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L’injection continue d’acide oléique dans l’artère pulmonaire d’un porc adulte anesthésié induit une insuffisance respiratoire aiguë, permettant une expérimentation contrôlée lors de la décompensation respiratoire aiguë.
Ce protocole décrit un modèle de détresse respiratoire aiguë utilisant une perfusion d’acide oléique administrée de manière centralisée chez des porcs du Yorkshire. Avant l’expérimentation, chaque porc a subi une anesthésie générale, une intubation endotrachéale et une ventilation mécanique, et a été équipé de cathéters bilatéraux d’accès vasculaire central de la veine jugulaire. L’acide oléique a été administré par un cathéter artériel pulmonaire dédié à un débit de 0,2 mL/kg/h. La perfusion a duré de 60 à 120 min, provoquant une détresse respiratoire. Tout au long de l’expérience, divers paramètres, notamment la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire, la pression artérielle, la pression veineuse centrale, la pression artérielle pulmonaire, la pression capillaire pulmonaire, le dioxyde de carbone en fin d’expiration, les pressions maximales des voies respiratoires et les pressions de plateau, ont été surveillés. Vers la marque des 60 minutes, des diminutions de la pression artérielle partielle en oxygène (PaO2) et de la fraction de l’hémoglobine saturée en oxygène (SpO2) ont été observées. Une instabilité hémodynamique périodique, accompagnée d’une augmentation aiguë de la pression artérielle pulmonaire, s’est produite pendant la perfusion. Après la perfusion, l’analyse histologique du parenchyme pulmonaire a révélé des changements indiquant des lésions parenchymateuses et des processus pathologiques aigus, confirmant l’efficacité du modèle pour simuler la décompensation respiratoire aiguë.
L’utilisation de modèles porcins dans la recherche translationnelle revêt une importance significative pour faire progresser notre compréhension de la médecine humaine1. Les modèles porcins, en raison de leurs similitudes physiologiques et anatomiques avec l’homme, constituent une plate-forme précieuse pour l’étude de maladies complexes et d’interventions thérapeutiques1. Dans le contexte de l’insuffisance respiratoire aiguë, les modèles porcins offrent une occasion unique d’étudier les mécanismes physiopathologiques, d’évaluer les stratégies de traitement et d’évaluer les interventions potentielles 1,2,3. La capacité de reproduire des aspects clés de la physiologie respiratoire humaine et des réponses à divers stimuli dans des modèles porcins permet une évaluation complète des modalités thérapeutiques avant de passer aux essais sur l’homme 1,2,3. Ce paradigme de recherche permet aux chercheurs de combler le fossé entre les investigations précliniques et l’application clinique, facilitant ainsi le développement de nouvelles thérapies et améliorant les résultats pour les patients1. Par conséquent, l’établissement d’un modèle d’insuffisance respiratoire aiguë porcin efficient et reproductible constitue un outil crucial pour faire progresser les connaissances sur les maladies respiratoires et guider le développement d’interventions efficaces en médecine humaine1.
La détresse respiratoire, une condition médicale critique, a connu des progrès limités dans son diagnostic et sa prise en charge au cours des trois dernières décennies4. Les paramètres d’évaluation et de triage actuellement utilisés, qui comprennent les symptômes subjectifs, les résultats de l’examen physique, la SpO2 et la fréquence respiratoire, présentent souvent des limites dans la détection des affections pulmonaires aiguës à un stade précoce 5,6,7. Cette insuffisance nuit non seulement à l’efficacité du triage et de l’allocation des ressources, mais ne permet pas non plus d’assurer un suivi quantitatif efficace de la progression de la maladie et de la réponse au traitement chez les patients atteints de maladies pulmonaires chroniques. Le paysage émergent des maladies respiratoires chroniques, telles que la COVID longue, ainsi que le fardeau des insuffisances respiratoires aiguës sur les ressources hospitalières, soulignent le besoin urgent d’étendre la recherche translationnelle et de favoriser l’innovation dans la gestion des maladies respiratoires.
L’infusion directe d’acide oléique dans la circulation sanguine d’un porc a été reconnue comme une méthode robuste pour induire une détresse respiratoire aiguë8. L’acide oléique, un acide gras monoinsaturé, a démontré sa capacité à déclencher des lésions pulmonaires importantes et à compromettre la fonction respiratoire lorsqu’il est introduit dans la circulation pulmonaire8. Lors de la perfusion, l’acide oléique provoque une vasoconstriction, entraînant une augmentation de la pression artérielle pulmonaire et de la résistance, entraînant une altération des échanges gazeux et de l’oxygénation9. De plus, l’acide oléique favorise l’activation des voies inflammatoires, y compris la libération de médiateurs pro-inflammatoires et le recrutement de cellules immunitaires, qui contribuent au développement de lésions pulmonaires et de détresse respiratoire10. Tout cela entraîne une hypoxémie sévère, une augmentation de la pression artérielle pulmonaire et l’accumulation d’eau pulmonaire extravasculaire11. L’évaluation histologique du parenchyme pulmonaire a révélé des lésions qui ne peuvent être distinguées d’une détresse respiratoire aiguë humaine9.
Cet article détaille une méthode impliquant l’administration directe d’acide oléique dans l’artère pulmonaire pour induire une détresse respiratoire aiguë, évitant ainsi une atteinte hémodynamique sévère et incurable. La méthode décrite devrait être un outil précieux pour les futurs chercheurs qui exploreront les mécanismes physiopathologiques sous-jacents de l’insuffisance respiratoire aiguë et évalueront les interventions et les innovations thérapeutiques potentielles.
Le protocole a reçu l’approbation du Comité institutionnel de protection et d’utilisation des animaux de l’Université Vanderbilt (protocole M1800176-00) et a strictement respecté les directives de l’Institut national de la santé pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire. Des porcs Yorkshire mâles et femelles, pesant environ 40 à 45 kg, ont été utilisés dans cette expérience. Les animaux ont été obtenus d’une source commerciale (voir la Table des matières). La pratique actuelle n’implique pas de dépistage des affections médicales préexistantes chez les porcs acquis. Bien qu’il soit reconnu que cette pratique pourrait potentiellement interférer avec les résultats escomptés ou les masquer, elle est considérée comme peu probable selon le fournisseur, et cette limitation est acceptée.
1. Préparation des animaux
2. Infusion d’acide oléique
3. Analyse de la forme d’onde veineuse et procédure de gestion du ventilateur
Les premières données pilotes sur un seul porc montrent une augmentation de RIVA-RI avant les changements dans les autres mesures de surveillance respiratoire (RR et SpO2), conformément aux changements dans le PaO2 (figure 3). La baisse de PaO2 est le résultat « positif » que ce modèle entend atteindre. Les données préliminaires montrent également que le RIVA-RI augmente et que la PaO2 diminue avec la pro...
L’élément clé de ce protocole est de surveiller de près l’état hémodynamique du porc lors de l’administration d’acide oléique pour induire une détresse respiratoire15. Il est de la plus haute importance pour les chercheurs de prendre le temps nécessaire pour positionner correctement les appareils de surveillance hémodynamique. Un inconvénient spécifique de ce modèle est l’instabilité hémodynamique potentielle qui peut survenir à la suite ...
Un brevet provisoire sur la propriété intellectuelle associée à l’analyse de formes d’ondes veineuses respiratoires non invasives a été déposé par les auteurs (BA, CB et KH).
Les auteurs tiennent à remercier le Dr José A. Diaz, Jamie Adcock, Mary Susan Fultz et le S.R. Light Laboratory du Centre médical de l’Université Vanderbilt pour leur aide et leur soutien. Ce travail a été soutenu par une subvention du National Heart, Lung, and Blood Institute des National Institutes of Health (BA ; R01HL148244). Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles des National Institutes of Health.
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Arterial Catheter | Merit Medical, South Jordan, UT, USA | MAK401 | MAK Mini Access Kit 4F |
Blood Pressure Amp | AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA | FE117 | https://www.adinstruments.com/products/bp-blood-pressure-amp |
Central Venous Catheter | Arrow International, Cleveland, OH, USA | AK-09800 | 8.5 Fr. x 4" (10 cm) Arrow-Flex |
Disposable Pressure Transducers | AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA | MLT0670 | https://www.adinstruments.com/products/disposable-bp-transducers |
Edwards Lifesciences Triple Stage Venous Cannulas | Edwards Life Sciences, Irvine, CA | TF293702 | https://www.graylinemedical.com/products/edwards-lifesciences-triple-stage-venous-cannulas-venous-dual-stage-cannula-tf293702?variant=31851942576185&gad=1& gclid=Cj0KCQiAr8eqBhD3ARIsAIe -buNdmkzavUBaIx-1be7boWn2kW hbUR6QCjaobB08uuK9qJW66JvY TM4aAufGEALw_wcB |
Kelly Scissors | MPM Medical Supply, Freehold, NJ 07728 | 104-5516 | https://www.mpmmedicalsupply.com/products/kelly-scissors |
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SurgiVet Clearview Foley Catheter, 8 Fr, 55 cm Silicone | Penn Veterinary Supply, Inc, West Rendering, PN 13971 | SVCFC1030 | https://www.pennvet.com/customer/portal/catalog/home?urile=wcm:path%3APennVet+Catalog/Super+Sku+Catalog/SS0672/Surgivet+Clearview+Silicone+Foley+Catheters |
Telazol (Tiletamine HCl and Zolazepam HCl), Injectable Solution, 5 mL | Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538 | 07-801-4969 | https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078014969?omni=telazol |
Welch Allyn E-MacIntosh Standard Laryngoscope Blade | MFIMedical, San Diego, CA 92131 | WLA-69242 | https://mfimedical.com/products/welch-allyn-e-macintosh-standard-laryngoscope-blade?variant=12965771870285¤cy =USD&utm_medium=product_sync &utm_source=google&utm_content =sag_organic&utm_campaign=sag _organic&gclid=Cj0KCQiAr8eqBhD 3ARIsAIe-buMhpgM96qRXkCUKA 6Mhmdat0p93JbecCGTaLStexhV pkUVa9VkWUzgaAr-iEALw_wcB |
Xylazine HCl 100 mg/mL, Injectable Solution, 50 mL | Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538 | 07-894-5244 | https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078945244 |
Yorkshire Pigs | Oak Hill Genetics, Ewing, IL, USA | 138274 | Female/Male Swine- Yorkshire/Landrace 81-100lbs |
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