Method Article
* These authors contributed equally
الهدف العام للدراسة الحالية هو تقديم تقنيات تحريض احتشاء عضلة القلب (MI) وفشل القلب بعد احتشاء عضلة القلب (ما بعد MI HF) في الخنازير الصغيرة المغلقة الصدر والبالغة غوتنغن وتوصيف نموذج ما بعد MI HF في الخنازير الصغيرة غوتنغن بالمقارنة مع الخنازير لاندراس.
تطور قصور القلب هو أقوى مؤشر على الوفيات على المدى الطويل في المرضى الذين يعيشون على احتشاء عضلة القلب الحاد (MI). هناك حاجة سريرية غير ملباة للوقاية والعلاج من قصور القلب بعد احتشاء عضلة القلب (بعد MI HF). نماذج الخنازير ذات الصلة سريريا من HF ما بعد MI هي شروط مسبقة لدراسات إثبات المفهوم النهائي قبل الدخول في التجارب السريرية في تطوير الأدوية والأجهزة الطبية.
هنا كنا نهدف إلى توصيف نموذج porcine مغلق الصدر من HF ما بعد MI في الخنازير الصغيرة غوتنغن الكبار مع متابعة طويلة الأجل بما في ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي القلب المسلسل (CMRI) ومقارنتها مع نموذج خنزير Landrace المستخدمة عادة.
تم تحريض MI عن طريق انسداد البالون داخل الألومين من الشريان التاجي الأمامي الأيسر التنازلي لمدة 120 دقيقة في الخنازير الصغيرة غوتنغن و90 دقيقة في الخنازير لاندراس، تليها إعادة التروية. تم إجراء CMRI لتقييم مورفولوجيا القلب ووظيفته عند خط الأساس في كل من السلالات وفي 3 و 6 أشهر في الخنازير الصغيرة غوتنغن وفي شهرين في الخنازير لاندرايس، على التوالي.
كانت أحجام الندبة قابلة للمقارنة في الصنفين ، ولكن MI أدت إلى انخفاض كبير في كسر طرد البطين الأيسر (LVEF) فقط في الخنازير الصغيرة غوتنغن ، في حين أن الخنازير Landrace لم تظهر انخفاضا في LVEF. زيادة جزء طرد البطين الأيمن (RV) في كلا الصنفين على الرغم من أحجام ندبة RV التي لا تذكر. على النقيض من الزيادة الكبيرة في كتلة البطين الأيسر نهاية الانبساطي (LVED) في الخنازير لاندرايس في 2 أشهر، وأظهرت الخنازير الصغيرة غوتنغن زيادة طفيفة في كتلة LVED فقط في 6 أشهر.
وباختصار، هذا هو الوصف الأول للموجات الديكامترية ما بعد MI في الخنازير الصغيرة غوتنغن بالمقارنة مع الخنازير لاندرايس، مما يدل على أن نموذج Göttingen ميني بيغ يعكس معلمات ما بعد MI HF مماثلة لعلم الأمراض البشرية. نستنتج أن نموذج Göttingen minipig متفوق على نموذج خنزير Landrace لدراسة تطوير HF ما بعد MI.
على الرغم من انخفاض معدل الوفيات الناجمة عن احتشاء عضلة القلب الحاد (MI) ، فإن حدوث قصور القلب بعد احتشاء عضلة القلب (بعد MI HF) لم يتغير بمرور الوقت1. قصور القلب (HF) هي واحدة من أقوى التوقعات للوفاة في المرضى MI2. حتى الآن، علاج التروية هو خيار العلاج الوحيد المتاح للحد من حجم احتشاء عضلة القلب والحد من خطر HFاللاحقة 3،4،5. HF ومضاعفات أخرى قد تحدث نتيجة لإصابة التروية; لذلك ، لا تزال هناك حاجة غير ملباة لتطوير علاجات القلب والصحون بعدإعادةالتروية في الوقت المناسب 6،7،8. وقد وصفت العديد من العلاجات cardioprotective فعالة حتى في النماذج الحيوانية الكبيرة، ولكن فقط تكييف نقص التروية عن بعد (RIC) ويبدو أن تحسين النتائج السريرية لما بعد MI HF في تجربة سريرية صغيرة9. ومع ذلك ، تم التشكيك في هذه النتيجة المشجعة على فعالية RIC في تجربة ذات شواهد عشوائية واحدة (CONDI-2/ERIC-PPCI) أجريت في 33 مركزا في جميع أنحاء أوروبا في مرضى STEMI ، حيث فشل RIC في تحسين النتائج السريرية10. قد تكون الأسباب المحتملة للترجمة الفاشلة للبيانات قبل السريرية هي استخدام نماذج حيوانية دون المستوى الأمثل بعد MI HF ذات الصلة السريرية المنخفضة11.
القلب والأوعية الدموية (الباثو) مورفولوجيا و (باثو) فسيولوجيا نماذج الخنازير تشبه الظروف البشرية; وبالتالي، فإنه يستخدم على نطاق واسع ومقبولة في أبحاث القلب والأوعية الدموية الترجمية12،13،14. تنتمي سلالات الخنازير المستخدمة في أبحاث القلب والأوعية الدموية إلى أنواع الخنازير المنزلية المتنوعة جدا (Sus scrofa domestica) التي تشمل الخنازير التي تختلف في الحجم والمظهر والخلفية الوراثية15و16. على الرغم من أنه تم بحث ما بعد MI HF في الخنازير على نطاق واسع ، لم يتم نشر أي دراسة بهدف توصيف ومقارنة تأثير MI على نتائج HF ما بعد MI في الخنازير لاندراس والخنازير الصغيرة غوتنغن. معدل النمو المكثف للخنازير Landrace قد تؤثر على النتائج المورفو وظيفية القلب; ومع ذلك، فإن الخنازير الصغيرة غوتنغن ذات أنماط النمو المقيدة قد تتغلب على هذه الشواغل ويمكن أن تكون بمثابة نموذج عملي للمتابعة الطويلة الأجل في تقييم HF ما بعد MI. وعلاوة على ذلك، توصي المبادئ التوجيهية بشأن أهمية الصرامة والتكرار في الدراسات قبل السريرية على حماية القلب باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي القلبي (CMRI) كنموذج ذي صلة سريريا لقياس وظيفة البطين في الخنازير12.
لتحليل الاهتمام العلمي على ما بعد MI HF في الخنازير قمنا بإجراء بحث الأدب على PubMed باستخدام سلسلة البحث التالية: "(خنزير أو خنزير أو خنزير أو porcine OR sus-scrofa OR minipig OR خنزير صغير أو خنزير مصغر أو مصغرة-خنزير أو مصغرة-الخنازير) و (infarct * OR ischem * أو ischaem * أو reperfus *) و (القلب أو كاردي * أو myocard *) و (LAD أو اليسار الأمامي * أو LCX أو اليسار circumflex أو RCA) و (فشل القلب أو لفيف أو طرد كسر أو احتشاء حجم أو احتشاء الحجم)" ووجدت أن نماذج الخنازير من نقص التروية القلبية / reperfusion تستخدم في كثير من الأحيان لدراسة MI وآخر -MI HF، ولكن فقط 17٪ (71 من أصل 425 مقالات) من الدراسات شملت الخنازير الصغيرة و 7٪ (30 من أصل 425 مقالات) تستخدم الخنازير الصغيرة غوتنغن. فقط حوالي 1٪ (5 من أصل 425) من الدراسات تستخدم الخنازير الصغيرة غوتنغن والبروتوكولات ذات الصلة سريريا مع متابعة طويلة الأجل (1-9 أشهر من التروية) وCMRI لتحليل وظيفة القلب. يسلط العدد القليل من الدراسات ذات الصلة سريريا الضوء على الفجوة التحويلية بين الأبحاث الأساسية والتجارب السريرية. ولذلك، هناك حاجة إلى توصيف شامل لنماذج HF ما بعد MI المغلقة الصدر في الخنازير الصغيرة غوتنغن والخنازير Landrace مع التقييم المتكرر لوظيفة البطين الأيسر واليمين والتشريح باستخدام CMRI خلال المتابعة على المدى الطويل. هنا كنا نهدف إلى التركيز على الجدوى التقنية والأهمية السريرية لاثنين من نماذج ما بعد MI HF لوصف البروتوكولات التجريبية الموحدة والتكرار لدراسات ما بعد MI HF التي يمكن استخدامها لتقييم الأدوية القلبية و / أو علاجات الأجهزة الطبية.
هذه الدراسة هي الأولى في الأدب لتوصيف نموذج ذات الصلة سريريا من HF ما بعد MI باستخدام الخنازير الصغيرة غوتنغن الكبار ومقارنة المعلمات الوظيفية المورفولوجية والقلبية اليسار واليمين البطين مع أن الخنازير لاندراس المراهقين.
13 أنثى صحية وناضجة جنسيا Göttingen الخنازير الصغيرة (سن بين 12 و 14 شهرا) و 10 صحية وغير ناضجة جنسيا الخنازير Landrace الإناث (سن بين 2 و 3 أشهر) تم إيواؤهم في أكشاك الخنازير مطابقة لتوصيات حجم أحدث دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية DHEW والمبادئ التوجيهية للاتحاد الأوروبي 63/2010. الحيوانات لم تكن مأجورة تم التحكم في درجة حرارة غرف الحيوانات ، وتم الاحتفاظ بالحيوانات في دورة خفيفة / مظلمة لمدة 12 ساعة وخالية من الحشرات. تغذية libitum الإعلانية يؤدي إلى زيادة الوزن العلني في كل من الخنازير الصغيرة غوتنغن والخنازير لاندرايس، وبالتالي، تم تغذية الخنازير من كل من السلالات مع نظام غذائي مقيد. تم وضع الخنازير الصغيرة غوتنغن على نظام غذائي مقيد في وقت مبكر من وصولها إلى منشأة الحيوان ولفترة الدراسة بأكملها. أعطيت خدمات النظام الغذائي الخاصة خنزير تشاو 180-220 غرام / وجبة / مرتين يوميا وفقا ل رعاية جيدة من اليغارد غوتنغن Minipigs المبدأ التوجيهي (تاريخ المراجعة: 13 مارس 2013) في أول 2 أيام. بين اليوم 3 و 12 تم تغذية الحيوانات 50٪ طعام الخنزير خدمات النظام الغذائي الخاص و 50٪ صيانة النظام الغذائي minipig. من اليوم 14 حتى نهاية الدراسة تم تغذية الحيوانات حمية صيانة ميني بيغ. تلقت الخنازير Landrace تشاو زرع الحوامل، 1.5٪ من وزن الجسم نظرا مرتين في اليوم وفقا لPIC فطام لإنهاء دليل 2008 و 2013. وتلقت جميع الحيوانات طعاما تم صرفه بشكل فردي وتم رصد تناول الطعام لتجنب المنافسة على الطعام. وتم إطعام الحيوانات التي تواجه صعوبات في التغذية بشكل فردي من قبل أفراد رعاية. تلقت جميع الحيوانات مياه الصنبور الإعلانية libitum. يظهر البروتوكول التجريبي لما بعد MI HF في الخنازير الصغيرة غوتنغن وفي الخنازير Landrace في الشكل 1.
الشكل 1. البروتوكول التجريبي لفشل القلب الناجم عن احتشاء عضلة القلب بعد احتشاء القلب في الخنازير لاندراس والخنازير الصغيرة غوتنغن. CMRI - التصوير بالرنين المغناطيسي القلبي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
1. خط الأساس CMRI
2. التطبيب المسبق، والوصول إلى الأوعية الدموية وانسداد الشريان التاجي
3. إدارة المخدرات داخل القشرة
4. إغلاق الجرح والرعاية بعد العملية الجراحية
5. ما بعد MI CMRI وتقييمها
6. الإحصاءات
وفيات
من بين 13 من الخنازير الصغيرة غوتنغن التي تعرضت لا احتشاء عضلة القلب، توفي حيوانان (15.4٪ من الوفيات)، واحد خلال الفترة الإقفارية بسبب VT لا رجعة فيه وواحد بسبب عدم التول في التروية. في الخنازير الصغيرة غوتنغن، تم إنعاش واحد بنجاح خلال نقص التروية القلبية. وكان معدل الوفيات 0٪ في الخنازير Landrace، نجا عشرة من أصل عشرة حيوانات، اثنان منهم يتطلب الإنعاش بسبب VF في الفترة الإقفارية. ولم تختلف الوفيات اختلافا كبيرا بين الصنفين.
كانت أحجام ندبة عضلة القلب قابلة للمقارنة بين الصنفين
لقياس مدى ندبة القلب نتيجة لMI، تم إجراء CMRI. كانت أحجام الندبة ودرجات باري قابلة للمقارنة بين الصنفين المقاسين في الشهر الثاني من المتابعة في خنازير لاندرايس، وفي الشهر الثالث والسادس في خنازير غوتنغن الصغيرة (الشكل 2E،F). لم تلاحظ أي اختلافات عندما كانت أحجام الندبة مرتبطة بدرجات BARI في خنازير Landrace في شهرين (0.55 ± 0.1) وفي الخنازير الصغيرة Göttingen في 3 أشهر و 6 أشهر على التوالي (0.75 ± 0.12 و 0.57 ± 0.08). تم توطين الندوب في الأجزاء الأمامية والظاهرة والعبرية والإسبقية والأبيولوجية من القلب في كلا الصنفين. ولم يتأثر الجدار الجانبي إلا بالخنازير الصغيرة غوتنغن. كان احتشاء البطين الأيمن ضئيلا ، وأثر على واحد فقط من أصل أحد عشر خنزيرا صغيرا على قيد الحياة من غوتنغن وواحدا من كل عشرة خنازير لاندرايس (2.11 ± 2.11 مقابل 0.97 ± 0.97).
كانت الزيادة في كتلة البطين الأيسر أكثر وضوحا في خنازير Landrace أثناء المتابعة
تم قياس معدل نمو القلب من قبل CMRI. وازدادت كتلة LVED في الخنازير الصغيرة غوتنغن بشكل معتدل فقط (8٪) في 6 أشهر (الشكل 3A). في المقابل ، في الخنازير Landrace ، زادت كتلة LVED بنسبة 100٪ تقريبا في شهرين(الشكل 3B).
انخفض كسر القذف البطيني الأيسر فقط في الخنازير الصغيرة غوتنغن
تم قياس LVEF ، باعتباره المعلمة الأكثر استخداما للوظيفة الانقباضية البطينية اليسرى ، بواسطة CMRI. أدى MI إلى انخفاض كبير في LVEF في الخنازير الصغيرة في 3 أشهر و 6 أشهر(الشكل 4A). في Landrace الخنازير ، LVEF لم يتغير بعد 2 أشهر(الشكل 4B).
بعد احتشاء LVESV وLVEDV زيادة كبيرة في كل من السلالات (الجدول 1). ارتفع LVESV بنسبة 69٪ و 80٪ في الخنازير الصغيرة غوتنغن بعد 3 و 6 أشهر، على التوالي، وبنسبة 80٪ في الخنازير لاندرايس بعد 2 أشهر. وأظهرت LVEDV زيادة بنسبة 28٪ بعد 3 أشهر وزيادة بنسبة 42٪ بعد 6 أشهر في الخنازير الصغيرة غوتنغن وزيادة بنسبة 82٪ في الخنازير لاندرايس بعد شهرين. LVSV من الخنازير Landrace زادت بنسبة 85٪ في 2 أشهر وLVSV من الخنازير الصغيرة غوتنغن لم زيادة كبيرة حتى في 6 أشهر.
ارتفع حجم الأذين الأيسر المفهرس إلى مساحة سطح الجسم فقط في الخنازير الصغيرة غوتنغن ، ولكن كلا السلالات تطورت وذمة رئوية بعد احتشاء عضلة القلب
من أجل مواصلة فحص علامات HF، قمنا بقياس حجم الأذين الأيسر المفهرسة إلى مساحة سطح الجسم (LAVi). LAVi بنسبة 34٪ في Göttingen الخنازير الصغيرة بعد 6 أشهر (الشكل 5A) ولم يتغير بشكل كبير في الخنازير لاندرايس بعد 2 أشهر (الشكل 5B). تظهر الصور التمثيلية تتبع الأذين الأيسر(الشكل 5C-D). وعلاوة على ذلك، تم تقييم وجود أو عدم وجود وذمة رئوية من قبل CMRI على الصور المحلية(الشكل 5E). لوحظ وذمة رئوية في كلا الصنفين نتيجة لتوقف التعويض القلبي. عشرة من أصل أحد عشر خنازير غوتنغن الصغيرة وتسعة من أصل عشرة خنازير لاندراز أظهرت علامات واضحة على وذمة رئوية.
كانت الزيادة في وزن الجسم أكثر وضوحا في الخنازير Landrace أثناء المتابعة
في Göttingen minipigs زيادة وزن الجسم كان فقط 8٪ بعد 3 أشهر و 30٪ بعد 6 أشهر (الشكل 6A)، في حين أن زيادة وزن القلب كانت مصحوبة بزيادة 100٪ تقريبا في وزن الجسم في الخنازير Landrace في 2 أشهر (الشكل 6B).
تختلف الاتجاهات في المعلمات الوظيفية القلبية بين الخنازير الصغيرة غوتنغن والخنازير Landrace
أدى انسداد الشريان التاجي إلى انخفاض كبير تقريبا في متوسط ضغط الشرايين (MAP) في الخنازير الصغيرة غوتنغن (57.9 ± 3.98 ملم زئبق مقابل. 49.89 ± 1.24 مم زئبق) وانخفضت بشكل ملحوظ في الخنازير لاندرايس (65.4 ± 5.97 ملم زئبق مقابل 45.47 ± 4.79 * ملم زئبق) في مرحلة إعادة التروية المبكرة بالمقارنة مع قيم خط الأساس (ما قبل الانحسار).
CI هو مؤشر موثوق لأداء القلب، والذي يربط CO البطين الأيسر إلى BSA. في Göttingen minipigs ، لم يتغير CI عند النقاط الزمنية المقاسة(الشكل 7A)، في حين تم اكتشاف ميل إلى الزيادة في مؤشر القلب(الشكل 7B)في Landrace pigs ).
وزادت الموارد البشرية من الخنازير الصغيرة غوتنغن بشكل ملحوظ في 3 (20٪) و6 أشهر (22٪) بعد MI مقارنة بقيم الأساس (الجدول 2).
وعلى النقيض من ذلك، لم تتغير الموارد البشرية لخنازير لاندرايس بشكل كبير خلال فترة المتابعة. في Göttingen minipigs CO أظهرت زيادة كبيرة بنسبة 32٪ فقط في 6 أشهر من المتابعة، في حين تم زيادة ثاني أكسيد الكربون بنسبة 76٪ في الخنازير لاندراس بعد 2 أشهر بسبب زيادة كبيرة في LVSV(الجدول 2). زيادة كبيرة في نسبة BSA في كلا الصنفين عند النقاط الزمنية المقاسة (الجدول 2). ارتفع BSA بنسبة 4٪ و 19٪ في الخنازير الصغيرة غوتنغن بعد 3 و 6 أشهر، على التوالي، وبنسبة 54٪ في الخنازير لاندرايس بعد 2 أشهر.
لوحظت زيادة في المعلمات المورفونية البطينية اليمنى في كل من الخنازير الصغيرة غوتنغن والخنازير لاندرايس
MI أثرت ليس فقط وظيفة البطين الأيسر، ولكن أيضا أدى إلى زيادة كبيرة من RVEF في كلا الصنفين(الشكل 8)تقاس CMRI، على الرغم من حجم ندبة البطين الأيمن لا يكاد يذكر. RVED زيادة الكتلة في الخنازير Landrace فقط (الجدول 3).
لم يتغير RVESV أثناء المتابعة في أي من السلالات. RVEDV زيادة كبيرة بنسبة 37٪ فقط في الخنازير Landrace (الجدول 3). في حين أن RVSV في الخنازير الصغيرة غوتنغن زادت بشكل كبير بنسبة 23٪ فقط بعد 6 أشهر، في الخنازير لاندرايس لوحظت زيادة كبيرة بنسبة 80٪ في RVSV في 2 أشهر.
الشكل 2. تقدير عضلة القلب في خطر على أساس BARI (تجاوز رأب الأوعية الدموية إعادة الأوعية الدموية التحقيق مؤشر خطر عضلة القلب) درجة (A-D). يتم تقسيم القيمة الإجمالية للشريان المرتبط بالحجش على مجموع القيم الإجمالية 3 لكل الشريان التاجي، والشريان التاجي الأيمن (RCA)، والشريان التاجي المحيط الأيسر (LCX)، والشريان التاجي النازل الأمامي الأيسر (LAD). أحجام ندبة البطين الأيسر في الخنازير الصغيرة غوتنغن والخنازير Landrace تقاس التصوير بالرنين المغناطيسي القلب(E). يظهر حجم الندبة كنسبة من كتلة احتشاء إلى كتلة البطين الأيسر في نهاية دياسول (LVED). BARI عشرات في الخنازير الصغيرة غوتنغن والخنازير Landrace تقاس قبل انسداد الشريان التاجي(F). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3. كتلة البطين الأيسر نهاية الانبساطي (LVED) (ز) من الخنازير الصغيرة غوتنغن (A) والخنازير لاندريس (B) تقاس بالتصوير بالرنين المغناطيسي القلب. *p<0.05 مقابل خط الأساس المقابل (التدابير المتكررة في اتجاه واحد ANOVA تليها اختبار LSD فيشر في الخنازير الصغيرة غوتنغن; يقترن تي اختبار في الخنازير لاندرايس). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4. جزء إخراج البطين الأيسر (LV) (٪) من الخنازير الصغيرة غوتنغن (A) و Landrace الخنازير (B) تقاس التصوير بالرنين المغناطيسي القلب. *p<0.05 مقابل خط الأساس المقابل (التدابير المتكررة في اتجاه واحد ANOVA تليها اختبار LSD فيشر في الخنازير الصغيرة غوتنغن; يقترن تي اختبار في الخنازير لاندرايس). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
المعلمة المقاسة | غوتنغن ميني بيغز | خنازير سباق الأراضي | |||
الاساس | 3 أشهر | 6 أشهر | الاساس | شهران | |
LVESV [مل] | 25.77 ± 1.73 | 43.65 ± 4.53* | 46.28 ± 4.35* | 54.59 ± 2.00 | 98.26 ± 8.60* |
LVEDV [مل] | 55.49 ± 3.14 | 71.08 ± 5.25* | 78.81 ± 5.46* | 93.99 ± 3.85 | 171.20 ± 11.50* |
LVSV [مل] | 29.71 ± 1.65 | 27.44 ± 1.97 | 32.52 ± 2.37 | 39.40 ± 3.05 | 72.94 ± 3.99* |
الجدول 1 - الجداول حجم البطين الأيسر نهاية الانقباضي (LVESV)، والبطين الأيسر نهاية الانبساطي حجم (LVEDV)، وحجم السكتة الدماغية البطين الأيسر (LVSV) في النقاط الزمنية المقاسة في الخنازير لاندراس والخنازير الصغيرة غوتنغن. *p<0.05 مقابل خط الأساس المقابل (التدابير المتكررة في اتجاه واحد ANOVA تليها اختبار LSD فيشر في الخنازير الصغيرة غوتنغن; يقترن تي اختبار في الخنازير لاندرايس).
الشكل 5. حجم الأذين الأيسر المفهرس إلى مساحة سطح الجسم (LAVi) في mL/m2 في الخنازير الصغيرة غوتنغن (A) والخنازير لاندرايس (B) تقاس بالتصوير بالرنين المغناطيسي القلب. صور تمثيلية لمجلدات الأذين الأيسر، تم إجراء عمليات تتبع على الصور السينية من غرفتين (C) وأربع غرف (D). تظهر الأسهم البيضاء وجود وذمة رئوية على صورة المترجم التمثيلي (E). *p<0.05 مقابل خط الأساس المقابل (اختبار t المقترن في الخنازير الصغيرة غوتنغن وخنازير لاندرايس). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6. وزن الجسم (كجم) من الخنازير الصغيرة غوتنغن (A) والخنازير لاندرايس (B). *p<0.05 مقابل خط الأساس المقابل (التدابير المتكررة في اتجاه واحد ANOVA تليها اختبار LSD فيشر في الخنازير الصغيرة غوتنغن; يقترن تي اختبار في الخنازير لاندرايس). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 7. مؤشرات القلب البطيني الأيسر (LV) (L/min/m2)من الخنازير الصغيرة غوتنغن (A) والخنازير لاندرايس (B). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
المعلمة المقاسة | غوتنغن ميني بيغز | خنازير سباق الأراضي | |||
الاساس | 3 أشهر | 6 أشهر | الاساس | شهران | |
الموارد البشرية [1/دقيقة] | 79.64 ± 4.03 | 95.55 ± 5.34* | 97.00 ± 4.46* | 93.44 ± 2.73 | 88.00 ± 2.52 |
CO [L/min] | 2.37 ± 0.16 | 2.58 ± 0.20 | 3.12 ± 0.24* | 3.65 ± 0.25 | 6.41 ± 0.39* |
BSA [م2] | 0.70 ± 0.01 | 0.73 ± 0.01* | 0.83 ± 0.03* | 0.70 ± 0.01 | 1.08 ± 0.03* |
الجدول 2 - الأرباح معدل ضربات القلب (HR)، خرج القلب (CO)، ومساحة سطح الجسم (BSA) من الخنازير الصغيرة غوتنغن والخنازير Landrace. *p<0.05 مقابل خط الأساس المقابل (التدابير المتكررة في اتجاه واحد ANOVA تليها اختبار LSD فيشر في الخنازير الصغيرة غوتنغن; يقترن تي اختبار في الخنازير لاندرايس).
الشكل 8. كسور القذف البطيني الأيمن (٪) من الخنازير الصغيرة غوتنغن (A)، والخنازير لاندرايس (B). *p<0.05 مقابل خط الأساس المقابل (التدابير المتكررة في اتجاه واحد ANOVA تليها اختبار LSD فيشر في الخنازير الصغيرة غوتنغن; يقترن تي اختبار في الخنازير لاندرايس). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
المعلمة المقاسة | غوتنغن ميني بيغز | خنازير سباق الأراضي | |||
الاساس | 3 أشهر | 6 أشهر | الاساس | شهران | |
كتلة RVED [ز] | 8.64 ± 0.68 | 8.98 ± 0.76 | 7.94 ± 0.77 | 16.49 ± 0.90 | 23.61 ± 1.40* |
RVESV [مل] | 18.27 ± 1.47 | 16.91 ± 1.80 | 14.57 ± 1.02 | 43.59 ± 3.68 | 42.65 ± 2.37 |
RVEDV [مل] | 44.16 ± 2.61 | 42.14 ± 2.83 | 46.27 ± 3.45 | 83.03 ± 3.42 | 113.72 ± 5.12* |
RVSV [مل] | 25.82 ± 1.72 | 25.25 ± 1.67 | 31.71 ± 2.99* | 39.44 ± 3.52 | 71.06 ± 3.38* |
الجدول 3- الجداول كتلة البطين الأيمن نهاية الانبساطي (RVED) ، وحجم البطين الأيمن نهاية الانقباضي (RVESV) ، وحجم البطين الأيمن نهاية الانبساطي (RVEDV) ، وحجم السكتة الدماغية البطينية اليمنى (RVSV) في الخنازير الصغيرة غوتنغن والخنازير لاندراس. *p<0.05 مقابل خط الأساس المقابل (التدابير المتكررة في اتجاه واحد ANOVA تليها اختبار LSD فيشر في الخنازير الصغيرة غوتنغن; يقترن تي اختبار في الخنازير لاندرايس).
هنا وصفنا بروتوكول مفصل يسلط الضوء على الخطوات الحاسمة لتقنية تحريض MI الحادة وتقييم HF ما بعد MI في نموذج مغلق الصدر من الخنازير الصغيرة غوتنغن الكبار. كما وصفنا طريقة إدارة الأدوية داخل القشرة ، وتسجيل BARI ، وأبلغنا عن تغييرات وظيفية في القلب البطيني الأيسر والأيسر في نموذج HF ما بعد MI. هذا هو الوصف الأول للموجات الديكامترية ما بعد MI في الخنازير الصغيرة غوتنغن بالمقارنة مع الخنازير لاندرايس، مما يدل على أن نموذج Göttingen ميني بيغ يعكس معلمات ما بعد MI HF مماثلة للبشر. نستنتج أن نموذج Göttingen minipig متفوق على خنزير Landrace لمتابعة تطور ما بعد MI HF. نماذج الخنازير ذات الصلة سريريا لما بعد MI HF هي متطلبات مسبقة لدراسات إثبات المفهوم النهائي قبل الدخول في التجارب السريرية في معظم مشاريع تطوير أدوية القلب والأوعية الدموية والأجهزة الطبية6و7و12. في الواقع ، تشبه نماذج الخنازير البشر في التشريح وعلم وظائف الأعضاء والخصائص الكيميائية الحيوية على وجه الخصوص في مجال أبحاث MI لأنها تطور احتشاءات عبر الجدارية بسبب عدم وجود تغلغل جانبي14. ولذلك، يمكن أن تكون نماذج الخنازير بمثابة نماذج لتحليل علاجات القلب والاستئصال وآلياتها24،25،26،27،28،29.
هنا وجدنا أنه على الرغم من أحجام ندبة متساوية، ومعدلات الوفيات، ودرجات باري في اثنين من السلالات، لوحظ ضعف البطين الأيسر تتميز انخفاض LVEF فقط في الخنازير الصغيرة غوتنغن. هنا لاحظنا 15.4٪ وفيات حادة في الخنازير الصغيرة غوتنغن وعدم وجود وفيات في فترة المتابعة، وهذا الأخير مماثل لتلك الموجودة في الدراسات السريرية. في الواقع، وجد تحليل تلوي على مستوى المريض من 10 تجارب سريرية عشوائية أن كابلان ماير يقدر معدل 1 سنة من الوفيات لجميع الأسباب كان منخفضا إلى 2.2٪ بعد احتشاء عضلة القلب30. أحجام الندبة المبلغ عنها هنا مماثلة لتلك الموجودة في التجارب السريرية. في التجارب السريرية التي أجراها لونبورغ وآخرون وستون وآخرون في المرضى الذين بقوا على قيد الحياة ST-ارتفاع احتشاء عضلة القلب أحجام ندبة متوسط, تقاس كنسبة مئوية من كتلة عضلة القلب البطين الأيسر كانت 9.5٪ و 17.9٪ على التوالي30,31. وعلاوة على ذلك، تتفق أحجام الندبة في هذه الدراسة مع تلك الواردة في المنشورات السابقة في خنازير غوتنغن الصغيرة (12-25 في المائة)32,33,34,35,36,37 وفي الخنازير لاندرايس (14-18٪)38,39,40. النتيجة الحالية على خط الأساس LVEF في الخنازير Landrace وفقا للبيانات التي أبلغ عنها آخرون في الخنازير الكبيرة13,41,42. هذه القيم في الخنازير الكبيرة هي أصغر بالمقارنة مع النطاقات المرجعية LVEF الإنسان صحية (58-61٪)43 وقيم خط الأساس (ما قبل احتشاء) في خنازير غوتنغن الصغيرة (55-73٪)33,44,45. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن معظم المنشورات هي وحدها التي يتم الإبلاغ عن بيانات ما بعد احتشاء LVEF أو تغييرات دلتا46,47,48,49,50. وفقا للنتائج الحالية، أظهرت الدراسات السابقة إما بعد MI HF الناجمة عن انسداد LAD 45 إلى 90 دقيقة تليها إعادة التروية أو انسداد LAD الدائم إما عدم وجود انخفاض أو انخفاض متواضع في LVEF في Landrace أو يوركشاير الخنازير بعد 4-6 أسابيع متابعة بالمقارنة مع خط الأساس (ما قبل احتشاء) LVEF51,52,53. ومع ذلك، قارن شوليري وآخرون المعلمات المورفو وظيفية بين الخنازير الصغيرة غوتنغن والخنازير يوركشاير ووجدت أن كلا السلالات أظهرت انخفاضا من LVEF 8 أسابيع بعد تحريض MI من قبل 120 إلى 150 دقيقة LAD انسداد-إعادة التروية; ومع ذلك ، لم يتم الإبلاغ عن قيم LVEF الأساسية في الخنازير يوركشاير54. في تجارب أخرى في الخنازير الإناث داللاند Landrace بعد MI إعادة عرض السلبية كان الناجمة عن 90 دقيقة LAD الانسداد، ومع ذلك، لم يتم الإبلاغ عن LVEF بعد 4 أسابيع من المتابعة55. على النقيض من النتائج التي توصلنا إليها ، في دراسة أجراها دي جونغ وآخرون ، انخفض LVEF بشكل ملحوظ في خنازير Landrace التي تعرضت لانسداد LAD مفتوح الصدر وتبعتها متابعة لمدة 12 أسبوعا56. يمكن أن يعزى هذا الفرق إلى فترة نقص التروية أطول بكثير (150 دقيقة)، مما أدى إلى حجم أكبر احتشاء (23.4 ± 2.1٪ من LV). في مكان آخر ، أدى انسداد الصدر المغلق لمدة 120 دقيقة من الشريان التاجي المحيط الأيسر (LCX) في خنازير Landrace الألمانية إلى انخفاض كبير في LVEF بعد ثمانية أسابيع من التروية ، مما يشير إلى أن الموقع المختلف ل MI قد يؤثر أيضا على وظيفة البطين الأيسر العالمية57. تتسق النتائج الحالية التي توصلنا إليها مع النتائج الأخرى التي تظهر انخفاضا كبيرا في LVEF في HF ما بعد MI في الخنازير الصغيرة Göttingen بعد متابعة طويلة الأجل33,44,45.
الحد من LVEF في الخنازير الصغيرة غوتنغن التالية MI يتفق مع البيانات السريرية التي تظهر خلل القلب نتيجة لإعادة عرض البطين في المرضى بعد AMI58. في الختام ، تحاكي الخنازير الصغيرة Göttingen بشكل أفضل الظروف البشرية ، لأن LVEF قبل احتشاء ، وحجم الندبة ، وLVEF بعد احتشاء ، والوفيات كلها مماثلة لهذه المعلمات الموجودة في البشر.
هنا لاحظنا زيادة بنسبة 8٪ في كتلة LVED بعد ستة أشهر في الخنازير الصغيرة غوتنغن وأعلى بشكل ملحوظ (97٪) زيادة في الجماهير LVED في الخنازير Landrace بعد شهرين. تم الإبلاغ عن بيانات مماثلة من قبل شوليري وآخرون في خنازير يوركشاير، حيث لوحظت زيادة بنسبة 40٪ في وزن القلب بعد شهرين. في المقابل، في تجارب أخرى من مغلق الصدر بعد MI HF في الخنازير الصغيرة غوتنغن لوحظت أي تغييرات كبيرة في كتل البطين الأيسر33،44. لذلك ، يمكن أن تعزى الاختلافات بين الصنفين فيما يتعلق ب LVEF إلى معدل نمو القلب المكثف في خنازير Landrace وبالتالي تغيير إعادة عرض القلب.
في البيئات السريرية ، إلى جانب LVEF ، يوفر حجم البطين الأيسر رؤية قيمة في التكهن على المدى الطويل ومعدل الوفيات في مرضى ما بعد MI59. LVESV هو المحدد الرئيسي لكل من الوفيات المبكرة والمتأخرة في المرضى بعد AMI60،61. هنا أظهرنا أن حجم البطين الذي قيمه CMRI زاد بشكل كبير في كلا الصنفين. إعادة عرض ما بعد MI تسبب في زيادة أكثر وضوحا في LVESV مما كانت عليه في LVEDV في الخنازير الصغيرة غوتنغن، في حين تم زيادة كل من LVESV وLVEDV بمعدل مماثل في الخنازير لاندرايس. ونتيجة لذلك، انخفض جزء القذف البطيني الأيسر (LVEF) بشكل كبير في 3 و 6 أشهر فقط في الخنازير الصغيرة غوتنغن ولكن ليس في الخنازير لاندريس بعد 2 أشهر. يجب تفسير هذه النتائج بحذر في خنازير لاندرايس ، حيث ترتبط زيادة LVESV و LVEDV و LVSV (محسوبة على أنها الفرق بين LVESV و LVEDV) على الأرجح بزيادة مكثفة في كتلة القلب. زيادة LVESV وLVEDV تتفق مع البيانات السريرية للمرضى الذين يعانون من ما بعد MI HF62,63,64. وعلاوة على ذلك، تم تعريف إعادة عرض البطين الأيسر السلبية كزيادة بنسبة 15٪ أو أكثر في LVEDV في الدراسات السريرية65،66 ووجدنا هنا زيادة بنسبة 28٪ بعد 3 أشهر وزيادة بنسبة 42٪ بعد 6 أشهر في LVEDV في Göttingen minipigs تظهر إعادة عرض سلبية ذات صلة سريريا. بالإضافة إلى ذلك ، هنا أظهرنا أن LAVi زادت فقط في الخنازير الصغيرة غوتنغن ، ولكن ليس في الخنازير Landrace. زيادة حجم الأذين الأيسر هو تغيير هيكلي رئيسي إضافي في سياق HF وهو مؤشر مستقل للوفاة ودخول المستشفى HF في المرضى الذين بقوا على قيد الحياة MI67.
نادرا ما تتم دراسة وظيفة البطين الأيمن في نماذج ما بعد MI HF. هنا وجدنا أن جزء القذف البطيني الأيمن زاد في كلا الصنفين. على الرغم من أن RV لم تشارك عمليا في نخر عضلة القلب, RVEF زيادة كبيرة في كل من السلالات مما يدل على حجم RV الزائد وبالتالي الخلل البطيني الأيسر. وبالمثل، أظهرت دراسة سريرية تضم 2008 من المرضى الذين يعانون من HF الانقباضي المزمن أن 733 مريضا (37٪) من المرضى الذين يعانون من HF المزمنة أظهرت أن 733 مريضا (37٪) من المرضى الذين يعانون من متلازمة نقص المناعة/الإيدز(10). ينتمي إلى فئة وظيفة البطين الأيمن العادي مع RVEF≥40٪68.
في الختام، أظهرنا هنا أن نموذج Göttingen minipig الكبار مع متابعة طويلة الأجل يحاكي المعلمات الوظيفية والمورفولوجية لما بعد MI HF مماثلة للبشر. تظهر بياناتنا الحالية أيضا أن خنازير Landrace غير مناسبة لتقييم HF ما بعد MI ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى عواقب الزيادة السريعة في وزن الجسم والقلب التي لا تسمح بالمتابعة على المدى الطويل وتتداخل مع أمراض ما بعد MI HF. قد تكون الخنازير Landrace مناسبة لتقييم عواقب احتشاء عضلة القلب الحاد. سيكون الوصف الشامل الحالي لنماذج احتشاء الصدر المغلق في لاندراس وGöttingen minipigs مفيدا لاختيار النماذج الحيوانية الكبيرة المثلى لدراسة HF ما بعد MI وتطوير علاجات جديدة ضد هذا المرض.
القيود
تم إجراء التجربة الحالية فقط في الخنازير الإناث، وبالتالي، فإن التأثير المحتمل للجنسين مختلفة على ما بعد MI HF لا يزال غير معروف في هذه النماذج69. تم تقييم علامات HF من قبل CMRI، وفقا لتوصيات من المبادئ التوجيهية الأخيرة حول أهمية الصرامة والاستنساخ في الدراسات قبل السريرية على cardioprotection12. ومع ذلك ، فإن استخدام الذبحة الأكثر استهدافا لطائرات التصوير CMRI والتسلسل الأكثر استهدافا قد يؤدي إلى تقدير أفضل لأحجام الأذين الأيسر ، والوذمة الرئوية. على الرغم من أننا لم نقيس المؤشرات الحيوية والعلامات النسيجية لمرحلة ما بعد MI HF في هذه الدراسة ، فإن هذه النماذج مناسبة لتحليل أي علامات بيولوجية منذ توافر عينات البلازما والأنسجة. نظرا للحساسية المختلفة للسلالات 2 لإصابة نقص التروية / التروية ، تم اختيار فترات مختلفة من الانسدادات التاجية هنا التي قد تحد من مقارنة النموذجين ، ومع ذلك ، من خلال هذا النهج حققنا حجم احتشاء مماثل. كان وقت المتابعة في السلالات 2 مختلفة كما هو الحال في الخنازير Landrace فقط 2 أشهر يمكن تحقيق وقت المتابعة لأسباب فنية، أي الزيادة السريعة في وزن الجسم الذي يظهر قيدا كبيرا من نموذج لاندراس. وهناك قيد آخر هو عدم وجود عوامل خطر مختلفة والأمراض المشتركة، وبالتالي فإن النماذج الحيوانية الكبيرة الحالية لا تحاكي تماما الوضع السريري من حيث وجود عوامل خطر متعددة بما في ذلك المراضة المشتركة وأدويتها. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، لا توجد نماذج حيوانية كبيرة ثابتة مع bidities متعددة للاستخدام الروتيني. لا يمكن تشغيل هذه النماذج الحيوانية الكبيرة لتحليل الوفيات لأسباب أخلاقية حيوانية وارتفاع تكلفة هذه الدراسات.
PF هو المؤسس والرئيس التنفيذي لمجموعة فارماهونغاري، وهي مجموعة من شركات البحث والتطوير
تم تمويل هذه الدراسة من قبل شركة كوارك للأدوية حيث تعمل شركة S.A. و E.F. ودعم هذه الدراسة أيضا المكتب الوطني للبحوث والتنمية والابتكار في هنغاريا؛ NVKP-16-1-2016-0017 برنامج القلب الوطني)، وبرنامج التميز المؤسسي للتعليم العالي التابع لوزارة القدرات البشرية في المجر، في إطار البرنامج المواضيعي للتنمية العلاجية لجامعة سيملويس. GB.B. تم دعمها من قبل EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00009 ومنحة Gedeon Richter Plc. 11- وتحظى Z.G. بدعم من منحة دراسية بحثية من معهد يانوس بولياي التابع للأكاديمية الهنغارية للعلوم، وبرنامج التميز الوطني الجديد ÚNKP-19-4 التابع لوزارة القدرات البشرية.
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 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved