Les auteurs remercient l&#39;équipe du Laboratoire de recherche en chirurgie, Hôpital Marie Lannelongue, l&#39;assistance technique et le soin des animaux. Le VividE9 cardiaque échographe (Medical System General Electric) a été financé par une subvention de la cardio-vasculaire-Obésité Domaine d&#39;Intérêt Majeur (CODDIM morue 100158, RégionIle-de-France, France).

Ce protocole a été approuvé par le comité d&#39;éthique local sur l&#39;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&quot; formulées par la Société nationale pour la recherche médicale et le «Guide pour le soin et l&#39;utilisation des animaux de laboratoire» préparé par l&#39;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&#39;anesthésie REMARQUE: Grande Pentecôtee porcelets de 20 kg (3 semaines-vieux) ont été utilisés. L&#39;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&#39;embolisation PA hebdomadaires pendant 5 semaines. Toutes les procédures ont été réalisées sous anesthésie générale. <ol><li> Ne pas nourrir les animaux 12 heures avant la procédure. </li><li> 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 </li><li> Lorsque le porc est sous sédatif, insérer un cathéter dans la veine de l&#39;oreille. </li><li> Effectuer intraveineuse d&#39;un bolus de fentanyl (0,005 mg / kg) et de propofol (2 mg / kg) avant l&#39;intubation. Injecter par voie intraveineuse dans la veine de l&#39;oreille Cisatracurium (0,3 mg / kg) et intuber le cochon (intubation non-sélective avec une sonde Français 7) 9. </li><li> 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&#39;artère carotide sous contrôle échographique pour surveiller la pression artérielle systémique 10/08. </li><li> Maintenir une anesthésie générale avec de l&#39;isoflurane (2%) en supplément d&#39;oxygène à 100%, en perfusion continue par voie intraveineuse de fentanyl (0,004 mg / kg) et du propofol (3 mg / kg). </li><li> Ajouter une antibioprophylaxie avec une injection de Cefatoxine (1 g) et de Gentamycine (80 mg). </li><li> Empêcher peropératoire et de la douleur post-opératoire avec injection de nalbuphine (0,01 mg / kg) tid </li><li> Consultez toutes les 15 min de l&#39;exhaustivité de l&#39;anesthésie: absence de mouvement, le rythme cardiaque stable, la pression sanguine, oxygénation. </li><li> L&#39;utilisation de vétérinaire pommade sur les yeux pour prévenir la sécheresse tandis que sous anesthésie. </li></ol> 2. La ligature de l&#39;artère pulmonaire gauche <ol><li> 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. </li><li> Ouvrez le coffre à travers une petite thoracotomie latérale gauche (5 à 10 cm) dans l&#39;espace de la 4 e intercostaux. Ne pas aller à derrière la pointe de l&#39;omoplate. Rétracter attentivement le poumon vers le diaphragme. </li><li> Une fois la fenêtre chirurgicale idéal situé, retirer la gauche veine azygos et de disséquer l&#39;artère pulmonaire gauche principale avant de l&#39;attacher avec un 2/0 soie non résorbable. NOTE: Il est très important de ne pas ouvrir le péricarde. </li><li> 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&#39;extubation des porcelets. </li></ol> 3. L&#39;embolisation de l&#39;artère pulmonaire lobe inférieur droit <ol><li> Après une anesthésie générale, mettre le porcelet en position couchée. Effectuer un suivi continu de l&#39;oxymétrie, CO 2 expiratoire, ECG, signifie la pression artérielle systémique (MPA) et signifie la pression artérielle pulmonaire (PAPm) Tout au long de la procédure. </li><li> Insérez tous les cathéters par voie percutanée avec guidage échographique. Insérez une artère 6 cathéter français dans l&#39;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&#39;angle). </li><li> Sous guidage fluoroscopique, insérer, à travers la gaine 8 Fr, un 5 cathéter angiographique français dans l&#39;artère pulmonaire droite. La pointe du cathéter doit être dans un lobe inférieur artère pulmonaire segmentaire. </li><li> Préparer le matériau pour l&#39;embolisation de l&#39;artère pulmonaire: 1 ml de colle de tissu mou contenant de la N-butyl-2-cyanoacrylate est ajoutée à 2 ml d&#39;un colorant de contraste lipidique. ATTENTION: Eviter le contact de la peau ou des yeux avec le N-butyl-2-cyanoacrylate. </li><li> Lorsque le cathéter angiographique est bien positionné, injecter 0,2 ml à 0,4 ml de la préparation dans l&#39;artère pulmonaire. Évaluer la tolérance de la mesure de l&#39;embolisation parrapport PAPm / MPA qui ne devrait pas dépasser 0,5. Arrêter embolisation si la saturation en oxygène est &lt;90% et / ou l&#39;AMP a chuté sous 60 mm Hg et / ou le débit cardiaque est inférieure à 2 L / min. </li><li> Retirer le cathéter et gaines angiographique et effectuer des compressions numériques du site de ponction. </li></ol> 4. évaluation hémodynamique <ol><li> Après une anesthésie générale, positionner le porcelet en position couchée. Effectuer un suivi continu de l&#39;oxymétrie, expiratoire CO 2, électrocardiogramme, pression artérielle systémique (MPA) et la pression artérielle pulmonaire (PAPm) tout au long de la procédure. </li><li> Ventiler les porcelets ayant le plus faible possible FiO 2 en tant que fonction de la saturation en oxygène (&gt; 95%). </li><li> Insérez tout cathéter par voie percutanée sous guidage échographique. Un cathéter artériel 6 Français est inséré dans l&#39;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&#39;angle). </li><li> Insérez un 7 Français Swan-Ganz dans le tronc de l&#39;artère pulmonaire. Évaluer le débit cardiaque par la technique de dilution thermique, avec injection de 10 ml de solution saline à 4 ° C. </li><li> 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. </li></ol> 5. évaluation échocardiographique du ventricule droit <ol><li> 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&#39;une pause en fin d&#39;expiration. </li></ol> 6. pression-volume Boucles d&#39;évaluation avec la méthode de conductance <ol><li> Après une anesthésie générale, installez le porcelet en position couchée. Effectuer un suivi continu de l&#39;oxymétrie, CO 2 expiratoire, électrocardiogramme, pression artérielle systémique (MPA) etla pression artérielle pulmonaire (PAPm) tout au long de la procédure. </li><li> 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&#39;artère fémorale droite ou gauche. Insérez tous les cathéters par voie percutanée sous guidage échographique. </li><li> Effectuez la pression et le volume d&#39;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&#39;air et de remplir la seringue de la sonde pour la mesure de la résistivité du sang. 10-13. </li><li> Insérer le cathéter de la conductance dans le ventricule droit à travers la gaine dans le 9FR Veina cave supérieure. Placez correctement l&#39;extrémité du cathéter avec guidage fluoroscopique. Placez l&#39;extrémité du cathéter dans le sommet de la plate-formeht ventricule et insérer toutes longtemps que possible dans le ventricule. </li><li> Contrôler la qualité des boucles. (Figure 6) </li><li> Insérez un ballon durables dans la veine Veina inférieure à travers la veine fémorale. Placez l&#39;extrémité juste en dessous de l&#39;oreillette droite. Utilisez guidage fluoroscopique. </li><li> Enregistrez boucles pression-volume du ventricule droit à l&#39;état basal et lors de la veine cave inférieure occlusion tels que décrits précédemment 10-12. (Figure 7) </li></ol> 7. Endomyocardial biopsies du ventricule droit <ol><li> Après une anesthésie générale, positionner le porcelet en position couchée. Effectuer un suivi continu de l&#39;oxymétrie, expiratoire CO 2, électrocardiogramme, pression artérielle systémique (MPA) et la pression artérielle pulmonaire (PAPm) tout au long de la procédure. </li><li> 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&#39;échocardiographie. </li><li> Insérez le biotome dans le long-gaine et réaliser des biopsies endomyocardiques sous échographique, fluoroscopie et de contrôle ECG. </li></ol> 8. générales post-chirurgie Considérations de soins <ol><li> Après la chirurgie, l&#39;extubation du porcelet seulement après la reprise des fonctions respiratoires spontanées. </li><li> 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&#39;injection intramusculaire de 0,01 mg / kg pendant 10 jours. </li><li> Ne pas laisser un animal qui a subi une intervention chirurgicale à la compagnie d&#39;autres animaux jusqu&#39;à leur entière recovered. </li></ol> 9. Euthanasie Méthode <ol><li> Euthanasier les animaux dans les situations suivis; Fin de l&#39;expérimentation, perte de poids des 15% ou plus en une semaine, unibability de se nourrir correctement, l&#39;anorexie, l&#39;infection ne peut être traitée, la douleur ou autre didease, desease trop sévère: cyanose, dyspnée majeure </li><li> Pendant l&#39;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. </li></ol>

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Pas de conflit d&#39;intérêts à divulguer.

Comme dans la pratique clinique humaine, le respect des règles d&#39;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&#39;artère pulmonaire gauche a été réalisée après l&#39;ouverture du péricarde, à travers une sternotomie médiane 14. Parce que le péricarde reste ouverte, l&#39;interaction entre le ventricule droit et le péricarde a été altérée et une insuffisance card...

Chronique thromboembolique artérielle pulmonaire (HPTEC) est un sous-type de l&#39;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&#39;une maladie obstructive ou non obstructive microvasculaire conduit à une augmentation supplémentaire de la résistance vasculaire pulmonaire 4. Le ventricule droit doit d&#39;abord s&#39;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&#39;ère moderne, PH reste une maladie progressive et souvent fatale malgré l&#39;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&#39;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&#39;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&#39;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&#39;échec de RV se produisent secondaire à une inflammation massif, l&#39;ischémie ou de stress toxique qui pourrait inciter plusieurs côtés &quot;effets&quot; et de partialité dans l&#39;analyse de la voie moléculaire. Furthemore, biopsies RV endomyocardiques dans un modèle murin devraient être très difficile sans sacrifier l&#39;animal. Modèles chirurgicaux dans les grands animaux sont plus physiologique, mais ne touchent pas le système vasculaire pulmonaire (cerclage de l&#39;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&#39;hémodynamique pulmonaire et la fonction ventriculaire.

chronic thromboembolic pulmonary hypertension and assessment of right ventricular function in the piglet

Un modèle original de porcelet chronique thromboembolique artérielle pulmonaire (HPTEC) associé à ventriculaire droite (RV) dysfonction chronique est décrite. L&#39;hypertension artérielle pulmonaire (PH) a été induite en 3-semaine-vieux porcelets par une obstruction progressive du lit vasculaire pulmonaire. Une ligature de l&#39;artère pulmonaire gauche (PA) a été réalisée d&#39;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&#39;analyse par la méthode de la conductance. Étude histologique du poumon et le ventricule droit ont également été réalisées. L&#39;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&#39;inflammation) et de nouvelles approches thérapeutiques (ciblées, thérapies cellulaires ou géniques) du ventricule droit surchargé mais aussi microvasculaire pulmonaire maladie.

Faisabilité Ce modèle de porcelet de l&#39;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&#39;apprentissage. En ce qui concerne le taux de mortalité, nous avons observé 5 décès imprévus (7,1%), principalement dans la p...

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Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet

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.

Chronique thromboembolique l&#39;hypertension artérielle pulmonaire et de l&#39;évaluation de la fonction ventriculaire droite dans la Porcinet

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. ...

chronic-thromboembolic-pulmonary-hypertension-assessment-right

Research

JoVE Journal

Medicine

12.1K vues.  Marie Lannelongue Hospital. 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.

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Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential therapies. Given the expense and time involved in creating animal models of disease, it is critical that researchers have tools to accurately assess phenotypic expression of disease. Right ventricular dysfunction is the major manifestation of pulmonary hypertension. Echocardiography is the mainstay of the noninvasive assessment of right ventricular function in rodent models and has the advantage of clear translation to humans in whom the same tool is used. Published echocardiography protocols in murine models of PAH are lacking.
In this article, we describe a protocol for assessing RV and pulmonary vascular function in a mouse model of PAH with a dominant negative BMPRII mutation; however, this protocol is applicable to any diseases affecting the pulmonary vasculature or right heart. We provide a detailed description of animal preparation, image acquisition and hemodynamic calculation of stroke volume, cardiac output and an estimate of pulmonary artery pressure.

This article provides a protocol for the echocardiographic assessment of right ventricular size and pulmonary hypertension in mice. Applications include phenotype determination and serial assessment in transgenic and toxin-induced mouse models of cardiomyopathy and pulmonary vascular disease.

Évaluation échocardiographique du cœur droit chez la souris

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential ...

Recherche

Médecine

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

Évaluation de ventriculaire droite Structure et fonction dans le modèle de souris de l&#39;artère pulmonaire constriction par échocardiographie transthoracique

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this is only partially explained by traditional CVD risk factors. Vascular dysfunction is an important non-traditional risk factor, characterized by vascular endothelial dysfunction (most commonly assessed as impaired endothelium-dependent dilation [EDD]) and stiffening of the large elastic arteries. While various techniques exist to assess EDD and large elastic artery stiffness, the most commonly used are brachial artery flow-mediated dilation (FMDBA) and aortic pulse-wave velocity (aPWV), respectively. Both of these noninvasive measures of vascular dysfunction are independent predictors of future cardiovascular events in patients with and without kidney disease. Patients with CKD demonstrate both impaired FMDBA, and increased aPWV. While the exact mechanisms by which vascular dysfunction develops in CKD are incompletely understood, increased oxidative stress and a subsequent reduction in nitric oxide (NO) bioavailability are important contributors. Cellular changes in oxidative stress can be assessed by collecting vascular endothelial cells from the antecubital vein and measuring protein expression of markers of oxidative stress using immunofluorescence. We provide here a discussion of these methods to measure FMDBA, aPWV, and vascular endothelial cell protein expression.

The degree of vascular dysfunction and contributing physiological mechanisms can be assessed in patients with chronic kidney disease by measuring brachial artery flow-mediated dilation, aortic pulse-wave velocity, and vascular endothelial cell protein expression.

L&#39;évaluation de la fonction vasculaire chez les patients atteints de maladie rénale chronique

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this ...

Shunt Surgery, Right Heart Catheterization, and Vascular Morphometry in a Rat Model for Flow-induced Pulmonary Arterial Hypertension

In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt (MCT+Flow). The shunt is created by inserting an 18-G needle from the abdominal aorta into the adjacent caval vein. Increased pulmonary flow has been demonstrated as an essential trigger for a severe form of PAH with distinct phases of disease progression, characterized by early medial hypertrophy followed by neointimal lesions and the progressive occlusion of the small pulmonary vessels. To measure the right heart and pulmonary hemodynamics in this model, right heart catheterization is performed by inserting a rigid cannula containing a flexible ball-tip catheter via the right jugular vein into the right ventricle. The catheter is then advanced into the main and the more distal pulmonary arteries. The histopathology of the pulmonary vasculature is assessed qualitatively, by scoring the pre- and intra-acinar vessels on the degree of muscularization and the presence of a neointima, and quantitatively, by measuring the wall thickness, the wall-lumen ratios, and the occlusion score.

This protocol describes a surgical procedure to create a model for flow-induced pulmonary arterial hypertension (PAH) in rats and the procedures to analyze the principle hemodynamic and histological end-points in this model.

Chirurgie Shunt, droite Cathétérisme cardiaque et vasculaire Morphometry dans un modèle de rat pour Flow-induite Hypertension artérielle pulmonaire

In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt ...

Echocardiographic Measurement of Right Ventricular Diastolic Parameters in Mouse

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV diastolic function is rarely quantified in experimental studies. This might be due to technical difficulties in the visualization of the RV in the apical four-chamber view in rodents. Here we describe two positions facilitating the visualization of the apical four-chamber view in mice to assess the RV diastolic function.
The apical four-chamber view is enabled by tilting the mouse fixation platform to the left and caudally (LeCa) or to the right and cranially (RiCr). Both positions provide images of comparable quality. The results of the RV diastolic function obtained from two positions are not significantly different. Both positions are comparably easy to perform. This protocol can be incorporated into published protocols and enables detailed investigations of the RV function.

Here we describe and compare two positions for obtaining the apical four-chamber view in mice. These positions enable the quantification of the right ventricular function, provide comparable results, and can be used interchangeably.

Mesure échocardiographique des paramètres diastoliques ventriculaires droits dans la souris

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV ...

A Pulmonary Trunk Banding Model of Pressure Overload Induced Right Ventricular Hypertrophy and Failure

Right ventricular (RV) failure induced by sustained pressure overload is a major contributor to morbidity and mortality in several cardiopulmonary disorders. Reliable and reproducible animal models of RV failure are therefore warranted in order to investigate disease mechanisms and effects of potential therapeutic strategies. Banding of the pulmonary trunk is a common method to induce isolated RV hypertrophy but in general, previously described models have not succeeded in creating a stable model of RV hypertrophy and failure.
We present a rat model of pressure overload induced RV hypertrophy caused by pulmonary trunk banding (PTB) that enables different phenotypes of RV hypertrophy with and without RV failure. We use a modified ligating clip applier to compress a titanium clip around the pulmonary trunk to a pre-set inner diameter. We use different clip diameters to induce different stages of disease progression from mild RV hypertrophy to decompensated RV failure.
RV hypertrophy develops consistently in rats subjected to the PTB procedure and depending on the diameter of the applied banding clip, we can accurately reproduce different disease severities ranging from compensated hypertrophy to severe decompensated RV failure with extra-cardiac manifestations.
The presented PTB model is a valid and robust model of pressure overload induced RV hypertrophy and failure that has several advantages to other banding models including high reproducibility and the possibility of inducing severe and decompensated RV failure.

We present a surgical method to induce right ventricular hypertrophy and failure in rats.

Tronc pulmonaire des bandes modèle d’une surcharge de pression induit échec et hypertrophie ventriculaire droite

Right ventricular (RV) failure induced by sustained pressure overload is a major contributor to morbidity and mortality in several cardiopulmonary ...

Induction and Phenotyping of Acute Right Heart Failure in a Large Animal Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The morphological and functional phenotyping of the right ventricle is of particular importance in the context of hemodynamic compromise in patients with ARHF. Here, we describe a method to induce ARHF in a previously described large animal model of chronic PH, and to phenotype, dynamically, right ventricular function using the gold standard method (i.e., pressure-volume PV loops) and with a non-invasive clinically available method (i.e., echocardiography). Chronic PH is first induced in pigs by left pulmonary artery ligation and right lower lobe embolism with biological glue once a week for 5 weeks. After 16 weeks, ARHF is induced by successive volume loading using saline followed by iterative pulmonary embolism until the ratio of the systolic pulmonary pressure over systemic pressure reaches 0.9 or until the systolic systemic pressure decreases below 90 mmHg. Hemodynamics are restored with dobutamine infusion (from 2.5 &#181;g/kg/min to 7.5 &#181;g/kg/min). PV-loops and echocardiography are performed during each condition. Each condition requires around 40 minutes for induction, hemodynamic stabilization and data acquisition. Out of 9 animals, 2 died immediately after pulmonary embolism and 7 completed the protocol, which illustrates the learning curve of the model. The model induced a 3-fold increase in mean pulmonary artery pressure. The PV-loop analysis showed that ventriculo-arterial coupling was preserved after volume loading, decreased after acute pulmonary embolism and was restored with dobutamine. Echocardiographic acquisitions allowed to quantify right ventricular parameters of morphology and function with good quality. We identified right ventricular ischemic lesions in the model. The model can be used to compare different treatments or to validate non-invasive parameters of right ventricular morphology and function in the context of ARHF.

We present a protocol to induce and phenotype an acute right heart failure in a large animal model with chronic pulmonary hypertension. This model can be used to test therapeutic interventions, to develop right heart metrics&#160;or to improve the understanding of acute right heart failure pathophysiology.

Induction et phénotypage de l’insuffisance cardiaque droite aiguë dans un grand modèle animal d’hypertension pulmonaire thromboembolique chronique

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The ...

Left Atrial Stenosis Induced Pulmonary Venous Arterialization and Group 2 Pulmonary Hypertension in Rat

The mechanism of mitral stenosis-induced pulmonary venous arterialization and group 2 pulmonary hypertension (PH) is unclear. There is no rodent model of group 2 PH, due to mitral stenosis (MS), to facilitate the investigation of disease mechanisms and potential therapeutic strategies. We present a novel rat model of pulmonary venous congestion-induced pulmonary venous arterialization and group 2 PH caused by left atrial stenosis (LAS). LAS is achieved by constricting the left atrium using a half-closed titanium clip. After the LAS surgery, a rat model with a transmitral inflow velocity greater than or equal to 2.0 m/s on echocardiography gradually develops pulmonary venous arterialization and group 2 PH over an 8- to 10-week period. In this protocol, we provide the step-by-step procedure of how to perform the LAS surgery. The presented LAS rat model mimics MS in humans and is useful for studying the underlying molecular mechanism of pulmonary venous arterialization and for the preclinical evaluation of therapies for group 2 PH.

Left atrial stenosis (LAS) is a novel surgical technique used for studying group 2 pulmonary hypertension (PH) and mechanisms underlying pulmonary venous arterialization. Here, we present a protocol to constrict the left atrium using a titanium clip to cause pulmonary venous arterialization and moderate PH in a rat.

La sténose auriculaire gauche induit Arterialization veineuse pulmonaire et l’Hypertension pulmonaire chez le Rat groupe 2

The mechanism of mitral stenosis-induced pulmonary venous arterialization and group 2 pulmonary hypertension (PH) is unclear. There is no rodent model of ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. However, the evaluation of right ventricular pressure (RVP) and pulmonary artery pressure (PAP) remains technically challenging in mice. RVP and PAP are more difficult to measure than left ventricular pressure because of the anatomical differences between the left and right heart systems. In this paper, we describe a stable right heart hemodynamic measurement method and its validation using healthy and PAH mice. This method is based on open-chest surgery and mechanical ventilation support. It is a complicated procedure compared to closed chest procedures. While a well-trained surgeon is required for this surgery, the advantage of this procedure is that it can generate both RVP and PAP parameters at the same time, so it is a preferable procedure for the evaluation of PAH models.

Here, we present a protocol to perform an invasive hemodynamic assessment of the right ventricle and pulmonary artery in mice using an open-chest surgery approach.

Évaluation hémodynamique invasive pour le système ventriculaire droit et l'hypertension artérielle pulmonaire induite par l'hypoxie chez les souris

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

Generation and Characterization of Right Ventricular Myocardial Infarction Induced by Permanent Ligation of the Right Coronary Artery in Mice

Right ventricular infarction (RVI) is a common presentation in clinical practice. Severe RVI can lead to fatal hemodynamic dysfunction and arrhythmia. In contrast to the extensively used mouse myocardial infarction (MI) model generated by left coronary artery ligation, the RVI mouse model is rarely employed due to the difficulty associated with model generation. Research on the mechanisms and treatment of RVI-induced RV remodeling and dysfunction requires animal models to mimic the pathophysiology of RVI in patients. This study introduces a feasible procedure for RVI model generation in C57BL/6J mice. Further, this model was characterized based on the following: infarct size evaluation at 24 h after MI, assessment of cardiac remodeling and function with echocardiography, RV hemodynamics assessment, and histology of the infarct zone at 4 weeks after RVI. In addition, a coronary vasculature cast was performed to observe the coronary arterial arrangement in RV. This mouse model of RVI would facilitate the research on mechanisms of right heart failure and seek new therapeutic targets of RV remodeling.

There are several differences between the right and left ventricles. However, the pathophysiology of right ventricular infarction (RVI) has not been clarified. In the present protocol, a reproducible method for RVI mouse model generation is introduced, which may provide a means to explain the mechanism of RVI.

Génération et caractérisation de l’infarctus du myocarde ventriculaire droit induit par la ligature permanente de l’artère coronaire droite chez la souris

Right ventricular infarction (RVI) is a common presentation in clinical practice. Severe RVI can lead to fatal hemodynamic dysfunction and arrhythmia. In ...