Modèle ovin chronique d’insuffisance ventriculaire droite et de régurgitation tricuspide fonctionnelle

Résumé

L’insuffisance ventriculaire droite et la régurgitation tricuspide fonctionnelle sont associées à une cardiopathie gauche et à une hypertension pulmonaire, qui contribuent de manière significative à la morbidité et à la mortalité chez les patients. L’établissement d’un modèle ovin chronique pour étudier l’insuffisance ventriculaire droite et la régurgitation tricuspide fonctionnelle aidera à comprendre leurs mécanismes, leur progression et les traitements possibles.

Résumé

La physiopathologie de la régurgitation tricuspide fonctionnelle sévère (FTR) associée à la dysfonction ventriculaire droite est mal comprise, ce qui conduit à des résultats cliniques sous-optimaux. Nous avons entrepris d’établir un modèle ovin chronique de RTF et d’insuffisance cardiaque droite pour étudier les mécanismes de la RTF. Vingt moutons mâles adultes (âgés de 6 à 12 mois, 62 ± 7 kg) ont subi une thoracotomie gauche et une échocardiographie de base. Une bande artérielle pulmonaire (PAB) a été placée et serrée autour de l’artère pulmonaire principale (AP) pour au moins doubler la pression artérielle pulmonaire systolique (SPAP), induisant une surcharge de pression ventriculaire droite (RV) et des signes de dilatation du rotavirus. Le PAB a fortement augmenté le SPAP de 21 ± 2 mmHg à 62 ± 2 mmHg. Les animaux ont été suivis pendant 8 semaines, les symptômes d’insuffisance cardiaque ont été traités avec des diurétiques et une échocardiographie de surveillance a été utilisée pour évaluer la collecte de liquide pleural et abdominal. Trois animaux sont morts au cours de la période de suivi en raison d’un accident vasculaire cérébral, d’une hémorragie et d’une insuffisance cardiaque aiguë. Après 2 mois, une sternotomie médiane et une échocardiographie épicardique ont été réalisées. Sur les 17 animaux survivants, 3 ont développé une régurgitation tricuspide légère, 3 ont développé une régurgitation tricuspide modérée et 11 ont développé une régurgitation tricuspide sévère. Huit semaines d’anneaux artériels pulmonaires ont abouti à un modèle ovin chronique stable de dysfonction ventriculaire droite et à une RTF importante. Cette grande plateforme animale peut être utilisée pour étudier plus avant la base structurelle et moléculaire de l’échec du rotavirus et de la régurgitation tricuspide fonctionnelle.

Introduction

L’insuffisance ventriculaire droite (FVR) est reconnue comme un facteur important contribuant à la morbidité et à la mortalité des patients cardiaques. Les causes les plus courantes de FVR sont les cardiopathies du côté gauche et l’hypertension pulmonaire¹. Au cours de la progression de la FVR, une régurgitation tricuspide fonctionnelle (FTR) peut survenir à la suite d’un dysfonctionnement ventriculaire droit (RV), d’une dilatation annulaire et d’un remodelage sous-valvulaire. La RTF modérée à sévère est un prédicteur indépendant de la mortalité^2,3, et on estime que 80 % à 90 % des cas de régurgitation tricuspide sont de nature fonctionnelle⁴. Le FTR lui-même peut favoriser un remodelage ventriculaire défavorable en influençant soit la post-charge ou la précharge⁵. La valve tricuspide a toujours été considérée comme la valve⁶ oubliée, et on croyait que le traitement des maladies cardiaques du côté gauche résoudrait la pathologie associée au RV et à la RTF⁷. Des données récentes ont montré qu’il s’agissait d’une stratégie erronée, et les directives cliniques actuelles préconisent une approche beaucoup plus agressive de FTR⁴. Cependant, la physiopathologie de la RTF sévère associée à la dysfonction ventriculaire droite est encore mal comprise, conduisant à des résultats cliniques sous-optimaux⁸. Les modèles de FVR pour grands animaux actuellement disponibles sont basés sur la pression, le volume ou la surcharge mixte. Nous avons déjà décrit un grand modèle animal de FVR et de TR, mais seulement dans un contexte aigu⁹.

La présente étude se concentre sur un modèle ovin chronique de cerclage artériel pulmonaire (PAB) pour augmenter la postcharge du rotavirus (surcharge de pression) et induire un dysfonctionnement du rotavirus et un FTR. Le modèle de postcharge est fiable et reproductible par rapport aux modèles d’hypertension pulmonaire, dans lesquels les changements dans la microvascularisation sont moins prévisibles et plus probables¹⁰. L’objectif de l’étude était de développer un modèle animal chronique de FVR et de FTR qui imiterait le plus précisément possible la surcharge de pression du rotavirus chez les patients atteints de cardiopathie gauche et d’hypertension pulmonaire. L’établissement d’un tel modèle permettrait des études approfondies sur la physiopathologie du remodelage ventriculaire et valvulaire associé au dysfonctionnement du rotavirus et à l’insuffisance tricuspide. Le modèle ovin a été choisi sur la base de nos travaux antérieurs sur la valve mitrale et de la littérature publiée soutenant les similitudes anatomiques et physiologiques entre les cœurs humains et ovins^11,12,13.

Pour cette étude, 20 moutons adultes (62 ± 7 kg) ont subi une thoracotomie gauche et un anneau de l’artère pulmonaire principale (PAB) pour au moins doubler la pression artérielle pulmonaire systolique (SPAP), induisant ainsi une surcharge de pression du rotavirus. Les animaux ont été suivis pendant 8 semaines et les symptômes de l’insuffisance cardiaque ont été traités avec des diurétiques lorsqu’ils étaient cliniquement apparents. Une échocardiographie de surveillance a été effectuée périodiquement pour évaluer la fonction du rotavirus et la compétence valvulaire. Après l’achèvement du protocole expérimental pour le développement du modèle (8 semaines), les animaux ont été ramenés en salle d’opération pour la sternotomie médiane et l’implantation de cristaux de sonomicrométrie sur les structures épicardiques et intracardiaques. Cette procédure a été réalisée en utilisant un pontage cardiopulmonaire avec le cœur battant et avec contrôle bicaval. Il n’y a eu aucun problème à sevrer les animaux de la dérivation cardiopulmonaire ou à acquérir les données de sonomicrométrie dans un environnement hémodynamique stable à l’état d’équilibre sans avoir besoin d’inotropes pour le soutien cardiaque droit. Nous prévoyons d’effectuer une annuloplastie annulaire tricuspide et d’autres procédures du cœur droit dans un proche avenir en utilisant une approche de thoracotomie droite dans les expériences terminales et de survie. L’expérience actuelle nous porte à croire qu’il sera possible de sevrer les animaux du pontage cardiopulmonaire sans difficulté et que la survie à long terme est possible. En tant que tel, nous croyons que le modèle permettra la réalisation d’interventions cardiaques cliniquement pertinentes. Vous trouverez ci-dessous une description des étapes (périopératoires et opératoires) effectuées pour la réalisation du protocole expérimental ovin.

Protocole

Le protocole a été approuvé par le Michigan State University Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) (protocole 2020-035, approuvé le 27/07/2020). Pour cette étude, 20 moutons mâles adultes pesant 62 ± 7 kg ont été utilisés.

1. Étapes préopératoires

1. Jeûnez l’animal 12 h avant la chirurgie (pendant la nuit).
2. Placez l’animal dans une chaise de mouton (Figure 1) et préparez-vous à la canulation de la veine jugulaire droite à l’aide d’une longue gaine introductrice de 11 Fr (longueur de la gaine = 10 cm).
3. Rasez-vous avec des tondeuses le long du site de placement IV - la face antérieure droite du cou à environ 10-15 cm latéralement de la ligne médiane pour la veine jugulaire droite.
4. Tournez la tête de l’animal vers la gauche afin que les aspects antérieur et latéral droit du cou soient exposés. Localisez l’évolution de la veine jugulaire. Pour faciliter cela, comprimez le bas du cou pour distendre la veine.
5. Nettoyer avec un gommage à base de chlorhexidine et d’alcool, et anesthésier localement avec 1% de lidocaïne.
6. Canuler la veine jugulaire dans le tiers moyen à supérieur du cou, comme décrit.
   1. Couper la peau au-dessus de la veine avec une lame numéro 11 perpendiculaire à la veine.
   2. Canuler avec un angiocathéter de 14 G; lorsqu’il est en place (du sang sort de l’aiguille ou du sang est repéré), retirez l’aiguille, quittez le cathéter, passez le fil guide, retirez le cathéter, placez la gaine 11 Fr et fixez-la.
   3. Assurer la perméabilité et le bon placement de la canule en prélevant le sang rouge foncé et en effectuant un rinçage au sérum physiologique pour confirmer l’écoulement et l’absence de gonflement au site d’insertion.
7. Commencer l’induction de propofol à 1,0-1,5 mg / kg par voie intraveineuse (IV).
8. Intuber avec un tube endotrachéal numéro 9 (ET) à l’aide d’un laryngoscope avec une lame numéro 5. Pour cela, une personne doit sécuriser les mâchoires et la langue, tandis que l’autre personne identifie la trachée, insère le tube ET et gonfle le brassard d’étanchéité. Confirmer le bon placement par les bruits respiratoires bilatéraux et la condensation sur le tube ET.
9. Administrer par voie intraveineuse l’analgésique buprénorphine à raison de 0,01 mg/kg et utiliser 240 mg de gentamicine et 1 g de céfazoline pour la prophylaxie antibiotique.
10. Transférez l’animal de la chaise du mouton sur une table chirurgicale et positionnez-le sur son côté droit.

2. Étapes chirurgicales

1. Aérer à 15 mL/kg (12-18 respirations/min), avec un débit d’oxygène de 4 L/min et de l’isoflurane à 2,5%-4,0%. Confirmez une anesthésie appropriée pour vous assurer que le sujet est au niveau chirurgical (stade 3) en vérifiant le tonus de la mâchoire et la rotation des yeux.
2. Lubrifiez les deux yeux en appliquant une pommade ophtalmique et insérez une sonde gastrique pour assurer l’évacuation des gaz et des aliments. Connectez l’électrocardiogramme (ECG), l’oxymètre de pouls (SpO 2), le capnographe (ETCO₂) et les moniteurs de température corporelle. Fixez les fils des membres ECG (I, II, III) à la peau via des pinces crocodiles, le capteur SpO 2 à la joue de l’animal et le tube ETCO₂ au tube endotrachéal, et passez la sonde de température par la narine dans le nasopharynx.
3. Préparer le champ opératoire. Raser le thorax antérieur gauche, nettoyer avec un gommage à base de chlorhexidine et d’alcool et couvrir de champs stériles.
4. Faites une incision cutanée et sous-cutanée de 10 cm de long au niveau du quatrième espace intercostal.
5. Confirmez l’espace intercostal correct en identifiant l’entrée thoracique et en comptant les espaces intercostaux vers le bas. Ensuite, continuez l’incision au centre et le long du quatrième espace intercostal.
6. Divisez les muscles intercostaux, ouvrez la cavité thoracique et écartez les côtes avec un écarteur de type Finochietto mini-thoracotomie. Lors de la thoracotomie, veillez à ne pas blesser l’artère mammaire interne gauche (LIMA) au bord sternal de l’incision et le poumon au bord supérieur.
7. Effectuer une échocardiographie épicardique de base pour évaluer la fonction biventriculaire et la compétence valvulaire. L’apparition de vues non standard peut être due à la mini-thoracotomie axée sur la valve tricuspide (TV), la fonction ventriculaire droite et gauche et le flux de l’artère pulmonaire.
8. Identifiez la LIMA au bord sternal de l’incision, retirez les tissus adjacents qui l’entourent et préparez-vous à établir une ligne artérielle pour la surveillance de la pression.
9. Placez deux sutures de soie 4-0 autour de l’artère, avec une proximale et une distale au site de canulation (utilisées pour sécuriser le cathéter artériel).
10. Utilisez des clips en titane avec un applicateur de clip pour clipser le LIMA distal au site de canulation prévu afin d’éviter les saignements de refoulement pendant la canulation.
11. Faites une incision perpendiculaire qui est la moitié de la circonférence du cathéter dans le LIMA avec une lame numéro 11.
12. Insérez un angiocathéter de 18 G et fixez-le au module de cathéter artériel. Lorsqu’une pression d’environ 120/80mmHg est atteinte, fixez le cathéter en place à l’aide des deux sutures en soie 4-0 placées précédemment.
13. Effectuer une péricardiotomie en commençant au niveau des sinus de l’artère pulmonaire et en allant de 4 à 5 cm latéralement le long de l’artère pulmonaire principale (AMP), en prenant soin de ne pas blesser le nerf phrénique gauche.
14. Appliquez quatre à cinq points de rétraction sur le péricarde ouvert pour créer un puits péricardique, car cela facilite l’exposition et la dissection entre le tronc pulmonaire et l’aorte.
15. Disséquer l’APM de l’aorte ascendante (AA) à environ 2-3 cm de son origine à l’aide d’une pince émoussée à angle droit, en commençant au niveau de l’appendice auriculaire gauche et en travaillant vers l’AA. Pour séparer complètement la MPA de l’AA, utilisez l’électrocautérisation ou des ciseaux pour enlever le tissu conjonctif entre les deux structures.
16. Passez un ruban ombilical autour de la MPA avec une pince émoussée à angle droit. Établir une conduite de pression MPA en plaçant une suture de corde de bourse monofilament 5-0 à 1 cm distale des sinus de la MPA.
17. Insérez un angiocathéter de 20 G et connectez-le à une ligne de surveillance. S’assurer que les lectures correctes de la MPA et de la ligne artérielle sont obtenues avant de serrer la bande ombilicale; Les pressions artérielle et pulmonaire peuvent varier, mais doivent être comparables aux valeurs humaines du patient.
18. Tenez les deux extrémités du ruban ombilical et attachez-les ensemble pour réduire la lumière de la MPA.
19. Serrez progressivement la bande à l’aide de l’application successive d’un applicateur à pince, chaque clip étant placé sous le clip précédent jusqu’à ce que la pression artérielle systémique commence à diminuer régulièrement (Figure 2). À ce stade, retirez le dernier clip placé pour stabiliser la pression artérielle systémique.
20. Lorsque le cnchage maximal et les conditions hémodynamiques stables sont atteints, fixer le ruban ombilical à l’adventice de l’AMP en utilisant une suture monofilament 5-0 pour éviter la migration distale.
21. Effectuer une échocardiographie post-bague pour évaluer la fonction biventriculaire et la compétence valvulaire, comme à l’étape 2.7. Retirez la ligne de pression MPA et la ligne artérielle et assurez-vous d’une bonne hémostase en vérifiant tout saignement provenant de la zone où la bande et les lignes artérielles ont été placées.
22. Placez un tube thoracique dans le thorax gauche, avec le site d’entrée un espace intercostal sous l’incision initiale. Fermez les côtes avec deux sutures Vicryl taille 2 et fermez la plaie avec des sutures continues à trois couches: Vicryl 2-0 pour les tissus musculaires et sous-cutanés et Prolene 3-0 pour la peau.
23. Lorsqu’aucun signe de saignement n’est observé, retirez le drain thoracique avant de sevrer l’animal du ventilateur.
24. Sevrez l’animal du ventilateur, extuberez-le, déplacez-le dans une seule cage et suivez-le de près pendant au moins 1 h. Laissez le cathéter IV central en place et fixez-le à l’aide d’un bandage lâche autour du cou.
    NOTE: L’analgésie intraveineuse postopératoire a été maintenue avec la buprénorphine (0,05 mg / kg) et Flunixin (1,2 mg / kg) pendant 3 jours après la chirurgie.

Résultats

Après l’achèvement du protocole expérimental pour le développement du modèle (près de 8 semaines), les animaux ont été ramenés en salle d’opération pour une sternotomie médiane et l’implantation de cristaux de sonomicrométrie sur les structures épicardiques et intracardiaques. Cette procédure a été réalisée en utilisant un pontage cardiopulmonaire avec le rythme cardiaque et avec contrôle bicaval, comme décrit par notre groupe en détail précédemment⁹. Il n’y a eu auc...

Discussion

Dans ce modèle, 8 semaines de cerclage de l’artère pulmonaire ont entraîné un modèle ovin chronique stable de dysfonction ventriculaire droite et, dans la plupart des cas, un RTF important. Les points forts du modèle de CAP chronique présenté comprennent l’ajustement précis de la postcharge pendant la procédure, bien que son influence sur les réponses au RV puisse différer. Le modèle convient à l’évaluation de divers degrés de défaillance du rotavirus ou de RTF, la gravité étant modulée par le d...

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anesthesia Machine Drager Narkomed MRI-2	Drager	4116091-001
angiocatheter	BD	BD382268	14GAx8.25cm
BD ChloraPrep Scrub Teal 26 ml applicator with a sterile solution
Blade #11	Bard-Parker	371111
Buprenorphine	HIKMA
cefazolin 1.0g	Hikma	0143-9924-90
Diprivan 200mg/20ml	63323-0269-29	FRESENIUS KABI
Electrosurgical generator Valleylab Force FX	Valleylab	CF5L44233A
Gentamicin Sulfate 40 mg / mL	Fresenius	406365
i-Stat Blood analyzer MN 300	Abbott
Lidocaine HCl 1%	Pfizer	243243
Open ligating clip appliers Horizon Medium	Teleflex	237061
PERMAHAND Silk Suture	PERMA HAND	SA 63H
Pinnacle Introducer sheath	Terrumo	RSS102	sheath length 10cm
Prolene 3-0	ETHICON	8684H
Titanium Clips Medium	Teleflex	2200
Umbilical tape	Ethicon	EFA 1165
VICRYL 2 coated undyed 1X54" TP-1	ETHICON	J 880T
Vicryl 2-0	ETHICON	J269H