Method Article
* These authors contributed equally
המטרה הכוללת של המחקר הנוכחי היא להציג את הטכניקות של אינדוקציה של אוטם שריר הלב (MI) ואי ספיקת לב אוטם לאחר שריר הלב (לאחר MI HF) בחזה סגור, מבוגר Göttingen minipigs ואפיון של מודל HF פוסט MI ב Göttingen ממזער לעומת חזירי Landrace.
התפתחות אי ספיקת לב היא המנבא החזק ביותר של תמותה ארוכת טווח בחולים ששרדו אוטם שריר הלב חריף (MI). יש צורך קליני unmet למניעה וטיפול של אי ספיקת לב אוטם לאחר שריר הלב (לאחר MI HF). דגמי חזירים רלוונטיים קלינית של HF שלאחר MI הם תנאים מוקדמים למחקרים סופיים של הוכחת הרעיון לפני הכניסה לניסויים קליניים בפיתוח תרופות ומכשירים רפואיים.
כאן אנו שואפים לאפיין דגם חזירי בחזה סגור של HF פוסט MI במיניפיגים בוגרים של גטינגן עם מעקב ארוך טווח כולל הדמיית תהודה מגנטית לבבית סדרתית (CMRI) ולהשוות אותו לדגם חזיר Landrace הנפוץ.
MI נגרם על ידי חסימת בלון תוך-אלומיניום של העורק הכלילי השמאלי היורד במשך 120 דקות במיניפיגים של גטינגן ובמשך 90 דקות בחזירי לנדראס, ואחריו רפרושופ. CMRI בוצע כדי להעריך מורפולוגיה לב ותפקוד בבסיס בשני הגזעים ב 3 ו 6 חודשים ב minipigs Göttingen ב 2 חודשים חזירים Landrace, בהתאמה.
גודל הצלקות היה דומה בשני הגזעים, אבל MI הביא לירידה משמעותית של שבר פליטה חדרי שמאלי (LVEF) רק במיניפיגים של גטינגן, בעוד חזירי לנדרס לא הראו הפחתה של LVEF. החלק הימני של פליטת חדרים (RV) גדל בשני הגזעים למרות גודל צלקת הקרוואנים הזניח. בניגוד לעלייה המשמעותית במסת הקצה הדיאסטולית השמאלית (LVED) בחזירי לנדראסה בגיל חודשיים, גטינגן מיניפיגס הראה עלייה קלה במסת LVED רק בגיל 6 חודשים.
לסיכום, זהו האפיון הראשון של HF פוסט MI ב Göttingen ממזער בהשוואה חזירי Landrace, מראה כי מודל Göttingen למזער משקף פרמטרים שלאחר MI HF דומה הפתולוגיה האנושית. אנו מסיקים כי מודל מיניפיג Göttingen עדיף על מודל חזיר Landrace ללמוד את הפיתוח של HF שלאחר MI.
למרות התמותה ההולכת ופוחתת של אוטם שריר הלב החריף (MI), השכיחות של אי ספיקת לב אוטם לאחר שריר הלב (לאחר MI HF) לא השתנה עם הזמן1. אי ספיקת לב (HF) הוא אחד מנבאים החזקים ביותר של מוות בחולי MI2. עד כה, טיפול reperfusion היא אפשרות הטיפול הזמינה היחידה להגביל את גודל אוטם שריר הלב כדי להפחית את הסיכון של HF הבאים3,4,5. HF וסיבוכים אחרים עלולים להתרחש כתוצאה מפגיעת רפרופוזיה; לכן, יש עדיין צורך unmet לפיתוח של טיפולים cardioprotective מעבר רפרופוזיה בזמן6,7,8. טיפולים קרדיו-פרוטקטיביים רבים יעילים אפילו במודלים גדולים של בעלי חיים תוארו, אך רק מיזוג איסכמי מרחוק (RIC) נראה לשפר את התוצאות הקליניות של HF שלאחר MI בניסוי קליני קטן9. עם זאת, תוצאה מעודדת זו על היעילות של RIC נחקרה בניסוי מבוקר חד-עיוור, אקראי (CONDI-2/ERIC-PPCI) שבוצע ב 33 מרכזים ברחבי אירופה בחולי STEMI, שם RIC לא הצליח לשפר את התוצאות הקליניות10. סיבות אפשריות לתרגום כושל של הנתונים הפרה-קליניים עשויות להיות השימוש במודלים תת-אופטימליים של בעלי חיים שלאחר MI HF עם רלוונטיות קלינית נמוכה11.
מורפולוגיה קרדיווסקולרית (פאתולוגית) ופיזיולוגיה (פאתו) של מודלים חזיר דומים לתנאים אנושיים; לכן, הוא נמצא בשימוש נרחב ומקובל במחקר לב וכלי דם תרגום12,13,14. גזעי חזירים המשמשים במחקר לב וכלי דם שייכים למינים מגוונים מאוד של חזירים ביתיים (Sus scrofa domestica) הכוללים חזירים המשתנים בגודלם, במראהם וברקע הגנטי15,16. למרות שלאחר MI HF נחקרה חזירים בהרחבה, שום מחקר לא פורסם במטרה לאפיין ולהשוות את ההשפעה של MI על התוצאה של פוסט MI HF חזירים Landrace ו Göttingen minipigs. קצב הצמיחה האינטנסיבי של חזירי Landrace עשוי להשפיע על תוצאות morphofunctional הלב; עם זאת, Göttingen minipigs עם דפוסי צמיחה מוגבלים עשוי להתגבר על חששות אלה והוא יכול לשמש מודל ריאלי למעקב ארוך טווח בהערכת HF שלאחר MI. יתר על כן, קו מנחה על הרלוונטיות של הקפדה ושחזור במחקרים פרה-קליניים על cardioprotection ממליץ על שימוש בהדמיית תהודה מגנטית לבבית (CMRI) כמודל רלוונטי קלינית למדידת תפקוד החדר בחזירים12.
כדי לנתח את העניין המדעי על HF פוסט MI בחזירים ביצענו חיפוש ספרות על PubMed באמצעות מחרוזת החיפוש הבאה: "(חזיר או חזיר או חזיר או חזיר או sus-scrofa או מיני פיג או מיני חזיר או מיני חזיר או מיניאטורי חזיר או מיניאטורי-חזירים) ו (אוטם* או איסכם * או ischaem * או רפרטוס *) ו (לב או לב או קרדי * או שריר הלב *) ו (LAD או שמאלי-anterior * או LCX או שמאל-cir או RCA) ו (אי ספיקת לב או lvef או פליטה-שבר או גודל אוטם או גודל אוטם)" ומצא כי מודלים חזיר של איסכמיה לב / רפרושופ משמשים לעתים קרובות כדי ללמוד MI ו- HF שלאחר MI, אבל רק 17% (71 מתוך 425 מאמרים) של מחקרים מעורבים minipigs ו 7% (30 מתוך 425 מאמרים) השתמשו Göttingen minipigs. רק כ -1% (5 מתוך 425) של מחקרים השתמשו Göttingen minipigs ופרוטוקולים רלוונטיים קלינית עם מעקב ארוך טווח (1-9 חודשים של reperfusion) ו CMRI כדי לנתח את תפקוד הלב. המספר הקטן של מחקרים רלוונטיים קלינית מדגיש את הפער התרגומי בין מחקר בסיסי לניסויים קליניים. לכן, אפיון מקיף של החזה הסגור שלאחר MI HF מודלים Göttingen minipigs ו Landrace חזירים עם הערכה חוזרת ונשנית של תפקוד חדרים שמאלה וימינה ואנטומיה באמצעות CMRI במהלך מעקב ארוך טווח נדרש. כאן אנו שואפים להתמקד ההיתכנות הטכנית והרלוונטיות הקלינית של שני מודלים שלאחר MI HF לתאר פרוטוקולים ניסיוניים סטנדרטיים לשחזור עבור מחקרים שלאחר MI HF שעשויים לשמש להערכת תרופות cardioprotective ו / או טיפולים במכשור רפואי.
המחקר הנוכחי הוא הראשון בספרות שמאפיין מודל רלוונטי קלינית של HF פוסט MI באמצעות מיניפיגים בוגרים של גטינגן ולהשוות פרמטרים מורפולוגיים ולב שמאליים וימניים חדריים עם זה של חזירי Landrace המתבגרים.
13 נקבה בריאה ובוגרת מינית Göttingen minipigs (גיל בין 12 ל 14 חודשים) ו 10 חזירי Landrace נקבה בריאה ולא בוגרת מינית (גיל בין 2 ל 3 חודשים) שוכנו בדוכני חזיר בהתאם להמלצות הגודל של המדריך האחרון לטיפול ושימוש של חיות מעבדה DHEW והנחיות האיחוד האירופי 63/2010. בעלי חיים לא עוקו. הטמפרטורה של חדרי בעלי החיים נשלטה, ובעלי חיים נשמרו במחזור אור / כהה של 12 שעות וללא שרצים. האכלת ליביטום מודעה מובילה לעלייה במשקל גלויה הן במיני-פיגים של גטינגן והן בחזירי לנדרייס, ולכן חזירים משני הגזעים ניזונים ממשטר תזונה מוגבל. מיניפיגים של גטינגן הוכנסו לתנור מוגבל כבר כשהגיעו למתקן בעלי החיים ולמשך כל המחקר. שירותי דיאטה מיוחדים חזיר אוכל 180-220 גרם / ארוחה / בעל חיים ניתנה פעמיים ביום על פי "טיפול טוב של Ellegaard Göttingen Minipigs" הנחיות (תאריך תיקון: 13 מרץ, 2013) ב 2 הימים הראשונים. בין היום 3 ל -12 בעלי חיים הוזנו 50% שירותי דיאטה מיוחדת חזיר אוכל ו 50% תחזוקה מיניפיג דיאטה. מהיום ה-14 ועד סוף המחקר הוזנו בעלי החיים במיני-דיאטה תחזוקתית. חזירי Landrace קיבלו אוכל חזיר בהריון, 1.5% ממשקל הגוף שניתן פעמיים ביום על פי PIC Wean כדי לסיים ידני 2008 ו 2013. כל בעלי החיים קיבלו מזון בנפרד וצריכת המזון הייתה במעקב כדי למנוע תחרות על אוכל. בעלי חיים עם קשיי הזנה הוזנו בנפרד בסיוע כוח אדם מטפל. כל בעלי החיים קיבלו ליביטום מודעת מי ברז. הפרוטוקול הניסיוני של HF שלאחר MI במיני-פיגים של גטינגן ובחזירי לנדרייס מוצג באיור 1.
איור 1. פרוטוקול ניסיוני לאי ספיקת לב הנגרמת על ידי אוטם פוסט-שריר הלב בחזירי לנדרייס ובמיני-פיגים של גטינגן. CMRI - דימות תהודה מגנטית לבבית. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
1. CMRI בסיסי
2. רפואה מוקדמת, גישה לכלי הדם ו חסימת עורקים כליליים
3. מינהל תרופות תוך-קורוני
4. סגירת פצעים וטיפול לאחר הניתוח
5. לאחר MI CMRI והערכתו
6. סטטיסטיקה
התמותה
מתוך 13 מיניפיגים של גטינגן שנחשפו לאוטם שריר הלב, שני בעלי חיים מתו (15.4% תמותה), אחד בתקופה האיסכמית עקב VT בלתי הפיך ואחד בשל אסטיסול ברפרופורציה. במיני-פיגים של גטינגן, חיה אחת עברה החייאה מוצלחת במהלך איסכמיה לבבית. שיעור התמותה היה 0% אצל חזירי לנדרייס, עשרה מתוך עשרה בעלי חיים שרדו, שניים מהם נזקקו להחייאה עקב VF בתקופה האיסכמית. התמותה לא הייתה שונה באופן משמעותי בין שני הגזעים.
מידות צלקת שריר הלב היו דומות בין שני הגזעים
כדי למדוד את מידת צלקת הלב כתוצאה של MI, CMRI בוצע. גודל הצלקות וציוני BARI היו דומים בין שני הגזעים שנמדדו בחודש השני למעקב בחזירי לנדרייס, ובחודש השלישי והשישי במיני-פיגים של גטינגן(איור 2E,F). לא נצפו הבדלים כאשר גדלי צלקת היו קשורים ציוני BARI חזירים Landrace ב 2 חודשים (0.55 ± 0.1) וב Göttingen minipigs ב 3 חודשים ו 6 חודשים בהתאמה (0.75 ± 0.12 ו 0.57 ± 0.08). הצלקות היו מקומיות בקטעים הצדדיים, הanteroseptal, septal, anteroapical ו apical של הלב בשני הגזעים. הקיר לרוחב הושפע רק במיניפיגים של גטינגן. אוטם החדר הימני היה זניח, השפיע רק על חיה אחת מתוך 11 ששרדו את גטינגן מיניפיג ואחד מתוך עשרה חזירי לנדרס (2.11 ± 2.11 לעומת 0.97 ± 0.97).
עלייה במסת החדר השמאלי היה בולט יותר חזירי Landrace במהלך מעקב
קצב צמיחת הלב נמדד על ידי CMRI. מסה LVED במיניפיגים של גטינגן עלתה רק במתינות (8%) בגיל 6 חודשים (איור 3A). לעומת זאת, בחזירי לנדרייס עלתה מסת LVED בכמעט 100% בחודשיים (איור 3B).
שבר פליטה חדרי שמאלי ירד רק במיני-פיגים של גטינגן
LVEF, כמו הפרמטר הנפוץ ביותר של הפונקציה הסיסטולית חדרית שמאל, נמדד על ידי CMRI. ה-MI הביא לירידה משמעותית ב-LVEF במיני-פיגים בגיל 3 חודשים ו-6 חודשים (איור 4A). אצל חזירי לנדאס, LVEF לא השתנתה לאחר חודשיים (איור 4B).
LVESV ו- LVEDV שלאחר האוטם גדלו באופן משמעותי בשני הגזעים (טבלה 1). LVESV עלה ב-69% וב-80% ב-Göttingen minipigs לאחר 3 ו-6 חודשים, בהתאמה, וב-80% בחזירי לנדרייס לאחר חודשיים. LVEDV הראה עלייה של 28% לאחר 3 חודשים ועלייה של 42% לאחר 6 חודשים במיניפיגים של גטינגן ועלייה של 82% בחזירי לנדרייס לאחר חודשיים. LVSV של חזירי Landrace גדל ב 85% ב 2 חודשים ו LVSV של מיניפיגים Göttingen לא גדל באופן משמעותי אפילו ב 6 חודשים.
נפח פרוזדורי שמאלי צמוד לאזור פני הגוף גדל רק במיני-פיגים של גטינגן, אך שני הגזעים פיתחו בצקת ריאות בעקבות אוטם שריר הלב
על מנת לבחון עוד יותר סימנים של HF, ביצענו מדידה של נפח הפטרון השמאלי צמוד לאזור פני הגוף (LAVi). LAVi עלתה ב-34% במיני-פיגים של גטינגן לאחר 6 חודשים (איור 5A)ולא השתנתה באופן משמעותי בחזירי לנדרייס לאחר חודשיים (איור 5B). תמונות מייצגות מציגות את המעקב אחר האטריה השמאלית (איור 5C-D). יתר על כן, נוכחות או היעדר בצקת ריאות הוערך על ידי CMRI על תמונות לוקליזציה (איור 5E). בצקת ריאות נצפתה בשני הגזעים כתוצאה של פיצוי לב. עשרה מתוך אחד עשר מיניפיגים של גטינגן ותשעה מתוך עשרה חזירי לנדרייס הראו סימנים ברורים לבצקת ריאות.
עלייה במשקל הגוף היה בולט יותר חזירי Landrace במהלך מעקב
ב Göttingen minipigs עלייה במשקל הגוף היה רק 8% לאחר 3 חודשים ו 30% לאחר 6 חודשים (איור 6A), ואילו משקל לב מוגבר לווה על ידי עלייה של כמעט 100% במשקל הגוף חזירי Landrace ב 2 חודשים (איור 6B).
מגמות בפרמטרים תפקודיים לבביים שונות בין מיניפיגים של גטינגן לבין חזירי לנדרייס
חסימת עורקים כליליים הובילה לירידה כמעט משמעותית בלחץ העורקים הממוצע (MAP) במיני-פיגים של גטינגן (57.9 ± 3.98 מ"מ כספית לעומת 3.98 מ"מ כספית לעומת 3.98 מ"מ כספית לעומת 3.98 מ"מ כספית לעומת 3.98 מ"מ כספית. 49.89 ± 1.24 מ"מ)וירדו משמעותית בחזירי לנדאצה (65.4 ± 5.97 מ"מ-ח"ג לעומת 45.47 ± 4.79* מ"מ היג) בשלב ההפרעה המוקדם בהשוואה לערכי הבסיס (אוטם מקדים).
CI הוא אינדיקטור אמין של ביצועי לב, אשר מתייחס שמאל חדרית CO ל BSA. במיני-פיגים של גטינגן, CI לא השתנתה בנקודות הזמן הנמדדות (איור 7A),ואילו אצל חזירי לנדרייס התגלתה נטייה לעלייה במדד הלב (איור 7B).
משאבי אנוש של Göttingen minipigs גדל באופן משמעותי ב 3 (20%) ו-6 חודשים (22%) לאחר MI בהשוואה לערכי תוכנית בסיסית (טבלה 2).
לעומת זאת, משאבי האנוש של חזירי Landrace לא השתנו באופן משמעותי במהלך תקופת המעקב. ב Göttingen minipigs CO הראה עלייה משמעותית של 32% רק ב 6 חודשים של מעקב, ואילו CO הוגדלה על ידי 76% חזירי Landrace לאחר 2 חודשים עקב עלייה משמעותית LVSV (טבלה 2). BSA גדל באופן משמעותי בשני הגזעים בנקודות הזמן הנמדדות (טבלה 2). BSA עלה ב-4% וב-19% ב-Göttingen minipigs לאחר 3 ו-6 חודשים, בהתאמה, וב-54% בחזירי לנדרייס לאחר חודשיים.
עלייה בפרמטרים morphofunctional חדרית הימנית נצפו הן מיניפיגים גטינגן חזירים Landrace
MI השפיע לא רק על תפקוד החדר השמאלי, אלא גם הביא לעלייה משמעותית של RVEF בשני הגזעים (איור 8) שנמדד על ידי CMRI, למרות גודל הצלקת הימנית הזניחה. מסה RVED גדל חזירים Landrace בלבד (טבלה 3).
RVESV לא השתנה במהלך המעקב באף אחד מהגזעים. RVEDV גדל באופן משמעותי על ידי 37% רק חזירי Landrace (לוח 3). בעוד RVSV ב מיניפיגים Göttingen גדל באופן משמעותי על ידי 23% רק לאחר 6 חודשים, חזירי Landrace עלייה משמעותית 80% RVSV נצפתה ב 2 חודשים.
איור 2. הערכת שריר הלב בסיכון בהתבסס על BARI (לעקוף אנגיופלסטיקה Revascularization חקירה שריר הלב מדד הסיכון) ציון (A-D). הערך הכולל של העורק הקשור לאוטם מחולק בסכום של 3 הערכים הכוללים של כל עורק כלילי, העורק הכלילי הימני (RCA), העורק הכלילי ההיקפי השמאלי (LCX), ואת העורק הכלילי היורד השמאלי (LAD). גודל צלקת חדרית שמאלית במיניפיגים של גטינגן וחזירי לנדרייס הנמדדים על ידי הדמיית תהודה מגנטית לבבית (E). גודל הצלקת מוצג כיחס של מסה של אוטם למסה של החדר השמאלי בסוף diastole (LVED). ציוני BARI במיניפיגים של גטינגן וחזירי לנדרייס נמדדו לפני חסימה כלילית (F). לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3. מסת קצה-דיאסטולית חדרית שמאלית (LVED) (g) של מיניפיגים של גטינגן (A) וחזירי לנדרייס (B) הנמדדים על ידי הדמיית תהודה מגנטית לבבית. *p<0.05 לעומת בסיס מקביל (מדדים חוזרים ונשנים ANOVA לכיוון אחד ואחריו מבחן LSD של פישר במיניפיגים של גטינגן; זיווג t-test בחזירי Landrace). לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4. שבר פליטה של חדר שמאלי (LV) (%) של מיניפיגים של גטינגן (A) וחזירי לנדאס (B) הנמדדים על ידי הדמיית תהודה מגנטית לבבית. *p<0.05 לעומת בסיס מקביל (מדדים חוזרים ונשנים ANOVA לכיוון אחד ואחריו מבחן LSD של פישר במיניפיגים של גטינגן; זיווג t-test בחזירי Landrace). לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
פרמטר נמדד | מיניפיגים של גטינגן | חזירי לנדראס | |||
בסיסית | 3 חודשים | 6 חודשים | בסיסית | חודשיים | |
LVESV [מ"ל] | 25.77 ± 1.73 | 43.65 ± 4.53* | 46.28 ± 4.35* | 54.59 ± 2.00 | 98.26 ± 8.60* |
LVEDV [מ"ל] | 55.49 ± 3.14 | 71.08 ± 5.25* | 78.81 ± 5.46* | 93.99 ± 3.85 | 171.20 ± 11.50* |
LVSV [מ"ל] | 29.71 ± 1.65 | 27.44 ± 1.97 | 32.52 ± 2.37 | 39.40 ± 3.05 | 72.94 ± 3.99* |
שולחן 1. נפח קצה-סיסטולי חדרי שמאלי (LVESV), נפח קצה-דיאסטולי שמאלי (LVEDV), ונפח שבץ חדרי שמאלי (LVSV) בנקודות הזמן הנמדדות בחזירי לנדרייס ובמיני-פיגים של גטינגן. *p<0.05 לעומת בסיס מקביל (מדדים חוזרים ונשנים ANOVA לכיוון אחד ואחריו מבחן LSD של פישר במיניפיגים של גטינגן; זיווג t-test בחזירי Landrace).
איור 5. נפח קוטל שמאלי צמוד לאזור פני הגוף (LAVi) ב- mL/m2 במיני-פיגים של גטינגן (A) וחזירי לנדרייס (B) הנמדדים על ידי הדמיית תהודה מגנטית לבבית. תמונות מייצגות של כרכים בין בתי ספר שמאליים, מעקבים נעשו על שתיים ( C) וארבעה תאים (D) cine תמונות. החצים הלבנים מראים את נוכחותה של בצקת ריאות בתמונת ה-localizer הייצוגית (E). *p<0.05 לעומת בסיס מתאים (מבחן t מזווג במיני-פיגים של גטינגן וחזירי לנדרייס). לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 6. משקל גוף (ק"ג) של מיניפיגים של גטינגן (A) וחזירי לנדרייס (B). *p<0.05 לעומת בסיס מקביל (מדדים חוזרים ונשנים ANOVA לכיוון אחד ואחריו מבחן LSD של פישר במיניפיגים של גטינגן; זיווג t-test בחזירי Landrace). לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 7. מדדי לב חדריים שמאליים (LV) (L/min/m2)של מיניפיגים של גטינגן (A) וחזירי לנדרייס (B). לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
פרמטר נמדד | מיניפיגים של גטינגן | חזירי לנדראס | |||
בסיסית | 3 חודשים | 6 חודשים | בסיסית | חודשיים | |
משאבי אנוש [1/min] | 79.64 ± 4.03 | 95.55 ± 5.34* | 97.00 ± 4.46* | 93.44 ± 2.73 | 88.00 ± 2.52 |
CO [L/min] | 2.37 ± 0.16 | 2.58 ± 0.20 | 3.12 ± 0.24* | 3.65 ± 0.25 | 6.41 ± 0.39* |
BSA [m2] | 0.70 ± 0.01 | 0.73 ± 0.01* | 0.83 ± 0.03* | 0.70 ± 0.01 | 1.08 ± 0.03* |
שולחן 2. קצב לב (HR), תפוקת לב (CO), ושטח פני הגוף (BSA) של מיניפיגים של גטינגן וחזירי לנדרייס. *p<0.05 לעומת בסיס מקביל (מדדים חוזרים ונשנים ANOVA לכיוון אחד ואחריו מבחן LSD של פישר במיניפיגים של גטינגן; זיווג t-test בחזירי Landrace).
איור 8. שברי פליטה של חדר ימני (RV) (%) של מיניפיגים של גטינגן (A) וחזירי לנדרייס (B). *p<0.05 לעומת בסיס מקביל (מדדים חוזרים ונשנים ANOVA לכיוון אחד ואחריו מבחן LSD של פישר במיניפיגים של גטינגן; זיווג t-test בחזירי Landrace). לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
פרמטר נמדד | מיניפיגים של גטינגן | חזירי לנדראס | |||
בסיסית | 3 חודשים | 6 חודשים | בסיסית | חודשיים | |
מסת קרוואנים [g] | 8.64 ± 0.68 | 8.98 ± 0.76 | 7.94 ± 0.77 | 16.49 ± 0.90 | 23.61 ± 1.40* |
RVESV [מ"ל] | 18.27 ± 1.47 | 16.91 ± 1.80 | 14.57 ± 1.02 | 43.59 ± 3.68 | 42.65 ± 2.37 |
קרוואן [מ"ל] | 44.16 ± 2.61 | 42.14 ± 2.83 | 46.27 ± 3.45 | 83.03 ± 3.42 | 113.72 ± 5.12* |
קרוואנים [מ"ל] | 25.82 ± 1.72 | 25.25 ± 1.67 | 31.71 ± 2.99* | 39.44 ± 3.52 | 71.06 ± 3.38* |
טבלה 3. מסת קצה דיאסטולית חדרית ימנית (RVED), נפח סיסטוק חדרי ימני (RVESV), נפח דיאסטולי קצה חדרי ימני (RVEDV), ונפח שבץ חדרי ימני (RVSV) במיני-פיגים של גטינגן וחזירי לנדאס. *p<0.05 לעומת בסיס מקביל (מדדים חוזרים ונשנים ANOVA לכיוון אחד ואחריו מבחן LSD של פישר במיניפיגים של גטינגן; זיווג t-test בחזירי Landrace).
כאן תיארנו פרוטוקול מפורט המדגיש את השלבים הקריטיים של טכניקה של אינדוקציה של MI חריפה והערכה של HF שלאחר MI במודל חזה סגור של מיניפיגים בוגרים של גטינגן. תיארנו גם את השיטה של מינהל תרופות תוך-קורוני, ניקוד BARI, ודיווחנו על שינויים במורפו-פונקציונליות של חדרים על ימין ועל שמאל במודל HF מתורגמי שלאחר MI. זהו האפיון הראשון של HF פוסט MI ב Göttingen ממזער בהשוואה חזירי Landrace, מראה כי מודל Göttingen למזער משקף פרמטרים שלאחר MI HF דומה לבני אדם. אנו מסיקים כי מודל מיניפיג Göttingen עדיף על חזיר Landrace כדי לעקוב אחר הפיתוח של לאחר MI HF. מודלים חזיר רלוונטי קלינית של HF שלאחר MI הם תנאים מוקדמים למחקרים הוכחת הרעיון הסופי לפני הכניסה לניסויים קליניים ברוב התרופות הקרדיווסקולריות ופיתוח מכשירים רפואיים פרויקטים6,7,12. אכן, מודלים חזיר דומים לבני אדם באנטומיה, פיזיולוגיה, תכונות ביוכימיות בפרט בתחום המחקר MI כפי שהם מפתחים אוטמים טרנס-ציוריים בשל היעדר זלוף בטחונות14. לכן, מודלים חזיר יכול לשמש מודלים לניתוח של טיפולים cardioprotective ואת המנגנונים שלהם24,25,26,27,28,29.
כאן מצאנו שלמרות גודל הצלקות השווה, שיעורי התמותה, וציוני BARI בשני הגזעים, תפקוד לקוי של החדר השמאלי המאופיין בירידה ב- LVEF נצפתה רק במיני-פיגים של גטינגן. כאן ראינו 15.4% תמותה חריפה במיניפיגים של גטינגן וללא תמותה בתקופת המעקב, האחרון דומה לזה במחקרים קליניים. ואכן, מטא-אנליזה ברמת המטופל של 10 ניסויים קליניים אקראיים מצאה כי שיעור התמותה של קפלן-מאייר לשנה אחת היה נמוך עד כדי 2.2% בעקבות אוטם שריר הלב30. גודלי צלקת שדווחו כאן דומים לאלה בניסויים קליניים. בניסויים קליניים שבוצעו על ידי Lonborg et al ו- Stone et al בחולים ששרדו אוטם שריר הלב בגובה ST גדלי הצלקת החציוניים, שנמדדו כאחוז ממסת שריר הלב בחדר השמאלי היו 9.5% ו -17.9% בהתאמה30,31. יתר על כן, גודל הצלקות במחקר הנוכחי תואם את אלה שדווחו בפרסומים קודמים ב- Göttingen minipigs (12-25%)32,33,34,35,36,37 ובחזירי לנדרייס (14-18%)38,39,40. הממצא הנוכחי על בסיס LVEF ב חזיר Landrace הוא על פי נתונים שדווחו על ידי אחרים חזיר גדול13,41,42. ערכים אלה ב החזירים הגדולים קטנים יותר בהשוואה לטווחי התייחסות LVEF אנושי בריא (58-61%)43 וערכי קו בסיס (אוטם מראש) במיני-פיגים של Göttingen (55-73%)33,44,45. עם זאת, ראוי לציין כי רק הנתונים שלאחר אוטם או שינויים דלתא של LVEF מדווחים ברוב הפרסומים46,47,48,49,50. בהתאם לתוצאות הנוכחיות, מחקרים קודמים של HF שלאחר MI המושרה על ידי 45 עד 90 דקות חסימת LAD ואחריו רפרופוזיה או על ידי חסימת LAD קבועה הוכיחו או אין הפחתה או הפחתה צנועה של LVEF ב Landrace או חזיר יורקשייר לאחר 4-6 שבועות מעקב לעומת בסיסי (אוטם מראש) LVEF51,52,53. עם זאת, Schuleri et al. השווה פרמטרים morphofunctional בין Göttingen minipigs ו חזיר יורקשייר ומצא כי שני הגזעים הראו ירידה של LVEF 8 שבועות לאחר אינדוקציה של MI על ידי 120 עד 150 דקות LAD חסימה-reperfusion; עם זאת, ערכי LVEF בסיסיים ב החזיר יורקשייר לא דווחו54. בניסויים אחרים נקבה Dalland Landrace חזירים לאחר MI שיפוץ שלילי היה המושרה על ידי 90 דקות חסימת LAD, עם זאת, LVEF לא דווח לאחר 4 שבועות של מעקב55. בניגוד לממצאים שלנו, במחקר של דה יונג ואח ', LVEF ירד במידה ניכרת חזירי Landrace נתון לחסימת LAD חזה פתוח ואחריו מעקב של 12 שבועות56. הבדל זה ניתן לייחס לתקופה איסכמית ארוכה משמעותית (150 דקות), אשר הביא גודל אוטם גדול יותר (23.4 ± 2.1% של LV). במקום אחר, חסימה של 120 דקות בחזה סגור של עורקים כליליים עקיפה שמאלית (LCX) בחזירי Landrace הגרמניים הובילה לירידה משמעותית ב- LVEF לאחר שמונה שבועות של רפרושופ, מה שמרמז כי המיקום השונה של MI עשוי להשפיע גם על תפקוד החדר השמאלי העולמי57. הממצאים הנוכחיים שלנו עולים בקנה אחד עם אחרים המראים ירידה משמעותית ב- LVEF ב- HF שלאחר MI ב- Göttingen minipigs לאחר מעקב ארוך טווח33,44,45.
ההפחתה של LVEF ב Göttingen minipigs בעקבות MI עולה בקנה אחד עם נתונים קליניים המראים תפקוד לקוי של הלב כתוצאה של שיפוץ חדרי בחולים לאחר AMI58. לסיכום, Göttingen minipigs טוב יותר לחקות את התנאים האנושיים, מאז LVEF טרום אוטם, גודל צלקת, LVEF שלאחר אוטם, ותמותה כולם דומים לפרמטרים אלה נמצאו בבני אדם.
כאן ראינו עלייה של 8% במסת LVED לאחר שישה חודשים במיניפיגים של גטינגן וגבוה משמעותית (97%) עלייה בגושי LVED בחזירי Landrace לאחר חודשיים. נתונים דומים דווחו על ידי Schuleri et al. בחזירי יורקשייר, שם נצפתה עלייה של 40% במשקל הלב לאחר חודשיים. לעומת זאת, בניסויים אחרים של חזה סגור שלאחר MI HF ב Göttingen minipigs אין שינויים משמעותיים בגושים חדריים שמאל נצפו33,44. לכן, ניתן לייחס הבדלים בין שני הגזעים לגבי LVEF לקצב גידול לב אינטנסיבי בחזירי לנדאיס ובכך לשנות את שיפוץ הלב.
בהגדרות קליניות, מלבד LVEF, נפח החדר השמאלי מספק תובנה חשובה לתוך פרוגנוזה ארוכת טווח ושיעור התמותה בחולים שלאחר MI59. LVESV הוא הקובע העיקרי של תמותה מוקדמת ומאוחרת בחולים לאחר AMI60,61. כאן הראינו כי נפח החדר מוערך על ידי CMRI גדל באופן משמעותי בשני הגזעים. לאחר MI שיפוץ המושרה עלייה בולטת יותר LVESV מאשר ב LVEDV ב minipigs Göttingen, בעוד הן LVESV ו LVEDV הוגדלו בשיעור דומה חזירים Landrace. כתוצאה מכך, שבר פליטה חדרי שמאלי (LVEF) ירד באופן משמעותי ב 3 ו 6 חודשים רק ב minipigs Göttingen אבל לא חזירים Landrace לאחר 2 חודשים. תוצאות אלה חייבות להתפרש בזהירות חזירי Landrace, שם LVESV מוגברת, LVEDV, ו LVSV (מחושב כמו ההבדל בין LVESV ו LVEDV) נוטים יותר הקשורים לעלייה אינטנסיבית במסת לב. LVESV מוגברת ו LVEDV עולים בקנה אחד עם נתונים קליניים של חולים עם לאחר MI HF62,63,64. יתר על כן, שיפוץ חדרי שמאל שלילי הוגדר כעלייה של 15% או יותר ב LVEDV במחקרים קליניים65,66 ומצאנו כאן עלייה של 28% לאחר 3 חודשים ועלייה של 42% לאחר 6 חודשים ב LVEDV ב Göttingen minipigs מראה שיפוץ שלילי רלוונטי קלינית. בנוסף, כאן הראינו כי LAVi גדל רק במיניפיגים של גטינגן, אך לא בחזירי לנדראס. הגדלת נפח האשכים השמאלי הוא שינוי מבני מפתח נוסף בהקשר של HF והוא מנבא עצמאי של מוות ואשפוז HF בחולים ששרדו MI67.
תפקוד החדר הימני נחקר לעתים רחוקות בדגמי HF שלאחר MI. כאן מצאנו כי שבר פליטה חדרית נכונה גדל בשני הגזעים. למרות RV היה כמעט לא מעורב נמק שריר הלב, RVEF גדל באופן משמעותי בשני הגזעים המציין עומס נפח RV ומכאן עזב תפקוד לקוי של החדר. באופן דומה, מחקר קליני שנרשם 2008 חולים עם HF סיסטולי כרוני הראה כי 733 חולים (37%) שייך לקטגוריית פונקציית חדר ימנית רגילה עם RVEF≥40%68.
לסיכום, הראינו כאן כי מודל מיניפיג Göttingen הבוגר עם מעקב ארוך טווח מחקה פרמטרים פונקציונליים ומורפולוגיים של HF פוסט MI דומה לבני אדם. הנתונים הנוכחיים שלנו מראים גם כי חזירי Landrace אינם מתאימים להערכת HF שלאחר MI בעיקר בשל ההשלכות של העלייה המהירה במשקל הגוף והלב שאינו מאפשר מעקב ארוך טווח ומפריע לפתולוגיה שלאחר MI HF. חזירי Landrace עשוי להיות מתאים להעריך את ההשלכות של אוטם שריר הלב חריפה. האפיון המקיף הנוכחי של מודלי האוטם בחזה הסגור ב Landrace ו Göttingen minipigs יהיה שימושי לבחירת מודלים בעלי חיים גדולים אופטימלית ללמוד לאחר MI HF ופיתוח טיפולים חדשניים נגד פתולוגיה זו.
מגבלות
הניסוי הנוכחי בוצע רק אצל נקבות חזירים, ולכן ההשפעה הפוטנציאלית של המינים השונים על HF שלאחר MI עדיין לא ידועה בדגמים אלה69. סימנים של HF הוערכו על ידי CMRI, על פי המלצות של קו מנחה האחרון על הרלוונטיות של הקפדה ושחזור במחקרים פרה-קוליניים על cardioprotection12. עם זאת, השימוש בזווית ממוקדת יותר של מטוסי הדמיה CMRI ורצף ממוקד יותר עלול לגרום להערכת טוב יותר של נפחי פרוזדוריים שמאליים, ובצקת ריאות. למרות שלא מדדנו סמנים ביולוגיים וסימנים היסטולוגיים של HF שלאחר MI במחקר זה, מודלים אלה מתאימים לניתוח של סמנים ביולוגיים כלשהם מאז הזמינות של דגימות פלזמה ורקמות. בשל הרגישות השונה של 2 גזעים לפגיעה איסכמיה / רפרופוזיה, משכי זמן שונים של חסימות כלילית נבחרו כאן שעשויים למרות להגביל את ההשוואה של 2 מודלים, עם זאת, על ידי גישה זו השגנו גודל אוטם דומה. זמן המעקב בשני הגזעים היה שונה כמו חזירי Landrace רק 2 חודשים מעקב זמן ניתן להשיג מסיבות טכניות, כלומר עלייה מהירה במשקל הגוף המציג מגבלה גדולה של מודל Landrace. מגבלה נוספת היא היעדר גורמי סיכון ותחלואה שונים ולכן המודלים הנוכחיים של בעלי חיים גדולים אינם מחקים לחלוטין את המצב הקליני מבחינת נוכחותם של גורמי סיכון מרובים, כולל תחלואה משותפת ותרופותיהם. עם זאת, כיום, אין מודלים בעלי חיים גדולים הוקמה עם מחלות רקע מרובות לשימוש שגרתי. מודלים גדולים אלה של בעלי חיים אינם יכולים להיות מופעלים לניתוח תמותה מסיבות אתיות של בעלי חיים והעלות הגבוהה של מחקרים אלה.
PF היא המייסדת והמנכ"לית של Pharmahungary Group, קבוצת חברות מו"פ
מחקר זה מומן על ידי Quark תרופות Inc שבו S.A. ו E.F. הם עובדים. מחקר זה נתמך גם על ידי משרד המחקר, הפיתוח והחדשנות הלאומי של הונגריה (NKFIA; NVKP-16-1-2016-0017 תוכנית הלב הלאומית), ועל ידי התכנית למצוינות מוסדית להשכלה גבוהה של משרד היכולות האנושיות בהונגריה, במסגרת התוכנית נושאית פיתוח טיפולי של אוניברסיטת Semmelweis. GB.B. נתמך על ידי EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00009 ו Gedeon ריכטר Plc. מלגת. Z.G. נתמך על ידי מלגות מחקר של ינוס בוליאי של האקדמיה ההונגרית למדעים ועל ידי ÚNKP-19-4 תוכנית מצוינות לאומית חדשה של משרד היכולות האנושיות.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Special Diet Services pig chow | SDS, Witham, England, Hungarian distributor: Akronom Kft. | ||
maintenance minipig diet | no. 9023, Altromin | ||
pregnant sow chow | Bonafarm-Bábolna Takarmány Plc | ||
ketamine hydrochloride | Richter Pharma AG | ||
xylazine | Medicus Partner | ||
atropine | Egis | ||
endotracheal tube | Portex | ||
isoflurane | Abbot | ||
anesthetic machine | Dräger Julian | ||
18 G needle | Anhul Kangda Medical Products Co. Ltd. | ||
5% glucose in Ringer solution | B Braun | ||
atracurium besylate | GSK | ||
cardiac magnetic resonance machine | Siemens Healthineers Medical GmbH | ||
acetyl salicylic acid | Bayer | ||
clopidogrel | Zentiva | ||
meloxicam (meloxidyl) | Ceva | ||
antibiotic coctail (tardomyocel) comp III. | Norbrook | ||
ear vein cannula | B Braun Melsungen AG | ||
magnesium sulfate | Wörwag Pharma GmbH | ||
povidone-iodine | Egis | ||
ECG electrodes | Leonhard Lang GmbH | ||
6F-ACT introducer | St Jude Medical | ||
heparin | TEVA | ||
arterial pressure sensor and monitoring system | GE Healthcare | ||
guidewire | PT2MS Boston Scientific | ||
5F guiding catheter | Medtronic Launcher, 5F | ||
fluoroscope, C-bow | Siemens Medical GmbH | ||
Iobitridol (Xenetix) | Guerbet | ||
balloon catheter | Boston Scientific, EMERGE, 2.5mm x 12mm | ||
heating device | 3M | ||
rectal probe | Vatner Kft | ||
pulse oxymeter | Comen medical | ||
epinephrine | Richter Gedeon Rt. | ||
lidocaine | EGIS | ||
microcatheter | Caravel ASAHI | ||
defibrillator | GE Marquette Responder 1100 | ||
perfusion pump | TSE system | ||
antiseptic coating | Friedrich Huber aeronova GmbH&Co | ||
gadobutrol | Bayer | ||
MASS 7.6 analysis software | Medis Medical Imaging Software, Leiden |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved