Este trabajo es apoyado por un NHMRC Beca Hamilton-Fairley (RH, AL), Programa de Apoyo a la Infraestructura Operativa del Gobierno de Victoria (RH, EW) y el Marie Curie Industria-Academia de colaboración y Caminos conceder el patrocinio de la Comisión Europea (ME, PD) . Los autores desean agradecer al Dr. Andre Miyague, Dr. Francesca Russo, la Sra. Rosita Kinnart y el Sr. Ivan Laermans por su experiencia técnica en la producción de este video.

El protocolo experimental siguiente es aprobado por el Comité de Ética Animal, Universidad Católica de Lovaina, Lovaina, Bélgica. Seguimos descrito previamente 13 Procedimiento quirúrgico que incluye algunos cambios metodológicos, especialmente en el procedimiento de anestesia. 1. La inducción del Crecimiento Intrauterino (RCIU) <ol><li> Hora de fecha conejas preñadas (híbridos Dendermonde y Nueva Zelanda Blanco) están alojados en jaulas individuales en un horario de luz 12/12 horas con acceso al agua y el conejo comida estándar ad libitum de la edad gestacional (GA) 18 días. En GA 25 días (a término es de 31 días aproximadamente), los conejos se transfieren a la sala de operaciones para la creación quirúrgica de RCIU. Antes de la cirugía, asigne al azar un &quot;caso&quot; (RCIU) y &quot;control&quot; cuerno uterino en el útero bicorne conejo utilizando software aleatorización (GraphPad Software, EE.UU.) 19. Tamaño de la muestra debe ser determinado por los cálculos de potencia por r individuoos investigadores de la cuestión de los intereses. </li><li> Procedimiento Anestesia. Inducción de la anestesia se consigue mediante la administración de ketamina 35 mg / kg (Ceva Santé Animale, Bruselas, Bélgica) y xilazina 5 mg / kg (Ceva Santé Animale, Bruselas, Bélgica) por vía intramuscular en la pata trasera. La anestesia se mantiene a continuación con una mezcla de inhalación de 1-4% de isoflurano (Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd., Queenborough, Kent, Reino Unido) en O 2 a 2 l / min. Coloque un oxímetro de pulso (Nellcor N-20, Covidien, Irlanda) en el segundo y tercer dedo del pie materna para monitorear continuamente la frecuencia cardíaca y la saturación arterial de O 2. </li><li> Procedimiento quirúrgico. <ol><li> La premedicación. Antes de comenzar la cirugía, administrar profilaxis antibiótica penicilina G, 300 000 UI (Kela Pharma, Hoogstraten, Bélgica), uterina acetato de medroxiprogesterona tocolítico 0,9 mg / kg (Depo-Provera, Pharmacia Upjohn, Puurs, Bélgica) y la buprenorfina analgésica 0,03 mg / kg (Temgesic, Schering-Plough) Por vía subcutánea en una sola jeringa de 2,5 ml. </li><li> Preparación del conejo. Coloca el conejo sobre una almohadilla de calentamiento durante la duración de la cirugía. Retire el cabello del campo quirúrgico abdominal y aplicar antiséptico povidona-yodo 7,5% (Betadine, Purdue, Connecticut, EE.UU.). Un protocolo aséptica completa a continuación, se emplea. </li><li> Laparotomía abdominal. Infíltrate en la zona de la incisión con anestesia local (2 ml de lidocaína al 1%, B Braun Medical, Bélgica) por vía subcutánea. El sitio de la incisión debe ser de aproximadamente 5 cm de longitud en la línea media, en la 2/3 inferiores del abdomen. Una vez que se abre la piel, utilizar una mezcla de disección precisa y roma para exponer la vaina del recto. Se debe tener cuidado para evitar las glándulas mamarias maternas vasculares situadas a ambos lados de la línea media de la entrada (Figura 1A). Sujete la vaina del recto y el peritoneo, tienda de evitar la inclusión accidental del contenido del abdomen e introduzca cuidadosamente con disección cortante (Figura 1B). </li><li> Exteriorización uterina. Envolvente del campo quirúrgico con cortinas de gasa empapada en solución salina calentada. Sujete cuidadosamente y exteriorizar ambos lados del útero bicorne. Hay que tener cuidado de no colocar bien el vaginal o el final de ovario de cada cuerno uterino bajo tensión, ya que esto puede dar lugar a sangrado no deseado, el dolor y la contractilidad uterina. El asistente de irriga continuamente el útero expuesta con solución salina calentado para prevenir las contracciones uterinas. Palpar y registrar el número de fetos presentes en cada cuerno. Por convención, el feto al final de ovario se designa el primer feto. Un cuerno uterino es la bocina y otro caso es el cuerno de control. Identificar el cuerno caso anteriormente asignados al azar para la inducción de retraso del crecimiento intrauterino y luego vuelva a colocar la bocina de control en el abdomen (fetos de control interno). </li><li> Quirúrgicamente inducida RCIU. Identificar los vasos uteroplacental a cada saco gestacional en el cuerno caso señalado (Figura 1C).Ligar quirúrgicamente 40-50% de estos buques que utilicen una sutura de poliglactina (Vicryl Ethicon, Johnson &amp; Johnson Medical, EE.UU.) 5-0 (figuras 1D-1E). En la práctica, a menudo hay tres haces vasculares que suministran cada saco gestacional. En este caso, el haz vascular más grande se ligó. Una vez completa, el útero está otra vez irrigada con solución salina calentada y cuidadosamente devuelto al abdomen. </li><li> Cierre abdominal. Cierre el abdomen en dos capas utilizando un funcionamiento continuo 2-0 sutura de poliglactina (Vicryl Ethicon, Johnson y Johnson Medical, EE.UU.). Cierre la piel con sutura subcuticular 3-0 poliglactina (Vicryl Ethicon, Johnson &amp; Johnson Medical, EE.UU.). Spray de aerosol de aluminio sobre la herida para evitar el conejo después de interferir con las suturas. </li><li> Recovery. Cease anestesia y observar de cerca la recuperación de la respiración. El conejo se encuentra a continuación, como se describió anteriormente con acceso a comida y agua ad libitum y se observaron diariamente. </li></ol></li></ol> 2. Realización de Ecocardiografía Fetal y Ecografía Doppler de onda pulsada <ol><li> El mismo conejo se transfiere luego a GA 30 días para ecocardiográficas y evaluación de ultrasonido. El conejo se coloca sobre una almohadilla de calentamiento durante la duración de la exploración. </li><li> Procedimiento Anestesia. <ol><li> Inducción de la anestesia se consigue mediante la administración de ketamina 35 mg / kg (Ceva Santé Animale, Bruselas, Bélgica) y xilazina 5 mg / kg (Ceva Santé Animale, Bruselas, Bélgica) por vía intramuscular. Una vez sedado, obtener acceso intravenoso utilizando una cánula de calibre 24 (BD Insyte-W, Becton Dickinson Infusion Therapy Systems, Utah, EE.UU.) se inserta en una vena auricular periférico. </li><li> Mantener la anestesia con una infusión continua de ketamina y xilazina: 2 ml de ketamina (100 mg / ml) y 1,5 ml de xilazina (20 mg / ml) a 46,5 ml de solución salina normal, a continuación, infundido a través de una bomba de jeringa a 40 ml / h. Asegure una de tres vías-tap y adjuntar una jeringa de 5 ml de la anestesia rescate: 2 mlketamina (100 mg / ml) y 1,5 ml de xilazina (20 mg / ml). Los bolos de 0,5 ml de anestesia rescate rara vez se requieren. Administrar buprenorfina analgésica 0,03 mg / kg (Temgesic; Schering-Plough) subcutaneouslyprior a la cirugía. El oxígeno 2 L / min se aplica por la máscara. Coloque un oxímetro de pulso (Nellcor N-20, Covidien, Irlanda) en el segundo y tercer dedo del pie materna para monitorear continuamente la frecuencia cardíaca y la saturación arterial de O 2. </li></ol></li><li> Laparotomía abdominal y exteriorización uterina. Consulte 1.3.3 y 1.3.4. </li><li> Posición fetal para ecocardiografía y ecografía. <ol><li> Coloque el conejo en una posición lateral que mira hacia el investigador. Esto facilita la fácil recuperación de un solo saco gestacional por examen y evita la tracción excesiva sobre los vasos uteroplacental. En lo posible, trate de exteriorizar un solo saco gestacional a la vez para minimizar la exposición. Asegúrese de que el saco gestacional expuesta se coloca en una gasa de regadío concalentado solución salina. Para asegurar resultados estandarizados entre los diferentes grupos de estudio, por lo general sólo el feto en el ovario y termina vaginales de cada cuerno uterino se utilizan en el examen de ultrasonido. </li><li> La función cardíaca fetal es muy susceptible al efecto de la exteriorización uterina, cambio en la temperatura y la presión desde el transductor de ultrasonidos a través de los vasos de la placenta. Para minimizar estos efectos de confusión ambientales y iatrogénica sobre la función cardíaca, el examen de ultrasonido debe comenzar inmediatamente después de la exteriorización del saco gestacional y debe ser sistemática y eficiente. En nuestra experiencia, los cambios en la función cardíaca fetal rara vez ocurren en los primeros 5 minutos de exposición. Si se produce bradicardia fetal, retire la sonda de ultrasonido, cambiar la posición del feto para evitar torceduras de los vasos fetoplacentaria, irrigar con suero calentado o volver brevemente el saco gestacional dentro del abdomen materno. Si la bradicardia fetal es persistente, el examen de esta feTus debe ser abandonada a favor de examinar el siguiente feto. </li></ol></li><li> La ecocardiografía fetal. <ol><li> Se requiere que el Visualsonics VEVO 2100 (Toronto, Canadá) plataforma microultrasound de alta resolución con el software de análisis cardiaca y la tensión instalada. Un VisualSonics MS-250 transductor (VisualSonics, Toronto, Canadá) se utiliza para la adquisición de datos. Esto tiene una frecuencia central de 21 MHz con un ancho de banda de 13-24 MHz. El enfoque geométrico es de 15 mm, el ancho máximo de la imagen es de 23 mm y la profundidad máxima de la imagen es de 30 mm. La huella es de 28 x 5,75 mm. Los datos se obtienen de acuerdo con la Sociedad Americana de Ecocardiografía directrices y normas para la ejecución del ecocardiograma fetal. 20 </li><li> La adquisición de datos 1: vista lateral a nivel de la cámara de cuatro-vista lateral, grabar un modo B Película continua de al menos cinco ciclos cardiacos para determinar la tensión, la velocidad de deformación, velocidad y desplazamiento.. Esto se analiza fuera de línea utilizando el VevoStrain(Visualsonics, Toronto, Canadá) el algoritmo que se describió anteriormente en la revista en detalle. 21 índices ecocardiografía en modo M se puede obtener en esta vista estándar. Desconectado mediciones de la estructura y la función cardíaca se pueden analizar: ventricular interno y diámetros del septo en sístole y diástole, el volumen, el volumen sistólico, la fracción de acortamiento, fracción de eyección y el gasto cardíaco 21. </li><li> La adquisición de datos 2:. Vista apical En el nivel de los cuatro-cámara-vista, bucle de cine en modo B apical se puede repetir para VevoStrain análisis como se describe anteriormente. Ecocardiografía en modo M se utiliza para evaluar tricúspide (TAPSE) y excursiones mitral anular plana sistólica (MAPSE) y la tensión longitudinal y la velocidad de deformación. 22,23 Esta visión apical también permite evaluar valvular flujo de ondas de velocidad y el índice de rendimiento miocárdico modificado como antes describen. 24 </li></ol></li><li> Fetoplacentaria pulso-Doppler saludó ultrasound. </li></ol> Formas de onda de la velocidad de flujo (FVW) de la arteria umbilical se obtienen mediante la localización de los vasos umbilicales utilizando Doppler color y luego la colocación de la puerta de muestra del Doppler pulsado sobre la arteria umbilical en un bucle libre de cordón umbilical. 25 La arteria cerebral media (MCA) es FVW situado mediante la colocación de la puerta de muestra del Doppler pulsado justo más allá del origen de la MCA una vez que el círculo de Willis se encuentra por Doppler color. 26 El ductus venoso (DV) FVW se obtiene mediante la colocación de la puerta de muestra del Doppler pulsado en la parte proximal de la DV visto con Doppler color donde se origina a partir de la vena umbilical intrahepática, ya sea en una vista sagital o transversal del feto. 26 El índice de pulsatilidad (PI) se calcula fuera de línea utilizando el software de análisis cardiovascular VisualSonics.

El autor Profesor Jan D&#39;hooge tiene un acuerdo de investigación con VisualSonics. El resto de autores no tener ningún conflicto.

Hemos utilizado un enfoque validado previamente de reducir quirúrgicamente el flujo sanguíneo útero-placentario en un conejo para producir retraso del crecimiento intrauterino 13-16 y más tarde el examen de la función cardíaca fetal 14 para describir la tecnología microultrasound y el análisis de la función cardiaca disponibles en el VisualSonics VEVO 2100. La capacidad para reproducir fetoplacentaria Doppler cambios de fetos con CIR humanos en un modelo de pequeños animales y para permit...

La carga de la enfermedad cardiovascular que resulta de la restricción del crecimiento fetal intrauterino (RCIU) no puede ser exagerada. Es la principal causa de muerte fetal después de anomalías congénitas. 1 RCIU se refiere a un feto que no llega a su potencial de crecimiento y es comúnmente el resultado de la insuficiencia placentaria. 2 En los sobrevivientes, mala salud cardiovascular es evidente a través de la duración de la vida con la disfunción miocárdica aparente en la infancia y la niñez 3,4 y posterior hipertensión 5, 6 diabetes y la obesidad en desarrollo en la vida adulta - todos los factores de riesgo cardíacos acumulados desde el nacimiento a la muerte prematura por enfermedad isquémica del corazón 7. El desarrollo de modelos animales para caracterizar la comunicación materno-fetal que establece restricción del crecimiento intrauterino y la respuesta fetal posterior a la reducción de la disponibilidad de sustrato es necesario si queremos entender tanto mejor la fisiopatología de coche RCIU relacionadosinsuficiencia cardíaca y para desarrollar estrategias que ayudan a proteger a mejorar la salud fetal y postnatal. En este sentido, se han descrito muchos modelos diferentes a través de diferentes especies. 8 RCI comúnmente se induce por la desnutrición materna con una dieta baja en proteínas en los roedores, 9 ablación quirúrgica o ligadura de flujo sanguíneo uterino en roedores y conejillos de indias 10 o la oclusión de la arteria umbilical en el ganado ovino. 11 Sin embargo, es evidente que no hay un modelo completamente recapitula la IUGR humana. 12 En este estudio metodológico actual, se utilizó un enfoque bien validado de interrupción vascular uteroplacentario selectiva en un conejo 13-16 que no sólo produce respuestas cardiovasculares fetales observadas clínicamente con ultrasonido 14, sino que también permite la interrogación de la función cardiaca fetal con ecocardiografía novedoso uso de la tecnología microultrasound del VisualSonics VEVO 2100. Si bien la ecografía Doppler de fetoplvasos acental sigue siendo la piedra angular de la actual vigilancia prenatal de fetos con RCIU 17, ecocardiografía funcional cada vez se utiliza para proporcionar nuevos conocimientos sobre fisiopatología de la enfermedad y para evaluar el bienestar fetal. 18 En consecuencia, aquí tomamos estos avances de la investigación clínica y describe un modelo animal que puertos no sólo esta sofisticación de imágenes sino que también proporciona la plataforma experimental para investigar las vías mecanicistas y la terapéutica.

<table border="1">
	<tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ketamine</td>
 <td>Ceva Sante Animale</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Xylazine</td>
 <td>Ceva Sante Animale</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Depot Provera</td>
 <td>Pharmacia Upjohn</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Penicillin G</td>
 <td>Kela Pharma</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.kela.be" target="_blank">http://www.kela.be</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Lidocaine</td>
 <td>B Braun Medical</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.bbraun.com/" target="_blank">http://www.bbraun.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Temgesic</td>
 <td>Schering-Plough</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.merck-animal-health-usa.com/" target="_blank">http://www.merck-animal-health-usa.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isolurane</td>
 <td>Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.abbottanimalhealth.com/index.html" target="_blank">http://www.abbottanimalhealth.com/index.html</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>VEVO 2100</td>
 <td>VisualSonics</td>
 <td>SN100-0032</td>
 <td><a href="http://www.visualsonics.com/" target="_blank">http://www.visualsonics.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Aquasonic Gel</td>
 <td>Parker Laboratories</td>
 <td>01 02</td>
 <td><a href="http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html" target="_blank">http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Nellcor N-20PA Pulse oximeter</td>
 <td>Covidien</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&amp;S2=MON&amp;id=282&amp;V" target="_blank">http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&amp;S2=MON&amp;id=282&amp;V</a></td>
 </tr>
	 </tbody>
 </table>

fetal echocardiography and pulsed-wave doppler ultrasound in a rabbit model of intrauterine growth restriction

Restricción (RCIU) los resultados del crecimiento fetal intrauterino en la función cardíaca anormal que se desprende antes del parto debido a los avances en fetoplacentaria ecografía Doppler y la ecocardiografía fetal. Cada vez más, estas modalidades de imagen se están utilizando clínicamente para examinar la función cardíaca y evaluar el bienestar en el útero, orientándolas así calendario de las decisiones de nacimiento. Aquí, se utilizó un modelo de conejo de restricción del crecimiento intrauterino que permite el análisis de la función cardiaca de una manera clínicamente relevante. Con la anestesia inducida con isoflurano, RCIU se crea quirúrgicamente en el día 25 de edad gestacional mediante la realización de una laparotomía, dejando al descubierto el útero bicorne y luego ligar 40-50% de los buques uteroplacental abastecen cada saco gestacional en un solo cuerno uterino. El otro cuerno en el útero bicorne conejo sirve como fetos de control interno. Entonces, después de la recuperación en el día 30 de edad gestacional (a término), el mismo conejo se somete a examen de la función cardiaca fetal. La anestesia se indujo con KetamINE y xilazina por vía intramuscular, a continuación, mantenidos por una infusión intravenosa continua de ketamina y xilazina para minimizar los efectos iatrogénicos sobre la función cardíaca fetal. Una repetición de la laparotomía se realiza para exponer cada saco gestacional y se realiza un examen microultrasound (VisualSonics VEVO 2100) de la función cardiaca fetal. La insuficiencia placentaria es evidente por un índice de pulsatilidad elevado o un fin de flujo diastólico ausente o inverso de la arteria umbilical Doppler de onda. A continuación se examina el ductus venoso y la arteria cerebral media Doppler. La ecocardiografía fetal se realiza mediante el modo de grabación B, modo M y el flujo de ondas de velocidad en las vistas lateral y apical. Cálculos Desconectado determinan variables estándar en modo M cardíacas, anular excursión sistólica del plano tricúspide y mitral, speckle tracking y análisis de tensión, el índice de rendimiento miocárdico y vascular modificado la velocidad de flujo de onda de interés. Este modelo animal pequeño de RCIU tanto permite examinar en utero la función cardíaca que es consistente con la práctica clínica actual y por lo tanto es útil en un contexto de investigación traslacional.

Un crecimiento asimétrico restringido el feto y la placenta de la ligadura vascular uteroplacentario se compara con un control normal feto y la placenta en la Figura 1F. Crecimiento asimétrico se confirma por la reducción de peso al nacer neonatal y el aumento de la circunferencia de la cabeza: relación de la circunferencia abdominal con los controles. Los resultados representativos de los estudios Doppler fetoplacentaria se muestran en la Figura 2. Se muestra un patrón de baja res...

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Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction

Se describe el examen de la función cardíaca fetal mediante ecocardiografía fetal funcional contemporánea y fetoplacentaria ecografía Doppler utilizando el VEVO 2100 microultrasound VisualSonics en un modelo inducida quirúrgicamente de restricción del crecimiento fetal intrauterino en un conejo.

Ecocardiografía Fetal y Ecografía Doppler de onda pulsada en un modelo de conejo de Restricción del crecimiento intrauterino

Fetal intrauterine growth restriction (IUGR) results in abnormal cardiac function that is apparent antenatally due to advances in fetoplacental Doppler ...

fetal-echocardiography-pulsed-wave-doppler-ultrasound-rabbit-model

Research

JoVE Journal

Medicine

28.1K vistas.  University Hospitals Leuven. Se describe el examen de la función cardíaca fetal mediante ecocardiografía fetal funcional contemporánea y fetoplacentaria ecografía Doppler utilizando el VEVO 2100 microultrasound VisualSonics en un modelo inducida quirúrgicamente de restricción del crecimiento fetal intrauterino en un conejo.

Video: Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction

Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1 Echocardiography provides a powerful, non-invasive tool to serially assess cardiac morphometry and function in a living animal.2 However, using this technique on mice poses unique challenges owing to the small size and rapid heart rate of these animals.3 Until recently, few ultrasound systems were capable of performing quality echocardiography on mice, and those generally lacked the image resolution and frame rate necessary to obtain truly quantitative measurements. Newly released systems such as the VisualSonics Vevo2100 provide new tools for researchers to carefully and non-invasively investigate cardiac function in mice. This system generates high resolution images and provides analysis capabilities similar to those used with human patients. Although color Doppler has been available for over 30 years in humans, this valuable technology has only recently been possible in rodent ultrasound.4,5 Color Doppler has broad applications for echocardiography, including the ability to quickly assess flow directionality in vessels and through valves, and to rapidly identify valve regurgitation. Strain analysis is a critical advance that is utilized to quantitatively measure regional myocardial function.6 This technique has the potential to detect changes in pathology, or resolution of pathology, earlier than conventional techniques. Coupled with the addition of three-dimensional image reconstruction, volumetric assessment of whole-organs is possible, including visualization and assessment of cardiac and vascular structures. Murine-compatible contrast imaging can also allow for volumetric measurements and tissue perfusion assessment.

This video demonstrates use of a rail-mounted high-frequency ultrasound probe to perform echocardiography on an anesthetized mouse. The methods describe both conventional two-dimensional and M-mode measurements of cardiac function in addition to newer, more powerful tools such as color Doppler, strain analysis, as well as general and targeted contrast imaging.

Ecocardiografía murino y la ecografía

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1  ...

Investigación

Medicina

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, including mental retardation due to disordered and damaged brain development. Fetal alcohol spectrum disorder (FASD) is a term used to cover a continuum of birth defects that occur due to maternal alcohol consumption, and occurs in approximately 4% of children born in the United States. With 50% of child-bearing age women reporting consumption of alcohol, and half of all pregnancies being unplanned, unintentional exposure is a continuing issue2. In order to best understand the damage produced by ethanol, plus produce a model with which to test potential interventions, we developed a model of developmental ethanol exposure using the zebrafish embryo. Zebrafish are ideal for this kind of teratogen study3-8. Each pair lays hundreds of eggs, which can then be collected without harming the adult fish. The zebrafish embryo is transparent and can be readily imaged with any number of stains. Analysis of these embryos after exposure to ethanol at different doses and times of duration and application shows that the gross developmental defects produced by ethanol are consistent with the human birth defect. Described here are the basic techniques used to study and manipulate the zebrafish FAS model.

In order to understand the molecular mechanisms of the ethanol-induced developmental damage, we have developed a zebrafish model of ethanol exposure and are exploring the physical, cellular, and genetic alterations that occur after ethanol exposure1. We then seek to find potential interventions and rapidly test them in this animal model.

Evaluación de los cambios teratogénicos en un modelo de pez cebra de la exposición fetal al alcohol

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and acquired diseases. Apart from congenital or inherited abnormalities with the requirement for long-term expression of the delivered gene, several non-inherited perinatal conditions, where short-term gene expression or pharmacological intervention is sufficient to achieve therapeutic effects, are considered as potential future indications for this kind of approach. Candidate diseases for the application of short-term prenatal therapy could be the transient neonatal deficiency of surfactant protein B causing neonatal respiratory distress syndrome1,2 or hyperoxic injuries of the neonatal lung3. Candidate diseases for permanent therapeutic correction are Cystic Fibrosis (CF)4, genetic variants of surfactant deficiencies5 and &alpha;1-antitrypsin deficiency6.
Generally, an important advantage of prenatal gene therapy is the ability to start therapeutic intervention early in development, at or even prior to clinical manifestations in the patient, thus preventing irreparable damage to the individual. In addition, fetal organs have an increased cell proliferation rate as compared to adult organs, which could allow a more efficient gene or stem cell transfer into the fetus. Furthermore, in utero gene delivery is performed when the individual's immune system is not completely mature. Therefore, transplantation of heterologous cells or supplementation of a non-functional or absent protein with a correct version should not cause immune sensitization to the cell, vector or transgene product, which has recently been proven to be the case with both cellular and genetic therapies7.
In the present study, we investigated the potential to directly target the fetal trachea in a mouse model. This procedure is in use in larger animal models such as rabbits and sheep8, and even in a clinical setting9, but has to date not been performed before in a mouse model. When studying the potential of fetal gene therapy for genetic diseases such as CF, the mouse model is very useful as a first proof-of-concept because of the wide availability of different transgenic mouse strains, the well documented embryogenesis and fetal development, less stringent ethical regulations, short gestation and the large litter size.
Different access routes have been described to target the fetal rodent lung, including intra-amniotic injection10-12, (ultrasound-guided) intrapulmonary injection13,14 and intravenous administration into the yolk sac vessels15,16 or umbilical vein17. Our novel surgical procedure enables researchers to inject the agent of choice directly into the fetal mouse trachea which allows for a more efficient delivery to the airways than existing techniques18.

We developed a novel surgical approach for intratracheal administration of bioactive agents into the mouse fetus. The delivery route is more efficient in targeting the fetal mouse lungs than the commonly used intra-amniotic injection. This procedure has to date not been described in a mouse model.

Un nuevo enfoque quirúrgico para la administración intratraqueal de agentes bioactivos en un modelo de ratón fetal

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and ...

Murine Fetal Echocardiography

Transgenic mice displaying abnormalities in cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding the molecular mechanisms underlying both normal cardiovascular function and the pathophysiological basis of human cardiovascular disease. Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development 1-3. In order to study the role of genetic or pharmacologic alterations in the early development of cardiac function, ultrasound imaging of the live fetus has become an important tool for early recognition of abnormalities and longitudinal follow-up. Noninvasive ultrasound imaging is an ideal method for detecting and studying congenital malformations and the impact on cardiac function prior to death 4. It allows early recognition of abnormalities in the living fetus and the progression of disease can be followed in utero with longitudinal studies 5,6. Until recently, imaging of fetal mouse hearts frequently involved invasive methods. The fetus had to be sacrificed to perform magnetic resonance microscopy and electron microscopy or surgically delivered for transillumination microscopy. An application of high-frequency probes with conventional 2-D and pulsed-wave Doppler imaging has been shown to provide measurements of cardiac contraction and heart rates during embryonic development with databases of normal developmental changes now available 6-10. M-mode imaging further provides important functional data, although, the proper imaging planes are often difficult to obtain. High-frequency ultrasound imaging of the fetus has improved 2-D resolution and can provide excellent information on the early development of cardiac structures 11.

Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development. High-frequency ultrasound imaging has improved 2-D resolution and can provide excellent information on early cardiac development and is an ideal method to detect the impact on cardiac structure and function prior to death.

La ecocardiografía fetal murino

Transgenic mice displaying abnormalities in  cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding  the molecular mechanisms ...

A Mouse Fetal Skin Model of Scarless Wound Repair

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs across species but is age dependent. The transition from a scarless to scarring phenotype occurs in the third trimester of pregnancy in humans and around embryonic day 18 (E18) in mice. However, this varies with the size of the wound with larger defects generating a scar at an earlier gestational age. The emergence of lineage tracing and other genetic tools in the mouse has opened promising new avenues for investigation of fetal scarless wound healing. However, given the inherently high rates of morbidity and premature uterine contraction associated with fetal surgery, investigations of fetal scarless wound healing in vivo require a precise and reproducible surgical model. Here we detail a reliable model of fetal scarless wound healing in the dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

During mammalian development, early gestational skin wounds heal without a scar. Here we detail a reliable and reproducible model of fetal scarless wound healing in the cutaneous dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

Un ratón fetal Modelo de la piel de la reparación de heridas sin cicatrices

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. Despite the discovery of key regulators of uterine contractility, this process is still not fully understood. Transgenic mice provide an ideal model in which to study parturition. Previously, the only method to study uterine contractility in the mouse was ex vivo isometric tension recordings, which are suboptimal for several reasons. The uterus must be removed from its physiological environment, a limited time course of investigation is possible, and the mice must be sacrificed. The recent development of radiometric telemetry has allowed for longitudinal, real-time measurements of in vivo intrauterine pressure in mice. Here, the implantation of an intrauterine telemeter to measure pressure changes in the mouse uterus from mid-pregnancy until delivery is described. By comparing differences in pressures between wild type and transgenic mice, the physiological impact of a gene of interest can be elucidated. This technique should expedite the development of therapeutics used to treat myometrial disorders during pregnancy, including preterm labor.

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

This manuscript provides a protocol for implanting telemeters in the mouse for the purpose of measuring intrauterine pressures during pregnancy.

Telemetría intrauterina para medir la presión del ratón contráctil<em&gt; En Vivo</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF). Before they can be considered for use, and implemented in humans, extensive preclinical studies are required in large animal models to evaluate the safety, efficacy, and fate of the injectate (e.g., stem cells) once delivered into the myocardium. Small rodent models offer advantages (e.g., cost effectiveness, amenability for genetic manipulation); however, given inherent limitations of these models, the findings in these rarely translate into the clinic. Conversely, large animal models such as rabbits, have advantages (e.g., similar cardiac electrophysiology compared to humans and other large animals), whilst retaining a good cost-effective balance. Here, we demonstrate how to perform a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection (IMI) technique, which is minimally invasive, safe, well tolerated, and very effective in the targeted delivery of injectates, including cells, into several locations within the myocardium of a rabbit model. For the implementation of this technique, we also have taken advantage of a widely available clinical echocardiography system. After putting in practice the protocol described here, a researcher with basic ultrasound knowledge will become competent in the performance of this versatile and minimally invasive technique for routine use in experiments, aimed at hypothesis testing of the capabilities of cardiac regenerative therapeutics in the rabbit model. Once competency is achieved, the whole procedure can be performed within 25 min after anaesthetizing the rabbit.

Novel therapeutic strategies in cardiac regenerative medicine require extensive and detailed studies in large preclinical animal models before they can be considered for use in humans. Here, we demonstrate a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection technique in rabbits, which is valuable for hypothesis testing the efficacy of such novel therapies.

Inyección de contraste percutánea guiada por ecocardiografía intramiocárdica y entrega de celular en un modelo preclínico grande

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection ...

A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study these pulmonary diseases. Previous pleural effusion models paid more attention to biological factors rather than nanoparticles in the environment. Here, we introduce a model to make pleural effusion in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica, and a method of nanoparticle isolation in the pleural effusion. By intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica with concentrations of 3.125, 6.25 and 12.5 mg/kg&#8729;mL, the pleural effusion in rats presented on day 3, peaked at days 7-10 in 6.25 and 12.5 mg/kg&#8729;mL groups, then slowly decreased and disappeared on day 14. When the concentration of polyacrylate/nanosilica increased, the pleural effusion is produced more and faster. This pleural fluid was detected by ultrasound examination or CT chest scanning and confirmed by dissection of rats. Silica nanoparticles were observed in the rats' pleural effusion by transmission electron microscope. These results showed that the exposure to polyacrylate/nanosilica leads to the induction of pleural effusion, which was consistent with our previous report in humans. Additionally, this model is beneficial for the further study of nanotoxicology and the pleural effusion diseases.

Here, we present a protocol to construct a pleural effusion model in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica.

Un modelo de derrame Pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study ...

Continuous Venous-Arterial Doppler Ultrasound During a Preload Challenge

A preload challenge (PC) is a clinical maneuver that, first, increases the cardiac filling (i.e., preload) and, second, calculates the change in cardiac output. Fundamentally, a PC is a bedside approach for testing the Frank-Starling-Sarnoff (i.e., "cardiac function") curve. Normally, this curve has a steep slope such that a small change in the cardiac preload generates a large change in the stroke volume (SV) or cardiac output. However, in various disease states, the slope of this relationship flattens such that increasing the volume into the heart leads to little rise in the SV. In this pathological scenario, additional cardiac preload (e.g., intravenous fluid) is unlikely to be physiologically effective and could lead to harm if organ congestion evolves. Therefore, inferring both the cardiac preload and output is clinically useful as it may guide intravenous (IV) fluid resuscitation. Accordingly, the goal of this protocol is to describe a method for contemporaneously tracking the surrogates of cardiac preload and output using a novel, wireless, wearable ultrasound during a well-validated preload challenge.

The Frank-Starling-Sarnoff curve is clinically important and describes the relationship between cardiac preload and output. This report illustrates a novel method of simultaneous jugular venous and carotid arterial Doppler velocimetry as transient surrogates of cardiac preload and output, respectively; this approach is enabled by wireless, wearable Doppler ultrasound.

Ecografía Doppler venoso-arterial continua durante una provocación de precarga

A preload challenge (PC) is a clinical maneuver that, first, increases the cardiac filling (i.e., preload) and, second, calculates the change in cardiac ...

A Modified Sonographic Algorithm for Image Acquisition in Life-Threatening Emergencies in the Critically Ill Newborn

The use of routine point-of-care ultrasound (POCUS) is increasing in neonatal intensive care units (NICUs), with several centers advocating for 24 h equipment availability. In 2018, the sonographic algorithm for life-threatening emergencies (SAFE) protocol was published, which allows the assessment of neonates with sudden decompensation to identify abnormal contractility, tamponade, pneumothorax, and pleural effusion. In the study unit (with a consulting neonatal hemodynamics and POCUS service), the algorithm was adapted by including consolidated core steps to support at-risk newborns, aiding clinicians in managing cardiac arrest, and adding views to verify correct intubation. This paper presents a protocol that can be applied in the NICU and the delivery room (DR) in relation to three scenarios: cardiac arrest, hemodynamic deterioration, or respiratory decompensation. 
This protocol can be performed with a state-of-the-art ultrasound machine or an affordable handheld device; the image acquisition protocol is carefully detailed. This method was designed to be learned as a general competence to obtain the timely diagnosis of life-threatening scenarios; the method aims to save time but does not represent a substitute for comprehensive and standardized hemodynamic and radiological analyses by a multidisciplinary team, which might not universally be on call but needs to be involved in the process. From January 2019 to July 2022, in our center, 1,045 hemodynamic consultation/POCUS consults were performed with 25 patients requiring the modified SAFE protocol (2.3%), and a total of 19 procedures were performed. In five cases, trained fellows on call resolved life-threatening situations. Clinical examples are provided that show the importance of including this technique in the care of critical newborns.

Here, we present a protocol that can be applied in the neonatal intensive care unit and the delivery room in relation to three scenarios: cardiac arrest, hemodynamic deterioration, or respiratory decompensation. This protocol can be performed with a state-of-the-art ultrasound machine or an affordable handheld device; an image acquisition protocol is carefully detailed.

Un algoritmo sonográfico modificado para la adquisición de imágenes en emergencias potencialmente mortales en el recién nacido gravemente enfermo

The use of routine point-of-care ultrasound (POCUS) is increasing in neonatal intensive care units (NICUs), with several centers advocating for 24 h ...