesifik model için deneysel yöntemleri optimize etmek için ön çalışmalar yapılır. Önemli olarak, yüksek uyaran enerjilerinden kaçınmak için özen gösterilir, çünkü bu, gangliyonik pleksi’nin yanlışlıkla parasempatik aktivasyonla uyarılmasına neden olabilir, pacing sırasında abartılı atriyoventriküler (AV) blok ile kendini gösterir ve genellikle yapay AF indüksiyonu ile ilişkilidir. Bu komplikasyonu gösteren hayvanlar analizin dışında tutulmalıdır.
Introduction
Atriyal fibrilasyon (AF), çoklu edinsel ve genetik risk faktörleri için son ortak yolu temsil eder. AF substratının patofizyolojik mekanizmalarını araştıran çalışmalar için, fare modelleri, genetik manipülasyonun kolaylığı ve genel olarak, farklı klinik fenotipler 1,2,3 için insanlarda gözlenen AF duyarlılığını yeniden ürettikleri gerçeği göz önüne alındığında avantajlıdır. Bununla birlikte, fareler nadiren spontan AF4 geliştirir ve bu da provokatif atriyal pacing çalışmalarının kullanılmasını gerektirir.
Programlanmış elektriksel stimülasyon (PES), intrakardiyak5 veya transözofageal6 pacing kullanılarak murin atriyal elektrofizyolojisini ve AF duyarlılığını değerlendirmek için yapılabilir. Transözofageal yaklaşım bir sağkalım prosedürü olarak özellikle avantajlı olsa da, kullanımı çok sayıda yayınlanmış deneysel protokol 7,8 ve tekrarlanabilirliği engelleyebilecek değişkenlik kaynakları9 ile karmaşıktır. Ayrıca, sınırlı rapor edilen protokol karşılaştırmaları, uygun bir pacing protokolünün seçilmesini zorlaştırmaktadır.
Mevcut protokol, tekrarlanabilirliği artırmak amacıyla murin AF duyarlılığını değerlendirmek için modele özgü transözofageal PES yöntemleri geliştirmek için sistematik bir strateji kullanmayı amaçlamaktadır. Daha da önemlisi, yaş, cinsiyet ve pacing modu değişkenliğini hesaba katarak pacing protokolünü optimize etmek için ilk pilot çalışmalar yapılır ve sonuçları karıştırabilecek yanlışlıkla parasempatik stimülasyonu en aza indirmek için tasarlanmış pacing9.
Protocol
Representative Results
Discussion
Transözofageal atriyal pacing sadece aynı hayvanda seri çalışmalara izin vermekle kalmaz, aynı zamanda süresi tipik olarak intrakardiyak çalışmalardan (~ 20 dakika) daha kısadır, böylece anestezik kullanımı ve elektrofizyolojik parametreler üzerindeki etkilerini en aza indirir.
Her bir fare modeli için yöntemleri başlangıçta optimize etmek çok önemlidir. Yaşlanma, normal farelerde AF indüklenebilirliğiniarttırır 18,19<sup class="x…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Şekil 2 , BioRender.com ile oluşturulmuştur. Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri’ndeki Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü’nden (HL096844 ve HL133127) gelen hibelerle desteklenmiştir; Amerikan Kalp Derneği (2160035, 18SFRN34230125 ve 903918 [MBM]); ve Ulusal Sağlık Enstitüsü Ulusal Translasyonel Bilimleri Geliştirme Merkezi (UL1 TR000445).
Materials
| 27 G ECG electrodes | ADInstruments | MLA1204 | |
| 2-F octapolar electrode catheter | NuMED | CIBercath | |
| Activated carbon canister | VetEquip | 931401 | |
| Analysis software | ADInstruments | LabChart v8.1.13 | |
| Biological amplifier | ADInstruments | FE231 | |
| Data acquisition hardware | ADInstruments | PowerLab 26T | |
| Eye ointment | MWI Veterinary | NC1886507 | |
| Heating pad | Braintree Scientific | DPIP | |
| Isoflurane | Piramal | 66794-017-25 | |
| Stimulator | Bloom Associates | DTU-210 | |
| Stimulus Isolator | World Precision Instruments | Model A365 |
References
- Sumitomo, N., et al. Association of atrial arrhythmia and sinus node dysfunction in patients with catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia. Circulation Journal. 71 (10), 1606-1609 (2007).
- Fukui, A., et al. Role of leptin signaling in the pathogenesis of angiotensin II-mediated atrial fibrosis and fibrillation. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 6 (2), 402-409 (2013).
- Schutter, D., et al. Animal models of atrial fibrillation. Circulation Research. 127 (1), 91-110 (2020).
- Li, N., et al. Ryanodine receptor-mediated calcium leak drives progressive development of an atrial fibrillation substrate in a transgenic mouse model. Circulation. 129 (12), 1276-1285 (2014).
- Wakimoto, H., et al. Induction of atrial tachycardia and fibrillation in the mouse heart. Cardiovascular Research. 50 (3), 463-473 (2001).
- Schrickel, J. W., et al. Induction of atrial fibrillation in mice by rapid transesophageal atrial pacing. Basic Research in Cardiology. 97 (6), 452-460 (2002).
- Verheule, S., et al. Increased vulnerability to atrial fibrillation in transgenic mice with selective atrial fibrosis caused by overexpression of TGF-beta1. Circulation Research. 94 (11), 1458-1465 (2004).
- Faggioni, M., et al. Suppression of spontaneous ca elevations prevents atrial fibrillation in calsequestrin 2-null hearts. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 7 (2), 313-320 (2014).
- Murphy, M. B., et al. Optimizing transesophageal atrial pacing in mice to detect atrial fibrillation. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 332 (1), 36-43 (2022).
- Prinsen, J. K., et al. Highly reactive isolevuglandins promote atrial fibrillation caused by hypertension. JACC: Basic to Translational Science. 5 (6), 602-615 (2020).
- Aschar-Sobbi, R., et al. Increased atrial arrhythmia susceptibility induced by intense endurance exercise in mice requires TNFα. Nature Communications. 6, 6018 (2015).
- Bruegmann, T., et al. Optogenetic termination of atrial fibrillation in mice. Cardiovascular Research. 114 (5), 713-723 (2017).
- Matsushita, N., et al. IL-1β plays an important role in pressure overload-induced atrial fibrillation in mice. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 42 (4), 543-546 (2019).
- Sato, S., et al. Cardiac overexpression of perilipin 2 induces atrial steatosis, connexin 43 remodeling, and atrial fibrillation in aged mice. American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism. 317 (6), 1193-1204 (2019).
- Li, N., Wehrens, X. H. T. Programmed electrical stimulation in mice. Journal of Visualized Experiments. (39), e1730 (2010).
- Yao, C., et al. Enhanced cardiomyocyte NLRP3 inflammasome signaling promotes atrial fibrillation. Circulation. 138 (20), 2227-2242 (2018).
- Purohit, A., et al. Oxidized Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II triggers atrial fibrillation. Circulation. 128 (16), 1748-1757 (2013).
- Jansen, H. J., et al. Atrial fibrillation in aging and frail mice. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 14 (9), 01077 (2021).
- Luo, T., et al. Characterization of atrial histopathological and electrophysiological changes in a mouse model of aging. International Journal of Molecular Medicine. 31 (1), 138-146 (2013).
- McCauley, M. D., et al. Ion channel and structural remodeling in obesity-mediated atrial fibrillation. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 13 (8), 00896 (2020).
- Kato, M., et al. Spectral analysis of heart rate variability during isoflurane anesthesia. Anesthesiology. 77 (4), 669-674 (1992).
- Schmeckpeper, J., et al. Abstract 11402: Targeting RyR2 to suppress ventricular arrhythmias and improve left ventricular function in chronic ischemic heart disease. Circulation. 144, 11402 (2021).
- Kim, K., et al. Abstract B-PO01-017: RyR2 hyperactivity promotes susceptibility to ventricular tachycardia in structural heart disease. Heart Rhythm. 18, 57 (2021).
