Ce travail est soutenu par un Hamilton-Fairley NHMRC Fellowship (RH, AL), le Programme d&#39;appui aux infrastructures opérationnelles de l&#39;époque victorienne gouvernement (RH, EW) et la Curie Industria-Academia partenariat Marie et Pathways Subvention parrainée par la Commission européenne (ME, PD) . Les auteurs tiennent à remercier le Dr André Miyague, le Dr Francesca Russo, Mme Rosita Kinnart et M. Ivan Laermans pour leur expertise technique dans la production de cette vidéo.

Le protocole expérimental suivant est approuvé par le Comité d&#39;éthique animale, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgique. Nous avons suivi la procédure décrite précédemment chirurgical 13, y compris certains changements méthodologiques, en particulier dans la procédure d&#39;anesthésie. 1. Induire restriction de croissance intra-utérin (RCIU) <ol><li> Heure du lapines gravides (hybride Dendermonde et la Nouvelle-Zélande Blanc) sont logés dans des cages individuelles sur un calendrier de lumière 12/12 h avec accès à l&#39;eau et le lapin norme ad libitum à partir de l&#39;âge gestationnel (AG) 18 jours. À GA 25 jours (à terme est de 31 jours environ), les lapins sont transférés à la salle d&#39;opération pour la création chirurgicale de RCIU. Avant la chirurgie, attribuer aléatoirement une «affaire» (RCIU) et &quot;contrôle&quot; corne utérine dans l&#39;utérus bicorne de lapin en utilisant un logiciel de randomisation (GraphPad Software, USA) 19. Taille de l&#39;échantillon doit être déterminé par des calculs de puissance par individu res chercheurs pour leur question d&#39;intérêt. </li><li> Procédure anesthésie. anesthésie par induction est obtenue par l&#39;administration de kétamine 35 mg / kg (CEVA Santé Animale, Bruxelles, Belgique) et de xylazine 5 mg / kg (CEVA Santé Animale, Bruxelles, Belgique) par voie intramusculaire dans la patte arrière. L&#39;anesthésie est ensuite maintenue avec un mélange inhalation de 1-4% d&#39;isoflurane (Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd, Queenborough, Kent, Royaume-Uni) en O 2 à 2 L / min. Placez un oxymètre de pouls (Nellcor N-20, Covidien, Irlande) sur la deuxième et troisième orteil maternelle de surveiller en permanence le rythme cardiaque et artérielle en O 2 saturation. </li><li> Intervention chirurgicale. <ol><li> Prémédication. Avant de commencer la chirurgie, administrer des antibiotiques prophylactiques pénicilline G, 300.000 UI (Kela Pharma, Hoogstraten, Belgique), de l&#39;utérus tocolytic acétate de médroxyprogestérone à 0,9 mg / kg (Depo-Provera, Pharmacia Upjohn, Puurs, Belgique) et la buprénorphine analgésique 0,03 mg / kg (Temgesic; Schering-Plough) Sous-cutanée en une seule seringue 2,5 ml. </li><li> préparation de lapin. Placez le lapin sur un coussin chauffant pour la durée de l&#39;opération. Enlever les poils du champ chirurgical abdominal et appliquer un antiseptique de povidone-iode 7,5% (Betadine, Purdue, Connecticut, USA). Un protocole aseptique complet est ensuite utilisé. </li><li> Laparotomie abdominale. Infiltrer le site d&#39;incision avec un anesthésique local (2 ml de lidocaïne 1%, B Braun Medical, Belgique) sous-cutanée. Le site de l&#39;incision doit être d&#39;environ 5 cm de longueur dans la ligne médiane, dans le 2/3 inférieurs de l&#39;abdomen. Une fois que la peau est ouvert, utiliser un mélange de dissection et émoussé pour exposer la gaine du muscle grand droit. Des précautions doivent être prises pour éviter les glandes mammaires maternels vasculaires situées de chaque côté de la ligne médiane à l&#39;entrée (figure 1A). Saisir la gaine du droit et du péritoine, tente d&#39;empêcher l&#39;inclusion accidentelle de contenu abdominal, et entrez soigneusement à l&#39;aide dissection (figure 1B). </li><li> Extériorisation utérine. Surround le champ opératoire avec des rideaux de gaze trempé dans une solution saline chauffée. Saisissez délicatement et extérioriser deux côtés de l&#39;utérus bicorne. Il faut prendre soin de ne pas placer soit le vagin ou à la fin de l&#39;ovaire de chaque corne utérine sous tension, car cela peut entraîner des saignements indésirables, la douleur et la contractilité utérine. L&#39;assistant irrigue en permanence l&#39;utérus exposé avec une solution saline chauffée à empêcher les contractions utérines. Palper et enregistrer le nombre de foetus présents dans chaque corne. Par convention, le fœtus à la fin de l&#39;ovaire est désigné le premier foetus. Une corne utérine est le cas corne et l&#39;autre est le guignol. Identifier la corne de cas précédemment attribués au hasard pour l&#39;induction de RCIU et ensuite remplacer le guignol dans l&#39;abdomen (foetus de contrôle interne). </li><li> Chirurgicalement induite RCIU. Identifier les vaisseaux utéroplacentaires pour chaque sac gestationnel dans la corne de cas désigné (figure 1C).Chirurgicalement ligaturer 40-50% de ces navires utilisant un polyglactine suture 5-0 (Ethicon Vicryl, Johnson et Johnson Medical, Etats-Unis) (figures 1D-1F). Dans la pratique, il ya souvent trois faisceaux vasculaires alimentant chaque sac gestationnel. Dans ce cas, le plus grand faisceau vasculaire est ligaturé. Une fois terminé, l&#39;utérus est à nouveau irriguée avec une solution saline chauffée et soigneusement remis à l&#39;abdomen. </li><li> Fermeture abdominale. Fermer l&#39;abdomen en deux couches à l&#39;aide d&#39;un fonctionnement continu 2-0 polyglactine suture (Ethicon Vicryl, Johnson et Johnson Medical, USA). Fermer la peau avec subcuticulaire 3-0 polyglactine suture (Ethicon Vicryl, Johnson et Johnson Medical, USA). Aérosol en aluminium sur la plaie pour empêcher le lapin de s&#39;immiscer plus tard avec les sutures. </li><li> Recovery. Cessez anesthésie et observer de près la reprise de la respiration. Le lapin est alors logé comme décrit ci-dessus avec accès à la nourriture et de l&#39;eau ad libitum et observé quotidiennement. </li></ol></li></ol> 2. Échocardiographie fœtale et Pulsed-ondes ultrasons Doppler <ol><li> Le même lapin est ensuite transféré à l&#39;AG 30 jours pour échocardiographie et l&#39;échographie. Le lapin est posé sur un coussin chauffant pour la durée de l&#39;examen. </li><li> Procédure anesthésie. <ol><li> anesthésie par induction est obtenue par l&#39;administration de kétamine 35 mg / kg (CEVA Santé Animale, Bruxelles, Belgique) et de xylazine 5 mg / kg (CEVA Santé Animale, Bruxelles, Belgique) par voie intramusculaire. Une fois posée, un accès veineux en utilisant une jauge canule 24 (BD Insyte-W, Becton Dickinson thérapie par perfusion Systems, Utah, USA) inséré dans une veine auriculaire périphérique. </li><li> Maintenir l&#39;anesthésie avec une perfusion continue de kétamine et de xylazine: 2 ml de kétamine (100 mg / ml) et 1,5 ml de xylazine (20 mg / ml) à 46,5 ml de sérum physiologique, puis infusée via une pompe seringue à 40 ml / h. Fixer un three-way-tap et fixer une seringue d&#39;anesthésie de sauvetage 5: 2 mlkétamine (100 mg / ml) et 1,5 ml de xylazine (20 mg / ml). Bolus de 0,5 ml sauvetage anesthésie sont rarement nécessaires. Administrer la buprénorphine analgésique 0,03 mg / kg (Temgesic; Schering-Plough) subcutaneouslyprior à la chirurgie. L&#39;oxygène 2 l / min est appliqué par masque. Placez un oxymètre de pouls (Nellcor N-20, Covidien, Irlande) sur la deuxième et troisième orteil maternelle de surveiller en permanence le rythme cardiaque et artérielle en O 2 saturation. </li></ol></li><li> Laparotomie abdominale et extériorisation utérine. Reportez-vous à 1.3.3 et 1.3.4. </li><li> Positionnement du fœtus pour échocardiographie et échographie. <ol><li> Placez le lapin dans une position latérale orientée vers le chercheur. Cela facilite plus facile la récupération d&#39;un seul sac gestationnel pour examen et évite toute traction excessive sur les navires utéroplacentaires. Autant que possible, essayez d&#39;extérioriser un seul sac gestationnel à la fois pour minimiser l&#39;exposition. S&#39;assurer que le sac gestationnel exposée est placée sur une gaze irriguée avecréchauffé saline. Pour garantir des résultats standardisés entre les différents groupes d&#39;étude, en général seulement le foetus à l&#39;ovaire et se termine vaginales de chaque corne utérine sont utilisés dans l&#39;examen échographique. </li><li> La fonction cardiaque foetale est très sensible à l&#39;effet d&#39;extériorisation utérine, le changement de température et de pression du transducteur à ultrasons sur les vaisseaux placentaires. Pour minimiser ces effets confondants environnementales et iatrogènes sur la fonction cardiaque, l&#39;échographie doit commencer immédiatement après extériorisation du sac gestationnel et doit être systématique et efficace. Dans notre expérience, les changements dans la fonction cardiaque du fœtus se produisent rarement dans les 5 premières minutes d&#39;exposition. Si bradycardie fœtale est rencontré, retirer la sonde d&#39;échographie, repositionner le fœtus pour éviter de plier les bateaux foeto-placentaire, irriguer avec réchauffé saline ou retourner brièvement le sac gestationnel dans l&#39;abdomen de la mère. Si bradycardie fœtale est persistant, l&#39;examen de cette fetus doit être abandonné au profit de l&#39;examen de la prochaine fœtus. </li></ol></li><li> Échocardiographie fœtale. <ol><li> Le Visualsonics VEVO 2100 (Toronto, Canada) plate-forme de microultrasound haute résolution avec un logiciel d&#39;analyse cardiaque et la tension installée est nécessaire. A VisualSonics MS-250 transducteur (VisualSonics, Toronto, Canada) est utilisé pour l&#39;acquisition de données. Ceci a une fréquence centrale de 21 MHz avec une largeur de bande de 13 à 24 MHz. Le foyer géométrique est de 15 mm, la largeur maximale de l&#39;image est de 23 mm et la profondeur maximale de l&#39;image est de 30 mm. L&#39;empreinte est de 28 x 5,75 mm. Les données sont acquises conformément à l&#39;American Society of directives d&#39;échocardiographie et les normes de performance de l&#39;échocardiographie fœtale. 20 </li><li> L&#39;acquisition de données 1: Vue latérale au niveau de la chambre avec vue sur quatre latéral, enregistrer un mode B ciné boucle d&#39;au moins cinq cycles cardiaques pour déterminer la souche, la vitesse de déformation, de la vitesse et de déplacement.. Ce sont analysées hors ligne en utilisant le VevoStrain(Visualsonics, Toronto, Canada) algorithme tel que décrit précédemment dans la revue en détail. 21 indices d&#39;échocardiographie en mode M peut alors être obtenue à ce point de vue standard. Hors mesures de structure et de la fonction cardiaque peuvent ensuite être analysées: ventriculaire interne et le diamètre du septum en systole et diastole, le volume, le volume systolique, la fraction de raccourcissement, la fraction d&#39;éjection et le débit cardiaque 21. </li><li> L&#39;acquisition de données 2:. Vue apicale Au niveau de la apicale quatre cavités vue, en mode B boucle cine peut être répétée pour VevoStrain analyses comme décrit ci-dessus. M-Mode échocardiographie est utilisée pour évaluer tricuspide (TAPSE) et excursion mitrale annulaire plane systolique (mapse) et déformation longitudinale et la vitesse de déformation. 22,23 Ce point de vue apicale permet également l&#39;évaluation des flux valvulaire vitesse formes d&#39;onde et l&#39;indice de performance myocardique modifié comme précédemment décrit 24. </li></ol></li><li> Fœtoplacentaire impulsion agita Doppler ULTrasound. </li></ol> La vitesse d&#39;écoulement des formes d&#39;onde (FVW) de l&#39;artère ombilicale sont obtenus en localisant les vaisseaux ombilicaux en utilisant Doppler couleur, puis en plaçant la porte d&#39;échantillonnage Doppler pulsé sur l&#39;artère ombilicale sur une boucle libre de cordon ombilical. 25 L&#39;artère cérébrale (MCA) FVW milieu est situé en plaçant la grille d&#39;échantillonnage Doppler pulsé juste au-delà de l&#39;origine de la MCA fois le cercle de Willis est situé par Doppler couleur 26. Le canal veineux (DV) FVW est obtenue en plaçant la grille d&#39;échantillonnage Doppler pulsé à la partie proximale de la DV vu avec Doppler couleur où il provient de la veine ombilicale intrahépatique soit dans une vue sagittale ou transversale du fœtus. 26 L&#39;indice de pulsatilité (IP) est calculé hors ligne en utilisant le logiciel d&#39;analyse cardiovasculaire VisualSonics.

L&#39;auteur, le Professeur Jan D&#39;Hooge a conclu un accord de recherche avec VisualSonics. Les auteurs n&#39;ont aucune divulgation.

Nous avons utilisé une approche précédemment validée de réduire chirurgicalement le flux sanguin utéro-placentaire chez le lapin pour produire RCIU 13-16 et d&#39;examiner plus tard la fonction cardiaque foetale 14 pour décrire la technologie de microultrasound et l&#39;analyse de la fonction cardiaque disponible sur le VisualSonics VEVO 2100. La capacité à se reproduire fœtoplacentaire Doppler changements de fœtus RCIU humains dans un petit modèle animal et pour permettre ensuite l&#39...

Le fardeau des maladies cardiovasculaires qui résulte de la restriction de croissance intra-utérine du fœtus (RCIU) ne peuvent pas être surestimée. C&#39;est la principale cause de la mortinaissance après anomalies congénitales. 1 RCIU se réfère à un fœtus qui ne parvient pas à atteindre son potentiel de croissance et est généralement un résultat de l&#39;insuffisance placentaire. 2 Chez les survivants, les maladies cardiovasculaires maladie se manifeste à travers la durée de vie avec une dysfonction myocardique apparent durant l&#39;enfance et l&#39;hypertension 3,4 ultérieur 5, 6 diabète, l&#39;obésité et le développement dans la vie adulte - tous les facteurs de risque cardiaque cumulative, de la naissance à la mort prématurée d&#39;une maladie cardiaque ischémique 7. Développer des modèles animaux pour caractériser la communication materno-fœtale qui établit RCIU et la réponse du fœtus à la suite de la disponibilité réduite du substrat est nécessaire si nous voulons à la fois mieux comprendre la physiopathologie de la voiture RCIU liéesinsuffisance DIAC et d&#39;élaborer des stratégies cardio-protectrices pour améliorer la santé foetale et postnatale. À cet égard, de nombreux modèles différents à travers différentes espèces ont été décrites. 8 RCIU est généralement induite par la mère en vertu de la nutrition avec un régime faible en protéines chez les rongeurs, 9 ablation chirurgicale ou la ligature du flux sanguin utérin chez les rongeurs et les cochons d&#39;Inde 10 ou occlusion de l&#39; artère ombilicale chez les ovins. 11 Cependant, il est évident qu&#39;aucun modèle entièrement récapitule le RCIU humaine. 12 Dans cette étude méthodologique actuel, nous avons utilisé une approche bien validée d&#39;interruption vasculaire utéro-placentaire sélective dans un lapin 13-16 qui ne produit pas seulement des réponses cardiovasculaires observées chez le foetus par échographie cliniquement 14, mais permet également l&#39;interrogation de la fonction cardiaque foetale roman échocardiographie utilisant la technologie de microultrasound de la VisualSonics VEVO 2100. Bien que l&#39;échographie Doppler de fetoplbateaux acental demeure la pierre angulaire de la surveillance prénatale courant de RCIU fœtus 17, l&#39;échocardiographie fonctionnelle est de plus en plus utilisé pour fournir de nouveaux aperçus sur la physiopathologie de la maladie et d&#39;évaluer le bien-être fœtal. 18 Par conséquent, ici nous prenons ces avancées de la recherche clinique et de décrire un modèle animal qui ports non seulement cette imagerie sophistication, mais fournit également la plate-forme expérimentale pour étudier les voies mécanistiques et de nouvelles thérapies.

<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

Croissance restriction (RCIU) résultats fœtale intra-utérine de la fonction cardiaque anormale qui est apparent avant la naissance en raison des progrès fœtoplacentaire échographie Doppler et l&#39;échocardiographie fœtale. De plus en plus, ces modalités d&#39;imagerie sont employées en clinique pour étudier la fonction cardiaque et d&#39;évaluer le bien-être in utero, guidant ainsi calendrier des décisions de naissance. Ici, nous avons utilisé un modèle de lapin de RCIU qui permet l&#39;analyse de la fonction cardiaque de façon cliniquement pertinente. Après anesthésie induite isoflurane, RCIU est créée chirurgicalement au gestationnel jour d&#39;âge 25 en effectuant une laparotomie, exposant l&#39;utérus bicorne et puis ligaturer 40-50% des navires utéroplacentaires fournissant chaque sac gestationnel dans une seule corne utérine. L&#39;autre corne dans le bicorne utérus de lapin sert fœtus de contrôle interne. Puis, après sa récupération à gestationnel jour d&#39;âge 30 (à terme), le même lapin subit un examen de la fonction cardiaque du fœtus. L&#39;anesthésie est induite avec Ketamine et xylazine par voie intramusculaire, puis maintenus par une perfusion intraveineuse continue de kétamine et de xylazine pour minimiser les effets iatrogènes sur la fonction cardiaque du fœtus. Une laparotomie de répétition est effectuée pour exposer chaque sac gestationnel et un examen de microultrasound (VisualSonics VEVO 2100) de la fonction cardiaque foetale est effectuée. L&#39;insuffisance placentaire est évident par un indice de pulsatilité élevé ou une fin flux diastolique absent ou inversé de l&#39;artère ombilicale Doppler onde. Le canal veineux et l&#39;artère cérébrale moyenne Doppler est ensuite examiné. Échocardiographie foetale est effectuée par le mode B d&#39;enregistrement, le mode M et la vitesse d&#39;écoulement des formes d&#39;onde en vue latérale et apicale. Hors calculs déterminent les variables standard en mode M cardiaques, excursion systolique plan annulaire tricuspide et mitrale, speckle tracking et d&#39;analyse de la souche, l&#39;indice de performance myocardique modifié et le flux vasculaire vitesse formes d&#39;onde d&#39;intérêt. Ce petit modèle animal de RCIU offre donc un examen de dans utero la fonction cardiaque qui est compatible avec la pratique clinique actuelle et est donc utile dans un contexte de recherche translationnelle.

Une croissance asymétrique limité fœtus et le placenta de ligature vasculaire utéro-placentaire est comparé à un foetus de contrôle normal et le placenta dans la figure 1F. Croissance asymétrique est confirmé par une diminution du poids de naissance néonatale et une augmentation de la circonférence de la tête: rapport de la circonférence abdominale à des contrôles. Les résultats représentatifs des études Doppler foeto-placentaire sont présentés dans la figure 2. Un m...

Watch this Scientific Journal Video about Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction at JoVE.com

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

Nous décrivons l&#39;examen de la fonction cardiaque foetale avec échocardiographie fœtale fonctionnelle et contemporain fœtoplacentaire échographie Doppler utilisant le VisualSonics VEVO 2100 microultrasound dans un modèle chirurgicalement induite de restriction de croissance intra-utérin chez le lapin.

L&#39;échocardiographie fœtale et Pulsed-ondes ultrasons Doppler dans un modèle de lapin de la restriction de croissance intra-utérine

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 vues.  University Hospitals Leuven. Nous décrivons l'examen de la fonction cardiaque foetale avec échocardiographie fœtale fonctionnelle et contemporain fœtoplacentaire échographie Doppler utilisant le VisualSonics VEVO 2100 microultrasound dans un modèle chirurgicalement induite de restriction de croissance intra-utérin chez le lapin.

Vidéo: 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.

L&#39;échocardiographie et l&#39;imagerie par ultrasons murin

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

Recherche

Médecine

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.

Évaluer les changements tératogènes dans un modèle de poisson zèbre de l&#39;exposition d&#39;alcoolisation fœtale

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.

Une nouvelle approche chirurgicale pour l&#39;administration intratrachéale d&#39;agents bioactifs dans un modèle de souris fœtale

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.

Murin échocardiographie fœtale

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 modèle de la peau de souris fœtale de 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 ...

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.

Télémétrie intra-utérine mesurer souris contractile pression<em&gt; In 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.

Injection de contraste percutanée guidée par échocardiographie intramyocardique et livraison de cellule dans un modèle préclinique grand

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 modèle d’un épanchement Pleural chez le rat par Instillation intratrachéale de Polyacrylate/nanosilice

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.

Échographie Doppler veineuse-artérielle continue lors d’une provocation de précharge

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 algorithme échographique modifié pour l’acquisition d’images dans des situations d’urgence mettant la vie en danger chez le nouveau-né gravement malade

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