Method Article
* Estos autores han contribuido por igual
Este protocolo describe el modelo porcino infarto de miocardio (IM) con un 90 min a tórax cerrado oclusión coronaria con balón de la arteria descendente anterior izquierda (LAD), seguido de reperfusión. Por otra parte, el protocolo para varios parámetros de resultado, como la función cardiaca, hemodinámica, la resistencia microvascular, y el tamaño del infarto, también se presentan.
Introducción de la terapéutica cardiovascular recién descubiertos en los ensayos de primera en-hombre depende de un plan de trabajo ético y jurídico estrictamente regulado. Un requisito importante es una buena comprensión de todos los aspectos de seguridad y eficacia obtenidos en un modelo animal de gran tamaño que válidamente refleja el escenario humano de infarto de miocardio (IM). Los cerdos son ampliamente utilizados en este respecto, ya que su tamaño cardiaco, la hemodinámica, y la anatomía coronaria están cerca de la de los humanos. A continuación, presentamos un protocolo eficaz para utilizar el modelo MI porcina utilizando un tórax cerrado oclusión coronaria con balón de la arteria descendente anterior izquierda (LAD), seguido de reperfusión. Este enfoque se basa en 90 min de isquemia miocárdica, la inducción de gran miocardio del ventrículo izquierdo de la anterior, septal y paredes inferoseptal. Por otra parte, se presentan los protocolos para diferentes medidas de resultado que proporcionan una amplia gama de información sobre el corazón, como la cardiaca sistólica y diastólica, hemodynamics, la velocidad del flujo coronario, la resistencia microvascular, y el tamaño del infarto. Este protocolo se puede adaptar fácilmente para satisfacer los requisitos específicos de estudio para la validación de nuevos productos biológicos cardioregenerative en diferentes etapas (es decir, inmediatamente después de la lesión isquémica aguda, en el entorno subaguda o incluso en el MI crónica vez la formación de cicatrices se ha completado). Por tanto, este modelo proporciona una herramienta útil para el estudio de la traducción MI, remodelado adverso posterior, y el potencial de los agentes cardioregenerative novedosos.
El infarto agudo de miocardio (IAM) y sus secuelas a largo plazo como la insuficiencia cardíaca crónica (ICC) afectan profundamente el pronóstico y la calidad de vida del paciente, por no hablar de las restricciones impuestas a los altos costos de nuestros recursos sanitarios disponibles 1. La prevalencia de ICC en el mundo occidental se estima en 1.2%, de los cuales ~ 60% de los casos son consecuencia de IAM como causa primaria 2. Sólo en los EE.UU., alrededor de 5,7 millones de pacientes sufren de CHF que representa aproximadamente $ 30 mil millones en costos anuales de atención médica en el año 2008, con un triplicado predicho en los costos se elevan a $ 97 mil millones al año en 2030 1. Tomados en conjunto, estos números tienen un fuerte argumento a favor de la desarrollo de nuevos tratamientos cardioregenerative que, para la traducción rápida, se basan en un modelo animal de gran tamaño reproducible y fiable infarto de miocardio que imita con precisión el escenario humano.
Los cerdos (Sus scrofa) se utilizan cada vez en cardiovascuinvestigación lar para las pruebas farmacológicas y toxicológicas 3. Uno de los rasgos responsables de este éxito como herramienta de investigación translacional es su similitud en la función cardíaca y la anatomía con el corazón humano de 4,5. Por ejemplo, la relación de cerdo de corazón a peso corporal, el tamaño cardíaco y distribución de la anatomía de las arterias coronarias han demostrado ser muy similar al hombre 4. Por otra parte, se ha informado de metabolismo de los cardiomiocitos, las propiedades electrofisiológicas y respuesta a un insulto isquémico, tales como IAM para mostrar altos niveles de acuerdo con la situación humana 6,7. En última instancia, para cumplir con los criterios anteriormente descritos, un MI-protocolo estandarizado que produce robusto y sostenible MI para el ensayo de nuevos fármacos en investigación (IND) es necesario. A continuación, presentamos un modelo de este tipo estandarizado que utiliza un 90 min a tórax cerrado oclusión coronaria con balón de la arteria descendente anterior izquierda (LAD), seguido de reperfusión, creando así el infarto reproducible enmiocardio que cubre el anteroapical, septal y paredes inferoseptal del ventrículo izquierdo.
Todos los experimentos in vivo se realizaron de conformidad con la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio elaborados por el Instituto de Recursos Animales de Laboratorio. Los experimentos fueron aprobados por el Comité de Experimentación Animal local.
1. Los medicamentos, anestesia, acceso venoso, y la intubación
2. Ecocardiografía transtorácica
3. Quirúrgica Acceso Preparación y Vascular
4. Presión Invasiva Análisis del bucle de volumen
5. Intracoronaria de presión y medida del caudal
6. Inducción de MI
Terminando el procedimiento quirúrgico (para seguimiento a largo plazo)
7. Imagen de Resonancia Magnética Cardiaca
8. Final del Estudio y tamaño del infarto
Mortalidad y tamaño del infarto
En nuestro centro, de 32 cerdos (Mujer Dalland Landrace, 6 meses de edad, ~ 70 kg) que fueron sometidos a este protocolo MI, cinco (15,6%) fallecieron debido a la fibrilación ventricular refractaria durante la isquemia. Este protocolo crea un infarto que cubre aproximadamente el 10-15% del ventrículo izquierdo, situado en el anteroseptal, septal y paredes inferoseptal (Figura 2A). Si se justifica la evaluación no invasiva de serie del tamaño del infarto, realce tardío de gadolinio (RTG) en CMR se puede utilizar para seguir el área de infarto no viable con el tiempo (Figura 2B).
La función cardiaca y Remodelación
Cuatro semanas después de MI, los parámetros globales y regionales que reflejan la función cardíaca deben ser disminuidos en comparación con los valores basales saludables. Específicamente, la fracción de eyección del VI (FEVI) debería disminuir a aproximadamente ~ 35-45% las cuatro semanas después-MI. Además de la función sistólica global,varios parámetros que reflejan post-IM remodelado adverso también se pueden medir, tales como LV morfología y diámetros con CMR y la ecocardiografía (Figuras 3A y 3B). Cuatro semanas después de un IM, un aumento de volumen diastólico final (EDV) como un signo de remodelado adverso se puede esperar (figuras 3A y 3B).
Parámetros de flujo y de presión coronarias
La angiogénesis y la formación de nuevos capilares a menudo son considerados como objetivos importantes del tratamiento en la enfermedad isquémica del corazón 8. Evaluación de la resistencia microvascular puede basarse indirectamente en la medición combinada de la presión intracoronaria y la velocidad del flujo. Se muestra la presión Representante y medición de la velocidad de flujo en condiciones e hiperemia máxima normal en la figura 4. Cuatro semanas después de MI, la resistencia microvascular hiperémica debe aumentar en la arteria coronaria relacionada con el infarto (LAD) en comparacióncon la situación inicial 8.
. Figura 1 modelo MI basa en la oclusión con balón LAD (A) equipo quirúrgico estándar con:. 1) pinzas de toallas; 2) los mosquitos; 3) pinzas de disección; 4) recipiente redondo; 5) los titulares de aguja (fina y rugosa); 6) Klinkenberg tijera; 7) tijeras de disección (recto y curvo); 9) pinzas (De-Bakey, fina y rugosa); 10) abrazadera de la manguera; 11) pinza de anastomosis; 12) gasas; 13) el lápiz electro; 14) Soporte de bisturí; 15) Dreesman (succión); 16) de retracción; 17) los portalámparas. (B) anterior izquierda vista fluoroscópica oblicua de la LAD y LCX. (C) Después de visualizar la segunda rama diagonal, coloque los dos marcadores radiopacos (ver recuadro, puntas de flecha negras) del balón justo distal del D2. Inflatcorreo y asegúrese de que el flujo sanguíneo coronario se bloquea con éxito mediante la inyección de contraste (ver asterisco). Plomo desfibrilador intracardíaco se puede ver en el ventrículo derecho (ver la punta de flecha blanca). LAD denota arteria descendente anterior; LCX denota la arteria circunfleja izquierda; LAO denota oblicua anterior izquierda; AP denota anterior vista posterior; D1 denota primera rama diagonal; D2 denota segunda rama diagonal. Haz clic aquí para ver la imagen más grande.
Figura 2. El tamaño del infarto después de un IM. (A) La oclusión con balón de 90 min de la DA lleva a daño extenso del miocardio y la formación de cicatrices (color blanco), visualizado por tinción TTC a 1 mes de seguimiento.(B) la distribución del infarto Esquema muestra que el infarto se encuentra en la parte anterior, los segmentos anteroseptal y inferoseptal del corazón. (C, D) mejoradas de eje corto y largo tardía de gadolinio imágenes CMR muestran la extensa cicatriz del infarto (señal blanca, ver puntas de flecha negras) localizada en la zona anterior, los segmentos anteroseptal y inferoseptal del corazón. LGE-CMR denota tarde gadolinio resonancia magnética cardiaca. La barra de escala indica 3 cm. Haga clic aquí para ver la imagen más grande.
Figura 3. Evaluación de la función cardiaca en modelos de isquemia MI. (A) Representante CMR imágenes cine-loop al final de diástole y sístole final que presentan un deterioro funcional de la infsegmentos de la cicatriz del CRAT. (B) Imagen M-Modo de 2D eje largo paraesternal por ecocardiografía, que muestra dilatación del ventrículo izquierdo (aumento de LVIDd) 1 mes después de un IM, así como el deterioro funcional (ausencia de engrosamiento septal). EDV denota el volumen diastólico final; ESV denota el volumen sistólico final; LVIDd denota ventricular izquierda diámetro interno en la diástole y LVIDs denota diámetro interno del ventrículo izquierdo en sístole. Haga clic aquí para ver la imagen más grande.
Figura 4. Intracoronaria de presión y velocidad de flujo derivado parámetros. Presión intracoronaria y grabaciones de velocidad de flujo utilizando el Combowire mostrando valores (A) de referencia anteriores al MI con altos response hiperemia (punta de flecha negro). (B) 1 mes después de un IM, la arteria del infarto (LAD) tiene una respuesta hiperémica disminución en la velocidad de flujo coronario (puntas de flecha negras). Como resultado, la presión y la velocidad del flujo se reducen parámetros derivados (HMR) o el flujo de reserva de velocidad (CFR) en comparación con la línea base. BAPV denota la velocidad pico media basal; pAPV denota la velocidad pico pico promedio; CFR denota la reserva de flujo coronario; HMR denota resistencia microvascular hiperémica. Haga clic aquí para ver la imagen más grande.
Figura 5. Presentación de las diferentes diseños de estudio. (A) Esquema de varios posibles diseños de estudios para validar los nuevos fármacos en investigación(IND) en diversas etapas de MI que utilizan este modelo de cerdo LAD MI. Dependiendo de la fase elegida de MI que se encuentra bajo investigación, el análisis funcional puede realizarse justo antes de la asignación al tratamiento como el valor de la línea de base y la evaluación de la zona de riesgo. Haz clic aquí para ver la imagen más grande.
Oclusión con balón intracoronario de la LAD proporciona un modelo preclínico MI reproducible y consistente en los cerdos que se puede utilizar para investigar la seguridad y la eficacia de nuevas terapias cardiovasculares que imita estrechamente la situación humana. Como se muestra en la Figura 5, el modelo de infarto de isquemia / reperfusión presentado proporciona la plataforma que se puede adaptar aún más para investigar diferentes fases de MI y la remodelación post-IM, mientras que la lesión inicial isquemia / reperfusión es idéntico para ambos.
El éxito del protocolo descrito aquí descrito depende de la isquemia miocárdica como la fase más crítica del protocolo. La correcta colocación del globo distal a la segunda rama diagonal de la LAD es crucial para alcanzar el tamaño del infarto adecuada garantizando al mismo tiempo una alta tasa de supervivencia. Sobre la base de este modelo MI, se observó un ~ 15% la tasa de mortalidad, mientras extensa segmentos medio y apical del anterior, septal y de inferior calidado paredes estaban infartado como se ve en la CMR y la tinción TTC (Figuras 2A y 2B). La duración de la isquemia se puede adaptar de acuerdo con el tamaño del infarto deseada. Aunque hemos utilizado los cerdos Landrace en este protocolo, cerdos enanos (es decir, cerdos minipigs Göttingen) por lo general requieren mayor duración de la isquemia miocárdica (por ejemplo, 150 min oclusión).
Resultados de análisis en los estudios preclínicos y clínicos MI se basa a menudo en la FEVI. Aunque menor FEVI ha sido firmemente asociado con un mayor riesgo de mortalidad cardiovascular, que sigue dependiendo de los parámetros hemodinámicos como la precarga 9. Podría decirse que, dado que en promedio se infartado sólo el 10-15% de la LV, varias limitaciones conceptuales y prácticas están relacionadas con FEVI ser una medida global de la función sistólica del VI en lugar de reflejar la mejora local de 10. Por lo tanto, las medidas propuestas de resultado utilizada en este modelo arrojan luz sobre diferentes aspectos de la MI y post-MI remodelación proporcionando así a los investigadores los medios para evaluar con precisión la eficacia de las nuevas terapias en varios niveles.
Para optimizar la traducción de los modelos preclínicos para la práctica clínica, elegimos utilizar grandes cerdos en lugar de cerdos enanos. Mediciones hemodinámicas, las dosis de medicamentos y dispositivos quirúrgicos pueden ser fácilmente intercambiados con la práctica clínica. En comparación con los cerdos enanos, cerdos grandes ganan relativamente mucho peso. Esto puede causar un problema en el largo plazo de seguimiento, con respecto a la comparabilidad de los resultados de serie. Femenino cerdos Landrace Dalland pesan aproximadamente 70 kg a una edad de 6 meses. Para evitar el aumento de peso abundantes durante el periodo de seguimiento, los animales se mantienen en una dieta restringida. Los cerdos reciben 750 g de encargo alimento bajo en calorías (que contiene: proteínas 15,6%, grasa 2.0%, las fibras de 14,8%, cenizas 8,8%, 0,9% de calcio, fósforo 0,57%, magnesio 0,29%, y el potasio 0,18%) dos veces al día y ganar alrededor de 10 kg de peso en 4 semanas.
e_content "> McCall y colaboradores han publicado previamente un protocolo similar para el infarto de miocardio en los cerdos 11. existe solapamiento considerable entre este protocolo y la de ellos, haciendo hincapié en la preferencia por la DA en lugar de la arteria circunfleja izquierda (LCX) o de la arteria coronaria derecha (RCA ). En nuestra experiencia, hay una menor medida, del tamaño del infarto del ventrículo total de izquierda usando la LCX mientras que el infarto de RCA se acompaña con una mayor probabilidad de trastornos de la conducción no deseados (es decir, disfunción del nodo sinusal, disfunción nódulo AV). Una diferencia entre los dos protocolos se refiere al uso de una mayor inhibición plaquetaria farmacológico en este protocolo, como hemos observado tasas más altas de no reflujo en base a la formación de trombos, como resultado de 90 min de la hemostasia en la arteria coronaria ocluida. Esta observación está en consonancia con hipercoagulabilidad conocido observó en los cerdos 12. Aunque McCall propuso la utilización de un solo, a dosis altas, en bolo de heparina, thiprotocolo de s se basa en el uso de heparina en múltiples dosis más bajas repartidas durante toda la cirugía para minimizar las complicaciones trombóticas.En resumen, presentamos un modelo MI porcino que permite a los investigadores a hacer uso de un modelo de gran práctica efectiva, reproducible y sobre todo animal de la enfermedad humana para estudiar nuevas terapias como un paso esencial hacia un primer ensayo clínico en humanos.
Este trabajo fue apoyado por el HGG Group BV (SK), el "Wijnand M. Pon Stichting" (CS, SK). Esta investigación forma parte del Proyecto P1.04 SMARTCARE del Biomédica Materiales instituto, cofinanciado por el Ministerio holandés de Asuntos Económicos, Agricultura e Innovación (SJL, JG). Todos los autores han informado de que no tienen relaciones a revelar.
Cees Verlaan, Joyce Visser, Merel Schurink, y Grace Croft son amablemente reconocidos por su excelente asistencia técnica con los experimentos con animales.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% Saline | Braun | ||
6-0 Prolene | Ethicon | ||
Acetylsalicylic acid | Ratiopharm | 80 mg | |
Adenosine | Apotheek UMCU | 3 mg/ml | |
AdVantage PV loop system | Transonic Science | ||
Amiodarone | Cordarone I.V. (Sanofi) | ||
Amiodaron HCl (PCH) | |||
Amoxicilline/clavulaanzuur | Sandoz | 500/50 mg | |
Atropinesulfate | PCH | 0.5 mg/ml | |
Bone Marrow Wax | Syneture | ||
Cardiac Defibrillator | Philips | ||
Clopidogrel | Apothecon B.V. | Clopidrogel 75A | |
Contrast agent | Telebrix | ||
Endotracheal tube | Covidien | ||
Fentanyl patch | Durogesic (Janssen-Cilag) | 25 μg/hr | |
Fogarty catheter | Edwards Life Sciences | ||
Gadolinium | Gadovist | ||
Guidewire | Abbott | ||
Heparin | Leo | ||
I.V. cannula | Abbocath (Hospira Venisystems) | ||
Iodine | Jodiumtictuur 2% (Eurovet) | ||
Ketamine | Narketan 10 Vétoquinol | ||
Midazolam | Actavis | 5 mg/ml | |
Nitroglycerin | Pohl Boskamp | 1 mg/ml | |
Pancuronium bromide | 2 mg/ml | ||
Seldinger vascular sheath 8F | Arrow | ||
Sufentanil | Sufentanil-Hameln | 50 μg/ml | |
Swann-Ganz catheter | Criticath ref 680078 (Argon) | ||
Synolux | Pfizer | 250 mg | |
Tetra-polar catheter | Transonic Science | ||
Thiopental | Inresa | 0.5 g | |
Triphenyl-tetrazolium chloride | Merck | ||
Venofundin | Braun | ||
Vicryl 2-0 | Ethicon | ||
Volcano ComboMap system | Volcano |
A correction was made to Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs. An author's middle initial was omitted at publication.
The author's name was updated from:
Sanne Jansen of Lorkeers
to:
Sanne J. Jansen of Lorkeers
Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este JoVE artículos
Solicitar permisoThis article has been published
Video Coming Soon
ACERCA DE JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos los derechos reservados