Chronique thromboembolique l'hypertension artérielle pulmonaire et de l'évaluation de la fonction ventriculaire droite dans la Porcinet

Résumé

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) and Right Ventricular (RV) dysfunction were induced in piglets by progressive obstruction of the pulmonary arteries. Consequences were remarkably similar to those observed in CTEPH patients. This animal model would be a very useful tool for pathophysiology and therapeutic experiments on CTEPH and RV failure.

Résumé

Un modèle original de porcelet chronique thromboembolique artérielle pulmonaire (HPTEC) associé à ventriculaire droite (RV) dysfonction chronique est décrite. L'hypertension artérielle pulmonaire (PH) a été induite en 3-semaine-vieux porcelets par une obstruction progressive du lit vasculaire pulmonaire. Une ligature de l'artère pulmonaire gauche (PA) a été réalisée d'abord à travers un mini-thoracotomie. Deuxièmement, embolisations hebdomadaires du lobe pulmonaire inférieur droit ont été faites sous guidage fluoroscopique avec du n-butyl-2-cyanoacrylate pendant 5 semaines. Pulmonaire pression artérielle (PAPm) mesurée par ritght cathétérisme cardiaque moyenne, augmenté progressivement, ainsi que la pression auriculaire droite et vasculaire pulmonaire Résistances (PVR) après 5 semaines par rapport à des animaux factices. Ventriculaire droite (RV) remodelage structurel et fonctionnel ont été évalués par échocardiographie transthoracique (diamètres de RV, épaisseur de la paroi de RV, fonction systolique RV). RV élastance et le couplage RV-pulmonaire ont été évalués par des boucles pression-volume(PVL) l'analyse par la méthode de la conductance. Étude histologique du poumon et le ventricule droit ont également été réalisées. L'analyse moléculaire sur RV tissus frais pourraient être réalisées grâce à des biopsies répétées endomyocardiques transcutanée. Maladie microvasculaire pulmonaire dans les territoires obstruées et dégagée a été étudiée à partir de biopsies pulmonaires en utilisant des analyses moléculaires et de la pathologie. En outre, la fiabilité et la reproductibilité a été associée à une gamme de PH gravité chez les animaux. La plupart des aspects de la maladie de HPTEC humaine ont été reproduits dans ce modèle, qui permet de nouvelles perspectives pour la compréhension des mécanismes sous-jacents (mitochondries, l'inflammation) et de nouvelles approches thérapeutiques (ciblées, thérapies cellulaires ou géniques) du ventricule droit surchargé mais aussi microvasculaire pulmonaire maladie.

Introduction

Chronique thromboembolique artérielle pulmonaire (HPTEC) est un sous-type de l'hypertension artérielle pulmonaire (PH) en raison de pulmonaire chronique vasculaire lit obstruction par des caillots persistants et organisées liées à un ou plusieurs des embolies pulmonaires aiguës ^1-3. Une combinaison d'une maladie obstructive ou non obstructive microvasculaire conduit à une augmentation supplémentaire de la résistance vasculaire pulmonaire ^4. Le ventricule droit doit d'abord s'adapter à une hypertrophie compensée pour maintenir le débit cardiaque. Sans traitement, le ventricule droit se dilate et ne parvient pas au fil du temps. Dans l'ère moderne, PH reste une maladie progressive et souvent fatale malgré l'utilisation des thérapies ciblées modernes ^5. De nombreuses études ont montré que ventricule droit (RV) adaptation à une surcharge de pression est le principal déterminant de la survie chez les patients atteints de PH. Pour cette raison, la compréhension des mécanismes qui sous-tendent la transition de l'adaptation aux inadapté RV remodelage est une clé de voûte pour le traitement et dévepement de nouvelles thérapies. Parce que PH est rare et les prélèvements de tissus est presque impossible dans ces patients fragiles, des études expérimentales sont nécessaires. En outre, des études précliniques sont obligatoires pour vérifier qu'un médicament avec profit dans le système vasculaire pulmonaire ne provoque pas de RV dépréciation.

Pendant de nombreuses années, différents modèles expérimentaux de PH et l'échec de RV ont été développés avec des avantages et des limites ^6,7. Dans les modèles murins pharmacologiques (monocrotaline, SU5416, hypoxie), PH et l'échec de RV se produisent secondaire à une inflammation massif, l'ischémie ou de stress toxique qui pourrait inciter plusieurs côtés "effets" et de partialité dans l'analyse de la voie moléculaire. Furthemore, biopsies RV endomyocardiques dans un modèle murin devraient être très difficile sans sacrifier l'animal. Modèles chirurgicaux dans les grands animaux sont plus physiologique, mais ne touchent pas le système vasculaire pulmonaire (cerclage de l'artère pulmonaire, shunt systémique à-pulmonaire) ou induisent PH aiguë et RVF (embolie pulmonaire aiguë). Le but de cet article est de décrire un modèle original de HPTEC porcelet qui est plus représentatif de HPTEC physiopathologie. Ce grand modèle animal permet des mesures répétées non invasives et invasives généralement effectuée dans la pratique clinique (à droite de cathétérisme cardiaque) de suivre les modifications de l'hémodynamique pulmonaire et la fonction ventriculaire.

Protocole

Ce protocole a été approuvé par le comité d'éthique local sur l'expérimentation animale et par la Commission institutionnelle sur la protection des animaux de notre institution. Tous les animaux ont reçu des soins humains en conformité avec les «Principes de laboratoire Animal Care" formulées par la Société nationale pour la recherche médicale et le «Guide pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire» préparé par l'Institut de laboratoire Ressources Animales et publiées par le National Institutes of Health (NIH Publication No. 86-23, révisée en 1996).

Considérations générales: Tous les animaux doivent être traités avec respect, selon les règles des 3R (Centre national pour le raffinement de remplacement et la réduction des animaux dans la recherche). Les interventions chirurgicales doivent être effectuées avec une stérilité rigoureuse et de la même façon que pour les êtres humains. Tous les dispositifs médicaux doivent être stériles.

1. Protocole d'anesthésie

REMARQUE: Grande Pentecôtee porcelets de 20 kg (3 semaines-vieux) ont été utilisés. L'hypertension artérielle pulmonaire a été induite progressivement. La première étape a consisté à une artère pulmonaire (AP) ligature gauche par une thoracotomie gauche. Étapes suivantes consisté à effectuer l'embolisation PA hebdomadaires pendant 5 semaines. Toutes les procédures ont été réalisées sous anesthésie générale.

1. Ne pas nourrir les animaux 12 heures avant la procédure.
2. Faites une prémédication du porcelet, effectuer une injection intramusculaire en utilisant 30 mg / kg de chlorhydrate de kétamine et aropine 0,05 mg / kg dans les muscles du cou, 30 min avant la procédure. ⁸
3. Lorsque le porc est sous sédatif, insérer un cathéter dans la veine de l'oreille.
4. Effectuer intraveineuse d'un bolus de fentanyl (0,005 mg / kg) et de propofol (2 mg / kg) avant l'intubation. Injecter par voie intraveineuse dans la veine de l'oreille Cisatracurium (0,3 mg / kg) et intuber le cochon (intubation non-sélective avec une sonde Français 7) ^9.
5. Placez les dispositifs de surveillance continue sur le porcelet: ECG en continu, CO _{2 et} expiratoire oxymétrie ^8,9. Insérer un cathéter artériel de champ fluide à travers l'artère carotide sous contrôle échographique pour surveiller la pression artérielle systémique ^10/08.
6. Maintenir une anesthésie générale avec de l'isoflurane (2%) en supplément d'oxygène à 100%, en perfusion continue par voie intraveineuse de fentanyl (0,004 mg / kg) et du propofol (3 mg / kg).
7. Ajouter une antibioprophylaxie avec une injection de Cefatoxine (1 g) et de Gentamycine (80 mg).
8. Empêcher peropératoire et de la douleur post-opératoire avec injection de nalbuphine (0,01 mg / kg) tid
9. Consultez toutes les 15 min de l'exhaustivité de l'anesthésie: absence de mouvement, le rythme cardiaque stable, la pression sanguine, oxygénation.
10. L'utilisation de vétérinaire pommade sur les yeux pour prévenir la sécheresse tandis que sous anesthésie.

2. La ligature de l'artère pulmonaire gauche

1. Installez le porcelet en position couchée sur le côté gauche, de se raser la zone opératoire et désinfecter la peau avec un alcoholisolution de c. Utilisez un champ stérile local.
2. Ouvrez le coffre à travers une petite thoracotomie latérale gauche (5 à 10 cm) dans l'espace de ^la 4 e intercostaux. Ne pas aller à derrière la pointe de l'omoplate. Rétracter attentivement le poumon vers le diaphragme.
3. Une fois la fenêtre chirurgicale idéal situé, retirer la gauche veine azygos et de disséquer l'artère pulmonaire gauche principale avant de l'attacher avec un 2/0 soie non résorbable.
   NOTE: Il est très important de ne pas ouvrir le péricarde.
4. Fermez la couche de poitrine après couche à sutures absorbables. Utilisez un drain thoracique pour retirer le pneumothorax post-opératoire. Retirer le tube de la poitrine juste après l'extubation des porcelets.

3. L'embolisation de l'artère pulmonaire lobe inférieur droit

1. Après une anesthésie générale, mettre le porcelet en position couchée. Effectuer un suivi continu de l'oxymétrie, CO ₂ expiratoire, ECG, signifie la pression artérielle systémique (MPA) et signifie la pression artérielle pulmonaire (PAPm) Tout au long de la procédure.
2. Insérez tous les cathéters par voie percutanée avec guidage échographique. Insérez une artère 6 cathéter français dans l'artère carotide pour la surveillance de la pression artérielle et une 8 gaine française dans la veine cave supérieure à travers la veine jugulaire (Effectuer la ponction 2 cm au-dessus de la fourchette sternale avec une direction de 45 ° d'angle).
3. Sous guidage fluoroscopique, insérer, à travers la gaine 8 Fr, un 5 cathéter angiographique français dans l'artère pulmonaire droite. La pointe du cathéter doit être dans un lobe inférieur artère pulmonaire segmentaire.
4. Préparer le matériau pour l'embolisation de l'artère pulmonaire: 1 ml de colle de tissu mou contenant de la N-butyl-2-cyanoacrylate est ajoutée à 2 ml d'un colorant de contraste lipidique.
   ATTENTION: Eviter le contact de la peau ou des yeux avec le N-butyl-2-cyanoacrylate.
5. Lorsque le cathéter angiographique est bien positionné, injecter 0,2 ml à 0,4 ml de la préparation dans l'artère pulmonaire. Évaluer la tolérance de la mesure de l'embolisation parrapport PAPm / MPA qui ne devrait pas dépasser 0,5. Arrêter embolisation si la saturation en oxygène est <90% et / ou l'AMP a chuté sous 60 mm Hg et / ou le débit cardiaque est inférieure à 2 L / min.
6. Retirer le cathéter et gaines angiographique et effectuer des compressions numériques du site de ponction.

4. évaluation hémodynamique

1. Après une anesthésie générale, positionner le porcelet en position couchée. Effectuer un suivi continu de l'oxymétrie, expiratoire CO _2, électrocardiogramme, pression artérielle systémique (MPA) et la pression artérielle pulmonaire (PAPm) tout au long de la procédure.
2. Ventiler les porcelets ayant le plus faible possible FiO ₂ en tant que fonction de la saturation en oxygène (> 95%).
3. Insérez tout cathéter par voie percutanée sous guidage échographique. Un cathéter artériel 6 Français est inséré dans l'artère carotide et une gaine 8 Français est inséré dans la veine cave supérieure (Effectuer la ponction 2 cm au-dessus de la fourchette sternale avec 45 °direction de l'angle).
4. Insérez un 7 Français Swan-Ganz dans le tronc de l'artère pulmonaire. Évaluer le débit cardiaque par la technique de dilution thermique, avec injection de 10 ml de solution saline à 4 ° C.
5. Enregistrer les paramètres suivants: systolique, diastolique et moyenne pression artérielle systémique et pulmonaire, la fréquence cardiaque, saturation en oxygène, la pression auriculaire droite, le débit cardiaque.

5. évaluation échocardiographique du ventricule droit

1. Après une anesthésie générale, installez le porcelet en position couchée et effectuer une échocardiographie trans thoracique selon lignes directrices en matière de dépistage de la RV. Enregistrement vidéo boucles lors d'une pause en fin d'expiration.

6. pression-volume Boucles d'évaluation avec la méthode de conductance

1. Après une anesthésie générale, installez le porcelet en position couchée. Effectuer un suivi continu de l'oxymétrie, CO ₂ expiratoire, électrocardiogramme, pression artérielle systémique (MPA) etla pression artérielle pulmonaire (PAPm) tout au long de la procédure.
2. Insérez une artère 6 cathéter français à droite ou à gauche artère carotide et un cathéter angiographique dans le ventricule gauche. Insérez une gaine 9 Français dans la veine cave supérieure, un 8 Français dans la bonne ou de la veine fémorale gauche et une artère PiCCO cathéter dans l'artère fémorale droite ou gauche. Insérez tous les cathéters par voie percutanée sous guidage échographique.
3. Effectuez la pression et le volume d'étalonnage de la sonde de conductance selon les recommandations du fabricant. Mesurer la résistivité du sang (Rho) en échantillonnant 5 ml de sang artériel. Récolte 5 ml de sang artériel, de l'air et de remplir la seringue de la sonde pour la mesure de la résistivité du sang. ^10-13.
4. Insérer le cathéter de la conductance dans le ventricule droit à travers la gaine dans le 9FR Veina cave supérieure. Placez correctement l'extrémité du cathéter avec guidage fluoroscopique. Placez l'extrémité du cathéter dans le sommet de la plate-formeht ventricule et insérer toutes longtemps que possible dans le ventricule.
5. Contrôler la qualité des boucles. (Figure 6)
6. Insérez un ballon durables dans la veine Veina inférieure à travers la veine fémorale. Placez l'extrémité juste en dessous de l'oreillette droite. Utilisez guidage fluoroscopique.
7. Enregistrez boucles pression-volume du ventricule droit à l'état basal et lors de la veine cave inférieure occlusion tels que décrits précédemment ^10-12. (Figure 7)

7. Endomyocardial biopsies du ventricule droit

1. Après une anesthésie générale, positionner le porcelet en position couchée. Effectuer un suivi continu de l'oxymétrie, expiratoire CO _2, électrocardiogramme, pression artérielle systémique (MPA) et la pression artérielle pulmonaire (PAPm) tout au long de la procédure.
2. Insérez percutanée 10 gaine française dans la veine cave supérieure. Insérez un 7 Français Swan-Ganz (SG) sonde et une longue 7,5 gaine de cathéter français dans la bonne atrium. Lorsque la pointe de la sonde de SG est bien placé dans le ventricule droit (RV), gonfler le ballonnet de la sonde de SG, pousser le cathéter long gaine dans la RV contre le ballon. Dégonfler le ballon et retirer la sonde de SG laissant le cathéter long gaine dans le RV. La bonne position de la pointe de la longue gaine est contrôlée par radioscopie et l'échocardiographie.
3. Insérez le biotome dans le long-gaine et réaliser des biopsies endomyocardiques sous échographique, fluoroscopie et de contrôle ECG.

8. générales post-chirurgie Considérations de soins

1. Après la chirurgie, l'extubation du porcelet seulement après la reprise des fonctions respiratoires spontanées.
2. Pour le traitement post-opératoire, effectuer une injection intramusculaire de Cefatoxine (1 g) Die pendant 5 jours et de fournir une analgésie appropieted (buprénorphine, l'injection intramusculaire de 0,01 mg / kg pendant 10 jours.
3. Ne pas laisser un animal qui a subi une intervention chirurgicale à la compagnie d'autres animaux jusqu'à leur entière recovered.

9. Euthanasie Méthode

1. Euthanasier les animaux dans les situations suivis; Fin de l'expérimentation, perte de poids des 15% ou plus en une semaine, unibability de se nourrir correctement, l'anorexie, l'infection ne peut être traitée, la douleur ou autre didease, desease trop sévère: cyanose, dyspnée majeure
2. Pendant l'anesthésie générale avec sevoluorane 8%, injecter une dose élevée de propofol (0,5 mg / kg) associée à une dose létale de chlorure de potassium (0,2 g / kg). Quand le cœur est arrêté en diastole, Ramasseur à coeur et du poumon bloc afin de faire une étude histologique et moléculaire.

Résultats

Faisabilité

Ce modèle de porcelet de l'hypertension pulmonaire post-embolique chronique a été établi dans notre laboratoire en 2009-2010. Depuis 2011, nous avons utilisé 70 porcelets et nous avons réalisé 63 modèles achevés. Dans notre expérience, la réalisation de ce modèle a nécessité une courbe d'apprentissage.

En ce qui concerne le taux de mortalité, nous avons observé 5 décès imprévus (7,1%), principalement dans la p...

Discussion

Comme dans la pratique clinique humaine, le respect des règles d'asepsie est obligatoire pendant toutes les procédures chirurgicales. Dans le modèle de porcelet de HPTEC originale décrite par O. Mercier et al., La ligature de l'artère pulmonaire gauche a été réalisée après l'ouverture du péricarde, à travers une sternotomie médiane ^14. Parce que le péricarde reste ouverte, l'interaction entre le ventricule droit et le péricarde a été altérée et une insuffisance card...