Farelerde Programlı Elektrik Stimülasyon
26 Mayıs 2010
Programlı elektrik stimülasyonu, kalp iletim özellikleri belirlemek için yeteneği ve çeşitli pacemaker protokolleri kullanarak kardiyak aritmiler neden ve sona erdirme imkanı sağlar. Transvenöz bir kateter yardımıyla, intrakardiyak elektrogram kayıtları, programlı elektrik stimülasyonu protokolleri aritmojenik substratlar tanımlamak için aşağıdaki farelerde elde edilebilir.
Anestezi uygulanmış fare, sırtüstü pozisyonda bir ısıtma tahtasına bantlanır. Sağ şah damarı ayrılır ve toplardamarın proksimal ucu bağlanır. 1.1 French OC Apolar kateter damar içine yerleştirilir ve daha sonra kateter sağ kulakçık ve sağ karıncığa ilerletilir.
Son olarak, kateter pozisyonunu güvence altına almak ve kanamayı önlemek için damarın distal ucu bağlanır. Merhaba, ben Baylor Tıp Fakültesi Moleküler Fizyoloji ve Biyofizik Bölümü'nden Dr.Zver'in laboratuvarından Naali. Bugün size farelerde elektrik stimülasyonunu programlamak için bir prosedür göstereceğiz.
Bu prosedürü laboratuvarımızda farelerde indüklenebilir aritmileri incelemek için kullanıyoruz. Öyleyse başlayalım. Kanülasyon ve kateter yerleştirme ameliyatından önce, anestezi uygulanmış farenin kürkünü boyun çizgisinden göğüs hizasının ortasına kadar tıraş etmek için saç kesme makinesi kullanın.
Cerrahi alanı %10 povidon iyot ile dezenfekte edin. Fareyi sırtüstü pozisyona getirin ve uzuvlarını Dahili EKG elektrotlarına bantlayın. Bir ısıtma kartında, vücut sıcaklığının 37 artı veya eksi bir santigrat derecede tutulacağı şekilde, bir termal analizör sistemi tarafından kontrol edilen bir ısıtma yastığına bağlı bir rektal sıcaklık probu içeren bir sistem öneriyoruz.
Farenin tamamen uyuşturulduğunu bir çekme tutamıyla onayladıktan sonra, klavikula seviyesinde kodal terminal ile orta hattın sağında yarım inçlik bir kesi yapın. Künt diseksiyon ile deri altı dokusunu, tükürük bezlerini ve lenfatik dokuları ayırın. Sağ juguler veni görselleştirmek için, venin proksimal ucunu altı oh sütür ile bağlayın.
Görüntülenen segmentin distal ucundaki damarın altına başka bir dikiş yerleştirin. Şimdi yüzey EKG'sini kaydetmek için bilgisayar tabanlı veri toplamaya başlayın. Kateteri kayıt modunda harici bir stimülatöre bağlayın.
Ardından, proksimal dikişi nazikçe çekerken damarın uzunlamasına yönünde küçük bir kesi yapmak için mikro makas kullanın. Damarı düz tutmaya yardımcı olmak için, 1.1 Fransız Octo çektirme kateterini damardan sağ atriyum ve ventriküle ilerletin. Uygun kateter pozisyonu, sağ ventrikülün apeksi, sağ ventrikülün tabanı, atriyal ventriküler düğüm ve sağ atriyum seviyesindeki dört intrakardiyak elektrogramın dalga formlarının görselleştirilmesiyle doğrulanır ve son olarak kateter pozisyonunu sabitlemek ve atriyal pacing için olası kanamayı önlemek için distal sütürü bağlar.
Atriyum içinde bulunan elektrot çifti kayıt modundan stimülasyon moduna geçerken, diğer elektrot çiftleri kayıt modunda kalır. Bir farenin atriyal aritmilere karşı savunmasızlığının artıp artmadığını belirlemek için, sağ atriyumun programlanmış elektriksel stimülasyonu gerçekleştirilir. İlk olarak, uyaran yakalamanın tutarlılığını test etmek için farklı temel döngü uzunluklarında en az 52 milisaniye akım darbeleri veya BCL uygulayarak atriyal pacing eşiğini belirleyin.
İlk darbe dizisinin BCL'si, içsel BCL'den biraz daha düşüktür ve 10 milisaniye azaltılır. Uyaran yakalama için gereken tipik akım genliği 100 ila 200 mikroamperdir. 100 milisaniyelik bir BC'de 15 saniyelik bir atriyal pacing treni uyguladıktan sonra, pacing trenindeki son uyaran ile ilk spontan sinüs atımının başlangıcı arasındaki aralık olarak tanımlanan sinüs düğümü iyileşme süresini veya SNRT'yi ölçün.
Atriyal etkili refrakter periyodu veya A ERP'yi belirlemek için, sabit bir BCLS'de bir dizi atriyal pacing treni uygulayın, biri birkaç kısa erken uyaran S iki. S bir ila S iki aralığı, her bir stimülasyon protokolü arasında en az 30 saniyelik bir geri kazanım periyodu ile her bir pacing treninde kademeli olarak iki milisaniye azaltılarak 70 milisaniyeden 20 milisaniyeye düşürülür. A ERP, S iki ile yayılan bir vuruş üretemeyen atriyumlar için en uzun S bir ila S iki bağlantı aralığı olarak tanımlanır.
Atriyal ventriküler düğüm AV NERP'nin etkili refrakter periyodunu belirlemek için atriyal pacing trenleri ve erken uyaranların benzer bir uygulaması kullanılır. AV NERP, atriyuma verilen erken stimülasyonun ardından bir tıslama potansiyelinin geldiği, ancak bir QRS kompleksi tarafından takip edilmeyen en uzun S bir ila S iki bağlantı aralığı olarak tanımlanır. Atriyal fibrilasyon da dahil olmak üzere atriyal aritmilerin indüklenebilirliği, bir dizi iki saniyelik patlamaların uygulandığı patlama hızı protokolü kullanılarak test edilebilir.
İlk iki saniyelik seri çekimin döngü uzunluğu veya CL'si 40 milisaniyedir ve birbirini izleyen her iki saniyelik seri çekim, 20 milisaniyelik son CL'ye kadar önceki seri çekimden iki milisaniye daha kısa bir CL'ye sahiptir. Tüm ilerleme hızı protokolleri tamamlandıktan sonra veri alımı durdurulur. Terminal EP çalışmaları söz konusu olduğunda, kateteri serbest bırakmak için düğüm hafifçe gevşetilir.
Burada bir farede bazı temsili yüzey EKG ve intrakardiyak elektrogramları gösteriyoruz. Bu yüzey EKG'si dakikada yaklaşık 540 atım sıklığı ile düzenli sinüs ritmi gösterir. Bu sonraki dört elektrogram, sağ atriyum seviyesinde bipolar intrakardiyak elektrogram kayıtlarını göstermektedir.
Atriyal ventriküler düğüm, sağ ventrikülün tabanı ve sağ ventrikülün tepesi. Sağ atriyum seviyesinde kaydedilen elektrogram kaydındaki intrakardiyak a dalgası, yüzeydeki P dalgasına karşılık gelir. CCG. Ventriküler elektrogram üzerindeki V dalgası, CCG yüzeyindeki QRS dalgasına karşılık gelir.
Daha sonra, temsili yüzey CCG ve İntrakardiyak elektrogramları ve yüzeyde atriyal patlama pacinginden sonra atriyal fibrilasyon geliştiren bir fareyi gösteriyoruz. CCG, RR aralığı düzensizdir ve belirgin P dalgası yoktur. Öte yandan, atriyal elektrogram, atriyal fibrilasyon ile tutarlı düzensiz olan hızlı atriyal sinyalleri ortaya çıkarır.
Ventriküler elektrogram, yüzey kurşun RR aralıklarına benzer şekilde daha yavaş bir frekansa sahiptir. Bu işlemi yaparken farede elektriksel stimülasyonu nasıl programlayacağınızı size yeni gösterdik, yoğun kanamadan kaçınmayı ve vücut ısısını normal 36 ila 37 derece aralığında tutmayı unutmamak önemlidir. Ek olarak, Asof Florin'e maruz kalmayı en aza indirmeye çalışın, çünkü iki saatten daha uzun süre daha yüksek bir konsantrasyona maruz kalmak faredeki kalp ve solunum fonksiyonunu baskılayabilir.
Bu nedenle, her şeyin iki saat içinde karmaşık olmasını önerdik. İşte bu kadar. İzlediğiniz için teşekkür ederiz ve deneylerinizde iyi şanslar.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu makale, farelerde programlanmış elektrik stimülasyonu için bir yöntem sunarak kalbin iletim özelliklerinin değerlendirilmesini ve aritmilerin indüksiyonunu mümkün kılar. Transvenöz bir kateterin kullanılması, aritmojenik substratları tanımlamak için intrakardiyak elektrograf kayıtlarını sağlar.
Çalışmanın Ana Bileşenleri
Bilim Alanı
- Kardiyak elektrofizyoloji
- Aritmi araştırması
- Fare modelleri
Arka Plan
- Programlanmış elektrik stimülasyonu, kalp iletimi değerlendirmek için kullanılan bir tekniktir.
- Kalp aritmileri arkasındaki mekanizmaları anlamada yardımcı olabilir.
- Intrakardiyak elektrograf kayıtları araştırma için değerli veriler sağlar.
- Bu yöntem özellikle fare modelleri kullanan preklinik çalışmalarda yararlıdır.
Çalışmanın Amacı
- Fare üzerinde programlanmış elektrik stimülasyonu yöntemini göstermek.
- Elektrograf kayıtları ile aritmojenik substratları tanımlamak.
- Kalp iletim özelliklerine ilişkin anlayışı geliştirmek.
Kullanılan Yöntemler
- Anestezi uygulanmış fare, bir ısıtma tablasına yerleştirilir.
- Sağ juguler ven erişilir ve kateter yerleştirimi için hazırlanır.
- 1.1 Fransız OC Apolyar kateter ven içine yerleştirilir ve kalbe doğru ilerletilir.
- Programlanmış elektrik stimülasyon protokollerine uygun elektrograf kayıtları alınır.
Ana Sonuçlar
- Sağ atriya ve ventriküle başarılı şekilde kateter yerleştirimi.
- Elektrograf kayıtları kalbin iletim özelliklerini ortaya koyar.
- Paseotok protokolleri kullanılarak aritmiler indüklenebilir ve sonlandırılabilir.
- Bu yöntemle aritmojenik substratların tanımlanması sağlanır.
Sonuçlar
- Programlanmış elektrik stimülasyonu, farelerde kardiyak fonksiyonları incelemek için etkili bir yöntemdir.
- Bu teknik, aritmilerin ve altta yatan mekanizmalarının anlaşılmasına yardımcı olur.
- Gelecek araştırmalar bu bulgulara dayanarak terapötik müdahaleleri araştırabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
Programmed electrical stimulation in genetically modified mice enables precise interrogation of cardiac conduction and arrhythmia mechanisms at the preclinical stage. This approach provides high-resolution, quantitative data on electrophysiological properties, supporting mechanistic de-risking and target validation for cardiac drug discovery portfolios. Its integration into early discovery workflows enhances predictive confidence for arrhythmia liability and therapeutic hypothesis testing.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional validation of molecular targets implicated in cardiac conduction and arrhythmias.
- Supports mechanistic de-risking by quantifying inducibility and recovery parameters in disease-relevant models.
- Facilitates portfolio triage by providing robust, reproducible electrophysiological endpoints.
Screening & Assay Development
- Establishes validated in vivo systems for downstream compound screening targeting cardiac electrophysiology.
- Delivers standardized, quantitative outputs such as sinus node recovery time and refractory periods.
- Enables reproducible assessment of arrhythmia susceptibility for compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with human arrhythmia phenotypes for translational biomarker development.
- Provides continuity from molecular discovery to in vivo validation of cardiac safety and efficacy.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by quantifying arrhythmogenic potential in vivo.
Pipeline & Workflow Integration
Programmed electrical stimulation in mice bridges early discovery and preclinical validation, informing lead identification and safety assessment for cardiac programs.
- Discovery Biology: Quantifies conduction and arrhythmia phenotypes to test therapeutic hypotheses and clarify mechanistic pathways.
- Screening: Provides reproducible, quantitative readouts for arrhythmia risk and conduction parameters.
- Analytics: Enables statistical comparison of pacing thresholds, refractory periods, and arrhythmia inducibility across genotypes or treatments.
- Translational Research: Aligns in vivo findings with clinical arrhythmia endpoints for biomarker and safety translation.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, standardized platform for cardiac electrophysiology studies across multiple programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac target validation.
- Operational Value: Delivers standardized, scalable, and reproducible in vivo electrophysiology workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by de-risking cardiac liabilities early.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of cardiac assets and supports cross-program comparability.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal surgery and cardiac electrophysiology.
- Needs specialized instrumentation for intracardiac pacing and electrogram acquisition.
- Demands rigorous cross-team standardization of protocols and data analysis.
- Adaptation may be needed for different mouse strains or genetic backgrounds.
- Procedural duration and anesthesia exposure must be carefully managed to avoid confounding effects.
