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Se notifica un modelo de roedor de sobrecarga del volumen del corazón izquierdo por insuficiencia mitral. La insuficiencia mitral de la gravedad controlada se induce mediante el avance de una aguja de dimensiones definidas en el prospecto anterior de la válvula mitral, en un corazón latiendo, con guía por ultrasonido.
La insuficiencia mitral es una lesión de válvula cardíaca ampliamente frecuente, que causa remodelación cardíaca y conduce a insuficiencia cardíaca congestiva. Aunque se conocen los riesgos de RM no corregido y su mal pronóstico, los cambios longitudinales en la función cardíaca, la estructura y la remodelación se entienden incompletamente. Esta brecha de conocimiento ha limitado nuestra comprensión del momento óptimo para la corrección de RM, y el beneficio que la corrección de RM temprana frente a tardía puede tener en el ventrículo izquierdo. Para investigar los mecanismos moleculares que subyacen a la remodelación ventricular izquierda en el entorno de RM, son necesarios modelos animales. Tradicionalmente, el modelo de fístula aorto-caval se ha utilizado para inducir una sobrecarga de volumen, que difiere de lesiones clínicamente relevantes como MR. MR representa un estresante hemodinámico de sobrecarga de volumen de baja presión, que requiere modelos animales que imitan esta condición. Aquí, describimos un modelo de roedor de RM severa en el que el prospecto anterior de la válvula mitral de rata se perfora con una aguja de 23G, en un corazón latiendo, con guía de imagen ecocardiográfica. La gravedad de la RMN se evalúa y se confirma con ecocardiografía, y se notifica la reproducibilidad del modelo.
La insuficiencia mitral (RM) es una lesión frecuente de la válvula cardíaca, diagnosticada en el 1,7% de la población general de Los Estados Unidos y en el 9% de la población de edad avanzada mayor de 65 años de edad1. En esta lesión de la válvula cardíaca, el cierre inadecuado de las vallas mitrales en la sístole, provoca la regurgitación de sangre desde el ventrículo izquierdo hacia la aurícula izquierda. La RM puede ocurrir debido a varias etiologías; sin embargo, las lesiones primarias de la válvula mitral (RM primaria) se diagnostican y tratan con mayor frecuencia en comparación conlaRM2 secundaria. La RM primaria aislada es a menudo el resultado de la degeneración mexomatosa de la válvula mitral, lo que resulta en un alargamiento de los foliolos o tendineae chordae, o la ruptura de algunas cuerdas, todas las cuales contribuyen a la pérdida de coaptación sistólica de la válvula.
La RMN resultante de tales lesiones valvulares eleva el volumen sanguíneo que llena el ventrículo izquierdo en cada latido del corazón, aumentando el estrés diastólico final de la pared y proporcionando un estrés hemodinámico que incita a la adaptación y remodelación cardíaca. La remodelación cardíaca en esta lesión se caracteriza a menudo por el agrandamiento significativo de la cámara3,,4, hipertrofia de pared leve, con función contráctea conservada durante períodos prolongados de tiempo. Dado que la fracción de eyección a menudo se conserva, la corrección de la RMN mediante medios quirúrgicos o transcatéter a menudo se retrasa, hasta la aparición de síntomas como disnea, insuficiencia cardíaca y arritmias. Sin embargo, la RMN no corregida se asocia con altos riesgos de eventos adversos cardíacos, aunque actualmente se desconoce el conocimiento sobre los cambios ultraestructurales subyacentes a estos eventos.
Los modelos animales de RM proporcionan un modelo valioso para investigar estos cambios ultraestructurales en el corazón, y estudiar la progresión longitudinal de la enfermedad. Anteriormente, los investigadores han inducido RM en animales grandes incluyendo cerdos, perros y ovejas, mediante la creación de una derivación ventriculo-auricular externa5, ruptura de acordes intracardiaca6,o perforación defolletos 7. Si bien las técnicas quirúrgicas son más fáciles en animales grandes, estos estudios se han limitado al seguimiento subcrónico en un tamaño de muestra pequeño, debido a los altos costos de realizar tales estudios en animales grandes. Además, el análisis molecular del tejido de estos modelos es a menudo desafiante debido a los anticuerpos específicos de especies limitadas y las bibliotecas del genoma anotado para la alineación.
Los modelos animales pequeños de RM pueden proporcionar una alternativa adecuada para estudiar esta lesión de válvula y su impacto en la remodelación cardíaca. Históricamente, se ha utilizado el modelo de rata de fístula aorto-caval (ACF) de sobrecarga de volumen cardíaco. Descrita por primera vez en 1973 por Stumpe et al.8, se crea quirúrgicamente una fístula arteriovenosa para evitar la sangre arterial de alta presión desde la aorta descendente hasta la vena cava inferior a baja presión. La alta tasa de flujo en la fístula induce una drástica sobrecarga de volumen en ambos lados del corazón, causando una hipertrofia ventricular derecha e izquierda significativa y disfunción que ocurre a los pocos días de la creación del ACF9. A pesar de su éxito, ACF no imita la hemodinámica de MR, una sobrecarga de volumen de baja presión, que eleva la precarga, pero también reduce la carga posterior. Debido a tales limitaciones del modelo ACF, buscamos desarrollar y caracterizar un modelo de MR que imita mejor la sobrecarga de volumen de baja presión.
Aquí, describimos el protocolo para un modelo de punción del prospecto de la válvula mitral para crear RM severa en ratas10,,11. Se introdujo una aguja hipodérmica en el corazón de la rata latiendo y se avanzó en el prospecto de la válvula mitral anterior bajo guía ecocardiográfica en tiempo real. La técnica es altamente reproducible y un modelo relativamente bueno que imita la RMN como se ve en los pacientes. La gravedad de la RMN se controla por el tamaño de la aguja utilizada para perforar el prospecto mitral y la gravedad de la RMSe puede evaluar mediante ecocardiografía transesofágica (TEE).
Los procedimientos fueron aprobados por el Programa de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Emory bajo el número de protocolo EM63Rr, fecha de aprobación 06/06/2017.
1. Preparación prequirúrgica
2. Preparación animal
NOTA: En este estudio se utilizaron ratas macho sprague-Dawley adultas que pesan 350-400 g. Las técnicas quirúrgicas son susceptibles a animales ligeramente más pequeños o más grandes, si se desea.
3. Toracotomía izquierda
4. Procedimiento de RM guiado por eco(Figura 3 y Figura 4)
5. Recuperación de animales y cuidado postoperatorio
6. Validación de la gravedad de la RM Con ecocardiografía (Figura 5)
7. Cirugía sham
Viabilidad y reproducibilidad
El modelo de RM propuesto es altamente reproducible, con un agujero bien definido en el prospecto mitral logrado en el 100% de las ratas utilizadas en este estudio. La Figura 6A representa la dirección de la aguja a medida que se inserta en la válvula mitral. La Figura 6B representa un agujero en el prospecto de la válvula mitral de una rata re...
Se ha notificado un modelo de roedor reproducible de RM grave con buena supervivencia (93,75% de supervivencia después de la cirugía) y sin complicaciones postoperatorias significativas. Las imágenes en tiempo real con ecocardiografía transesofágica y la introducción de una aguja en el corazón latiendo para perforar el prospecto mitral son factibles y se pueden enseñar. La RM grave se produjo con el tamaño de la aguja de 23 G en este estudio, que puede variar como se desee utilizando una aguja más pequeña o m?...
M.P es asesor de Heart Repair Technologies (HRT), por lo que ha recibido honorarios de consultoría. HRT no tuvo ningún papel en este estudio, ni proporcionó financiación para apoyar esta labor.
Este trabajo fue financiado por la subvención 19PRE34380625 y 14SDG20380081 de la Asociación Americana del Corazón a D. Corporan y M. Padala, respectivamente, otorgan a HL135145, HL133667 y HL140325 de los Institutos Nacionales de Salud a M. Padala, y financiación de infraestructura del Carlyle Fraser Heart Center en Emory University Hospital Midtown a M. Padala.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
23G needle | Mckesson | 16-N231 | |
25G needle, 5/8 inch | McKesson | 1031797 | |
4-0 vicryl | Ethicon | J496H | |
6-0 prolene | Ethicon | 8307H | |
70% ethanol | McKesson | 350600 | |
ACE Light Source | Schott | A20500 | |
ACUSON AcuNav Ultrasound probe | Biosense Webster | 10135936 | 8Fr Intracardiac echo probe |
ACUSON PRIME Ultrasound System | Siemens | SC2000 | |
Betadine | McKesson | 1073829 | |
Blunted microdissecting scissors | Roboz | RS5990 | |
Buprenorphine | Patterson Veterinary | 99628 | |
Carprofen | Patterson Veterinary | 7847425 | |
Chest tube (16G angiocath) | Terumo | SR-OX1651CA | |
Disposable Surgical drapes | Med-Vet | SMS40 | |
Electric Razor | Oster | 78400-XXX | |
Gentamycin | Patterson Veterinary | 78057791 | |
Heat lamp with table clamp | Braintree Scientific | HL-1 120V | |
Hemostatic forceps, curved | Roboz | RS7341 | |
Hemostatic forceps, straight | Roboz | RS7110 | |
Induction chamber | Braintree Scientific | EZ-1785 | |
Injection Plug, Cap, Luer Lock | Exel | 26539 | |
Isoflurane | Patterson Veterinary | 6679401725 | |
Mechanical ventilator | Harvard Apparatus | Inspira ASV | |
Microdissecting forceps | Roboz | RS5135 | |
Microdissecting spring scissors | Roboz | RS5603 | |
Needle holder | Roboz | RS6417 | |
No. 15 surgical blade | McKesson | 1642 | |
Non-woven sponges | McKesson | 446036 | |
Otoscope | Welch Allyn | 23862 | |
Oxygen | Airgas Healthcare | UN1072 | |
Pulse Oximeter | Nonin Medical | 2500A VET | |
Retractor, Blunt 4x4 | Roboz | RS6524 | |
Rodent Surgical Monitor | Indus Instruments | 113970 | The integrated platform allows for monitoring of vital signs and surgical warming |
Scale | Salter Brecknell | LPS 150 | |
Scalpel Handle | Roboz | RS9843 | |
Silk suture 3-0 | McKesson | 220263 | |
Small Animal Anesthesia System | Ohio Medical | AKDL03882 | |
Sterile saline (0.9%) | Baxter | 281322 | |
Sugical Mask | McKesson | 188696 | |
Surgical cap | McKesson | 852952 | |
Surgical gloves | McKesson | 854486 | |
Syringe 10mL | McKesson | 1031801 | |
Syringe 1mL | McKesson | 1031817 | |
Ultra-high frequency probe | Fujifilm Visualsonics | MS250 | |
Ultrasound gel | McKesson | 150690 | |
VEVO Ultrasound System | Fujifilm Visualsonics | VEVO 2100 |
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