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Descriviamo un modello di pericardite sterile in minipigs per studiare la miopatia atriale e la fibrillazione atriale (AF). Presentiamo tecniche chirurgiche e anestetiche, strategie per l'accesso vascolare e un protocollo per studiare l'inducibilità della fibrillazione atriale.
La fibrillazione atriale (AF) è l'aritmia più comune causata dal rimodellamento strutturale degli atri, chiamata anche miopatia atriale. Le terapie attuali mirano solo alle anomalie elettriche e non alla miopatia atriale sottostante. Per lo sviluppo di nuove terapie, è necessario un modello animale di grandi dimensioni riproducibile di miopatia atriale. Questo documento presenta un modello di miopatia atriale sterile indotta da pericardite nei minipig di Aachener. La pericardite sterile è stata indotta spruzzando talco sterile e lasciando uno strato di garza sterile sulla superficie epicardica atriale. Ciò ha portato all'infiammazione e alla fibrosi, due componenti cruciali della fisiopatologia della miopatia atriale, rendendo gli atri suscettibili all'induzione della fibrillazione atriale. Due elettrodi pacemaker sono stati posizionati epicardicamente su ciascun atrio e collegati a due pacemaker di diversi produttori. Questa strategia ha permesso ripetute stimolazioni programmate atriali non invasive per determinare l'inducibilità della fibrillazione atriale in determinati punti temporali dopo l'intervento chirurgico. Sono stati utilizzati diversi protocolli per testare l'inducibilità af. I vantaggi di questo modello sono la sua rilevanza clinica, con l'inducibilità della fibrillazione atriale e la rapida induzione dell'infiammazione e della fibrosi, entrambe presenti nella miopatia atriale, e la sua riproducibilità. Il modello sarà utile nello sviluppo di nuove terapie mirate alla miopatia atriale e alla fibrillazione atriale.
La fibrillazione atriale (FA) è l'aritmia cardiaca più diffusa, che porta a morbilità, mortalità e spese sanitarie significative1. In molti casi, la fibrillazione atriale è semplicemente il sintomo elettrico della miopatia atriale sottostante, che è definita dal rimodellamento strutturale, elettrico, autonomo e contrattile degli atri. Questa miopatia atriale può portare a fibrillazioneatriale e ictus 2,3. La maggior parte delle terapie mira solo al rimodellamento elettrico, ma non mira ai cambiamenti strutturali sottostanti negli atri (infiammazione e fibrosi)4,5,6,7. Questo è probabilmente uno dei motivi per cui le terapie attuali sono solo marginalmente efficaci, specialmente nella miopatia atriale più avanzata8.
Un modello animale riproducibile è fondamentale per colpire l'infiammazione e la fibrosi presenti nella miopatia atriale. Modelli di tachipacing atriale sono stati sviluppati in diverse specie animali di grandi dimensioni 9,10,11,12. In questi modelli, il tessuto atriale viene stimolato continuamente per lunghi periodi per indurre cambiamenti elettrici ed eventualmente strutturali. I principali svantaggi dei modelli di tachipacing sono la lunga durata prima che compaiano i segni strutturali della miopatia atriale e la loro rilevanza solo per le sindromi cliniche in cui si sviluppano anomalie elettriche prima della miopatia atriale. Un rischio teorico è il fallimento del piombo di stimolazione a causa della fibrosi durante il lungo follow-up9.
Nei modelli di pericardite sterile, il talco sterile viene spruzzato sulla superficie epicardica degli atri per indurre una reazione infiammatoria e fibrotica acuta, con conseguente miopatia atriale13,14. I suini hanno anatomia cardiaca e fisiologia simili a quelle degli esseri umani e, pertanto, i modelli suini hanno un'elevata rilevanza traslazionale. I vantaggi dell'utilizzo di minipig sono che sono più facili da maneggiare grazie alle loro dimensioni più piccole rispetto ai ceppi di maiale convenzionali e possono essere mantenuti per un lungo periodo senza alcun aumento significativo del peso corporeo10. Tutti questi motivi rendono la pericardite sterile nei minipig un ottimo modello per lo studio della miopatia atriale e della fibrillazione. Questo protocollo e video mirano a facilitare l'impostazione di questo modello in diverse strutture di ricerca e standardizzare i protocolli per studiare l'inducibilità della fibrillazione atriale.
Questo protocollo è stato approvato dal Comitato etico per la sperimentazione animale dell'Università di Anversa (numero di caso 2019-29) e segue le linee guida per la cura degli animali dell'Università di Anversa. Diciassette minipig Aachener di 6 mesi (maschi, castrati) del peso di ~ 20 kg sono stati selezionati per questo studio.
1. Farmaci e anestesia
2. Chirurgia
3. Cura postoperatoria
4. Tachipacizzazione atriale per l'induzione della fibrillazione atriale
5. Eutanasia
6. Chirurgia fittizia
Morbilità e mortalità:
Quando abbiamo iniziato a sviluppare questo modello di pericardite sterile nei minipig di Aachener, abbiamo notato la mortalità perioperatoria di 4 su 17 suini (23,5%): 3 decessi su 4 si sono verificati nei primi 6 interventi chirurgici a causa di un "effetto curva di apprendimento". Le eziologie erano le seguenti: 2 maiali morirono a causa dell'arresto respiratorio postoperatorio; questo problema è stato risolto riducendo la dose di alfentanil. Un maiale è morto a causa de...
Un modello animale di grandi dimensioni affidabile è una risorsa importante per lo studio della miopatia atriale e della fibrillazione atriale e lo sviluppo di nuove terapie per la fibrillazione atriale. L'impianto di cavi pacemaker sull'epicardio atriale ha permesso un follow-up longitudinale e test elettrofisiologici ripetitivi, che è difficile nei piccoli animali. I minipig sono facili da maneggiare e i loro cuori sono strutturalmente e fisiologicamente simili al cuore umano10.
Nessuno degli autori ha alcun conflitto di interessi da divulgare.
Questo lavoro è stato sostenuto da una borsa di ricerca Industrieel OnderzoeksFonds/Strategisch Basisonderzoek (IOF/SBO) (PID34923) e da una sovvenzione Geconcerteerde Onderzoeksactie (GOA) (PID36444) dell'Università di Anversa; da una borsa di studio Senior Clinical Investigator (a VFS) e da borse di ricerca del Fondo per la ricerca scientifica delle Fiandre (numeri di domanda 1842219N, G021019N, G0D0520N e G021420N); da un assegno di ricerca di ERA.Net RUS Plus (2018, Consorzio di Progetto 278); da una sovvenzione Vlaamse Interuniversitaire Raad/Interuniversitair Bijzonder OnderzoeksFonds (VLIR/iBOF) (20-VLIR-iBOF-027). Ringraziamo le aziende Abbott e Boston Scientific per aver sponsorizzato gran parte dei responsabili dei pacemaker e le aziende, Medtronic e Biotronik, per il prestito di un programmatore di pacemaker. Ringraziamo il personale degli animali della struttura per animali dell'Università di Anversa per la loro eccellente cura degli animali.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Aachener minipig, 6-months old, male, castrated, weight 15-25 kg | Carfil | ||
Anesthesia and preparation | |||
ECG electrodes | |||
Endotracheal tube 6.5 mm ID | Covidien | 115-65OR | |
External cardioverter-defibrillator | Innomed | Cardio-aid 200B | |
Heating pad | OK. | OUB 60321 | |
Intravenous catheter 22 GA, 1 Inch | BD | 381323 | |
Laryngoscope blade size 4 | Miller | SUS426601 | |
Monitor | GE Medical systems | 2600040-003 | |
Respirator | Datex-Ohmeda | 1009-9000-000 | |
Shaver | Aesculap | GT 104 / REF 985203 | |
Syringe driver pump | Fresenius Kabi | 082470 | |
Arterial and central venous line placement | |||
3-lumen central venous catheterization set, 7 French, 16 cm, 0.032 Inch guide | Arrow medical | EU-22703-EN | |
Arteral catheter 3 French, 8 cm | Vygon | 1,15,090 | |
Caresite Luer access device | B. Braun | 415122-01 | |
Fluids: IV bags of Plasmalyte, Glucose 5%, NaCl 0.9% (500 mL or 1000 mL) | |||
heparinized saline | |||
Needles: 18 Ga / 40 mm and 22 Ga / 40 mm | |||
Pressure monitoring set, 195 cm | Edwards Lifesciences | T005021M | |
Pressure tubing 180 cm | Edwards Lifesciences | 50P172 | |
suture with needle | |||
Syringes Luerlok: 2 mL, 5 mL, 10 mL, 20 mL, 50 mL | |||
Ultrasound gel | Zealand coating | 446-1 | |
Ultrasound with vascular probe | Philips healthcare | EPIQ 7C / REF BZE1723 | |
Surgical set | |||
Blunt-tip surgical scissors | Martin | 11-934-25 | |
60 degrees curved Debakey forceps | Aesculap | FB403 | |
Anatomical forceps | AS | 13-102-16 | |
Debakey forceps | Geister | 10-0634 | |
Electrocautery module | Alsa | Alsatom SU 140/D MPC | |
Holders for stainless steel wire | COBE | 013-123 | |
Mosquito | Leibinger | 32-01008 | |
Needledriver, fine | Delacroix-Chevalier | 50302-21 | |
Needledriver, normal | Aesculap | BM 77 | |
Rib spreader | Martin | 24-178-01 | |
Scalpel | Swann-Morton | 0511 | no. 24 |
Scissors for stainless steel wire | Jakobi | 411830 | |
Spreaders | AS | 16-058-00 | |
Sternum saw | Eure-Power | 5000020 | |
Sternum saw blade | MicroAire | ZR-032M | |
Surgical consumables | |||
Disinfectant: iodine, chlorhexidine | |||
Electrocautery pencil with push button, cable 5 m | Dongguan QueenMed Equipment | ESPB4001LQ | |
Gastric tube | Vygon | 390.12 | |
Mersilene-0, 75 cm | Ethicon | F2505H | |
Monocryl 3-0, 70 cm | Ethicon | Y423H | |
Mouth masks, hair nets | |||
Oriflex-4 vacuum flask for surgical draining | Oriplast Krayer | VK00352 | |
Prolene 6-0, 75 cm | Ethicon | 8711H | |
Stainless steel monofilament non-absorbable suture | Ethicon | W995 | |
Sterile drapes | 3M | 9010 | |
Sterile gauze 20 x 10 cm | Stella | 35921 | |
Sterile gloves | |||
Sterile surgical gown | |||
Steritalc PF3 | Novatech | 16863 | |
Vicryl-0, 75 cm | Ethicon | V324H | |
Cardiac pacing | |||
Bipolar pacing lead Fineline II Sterox EZ 58 cm | Boston Scientific | 4474 | |
Bipolar pacing lead Tendril STS 58 cm | Abbott | 2088TC | |
Ellegaard Göttingen Minipig Frame 3 | Lomir | DF H1PU | |
Ellegaard Göttingen Minipig Sling Cover | Lomir | SS CEG1 | |
Micropace cardiac stimulator | Boston Scientific | EPS 320 | |
Pacemaker for pacing | Medtronic | Azure XT DR MRI SureScan | |
Pacemaker for sensing | Biotronik | Eluna 8 DR-T | |
Pacemaker programmer for pacing | Medtronic | CareLink Encore 29901A | |
Pacemaker programmer for sensing | Biotronik | ICS 3000 DS CD-W US | |
Medication | |||
Adrenaline 1 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
Atropine 0.5 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
Catapressan 150 µg/mL, 1 ml clonidine | Boehringer Ingelheim | BE021402 | |
Cefazoline 2 g powder | Mylan | BE319794 | |
Cordarone 50 mg/mL, 3 mL amiodarone | Sanofi | ||
Durogesic 50 µg/h fentanyl patches | Janssen-Cilag | ||
Glucose 5%, 500 mL | Baxter | AE0063 | |
Ketalar 50 mg/mL, 10 mL | Pfizer | 804101 | |
Lanoxin 0.25 mg/mL, 2 mL digoxine | Aspen | ||
Marcaine 0.5% + adrenaline 1:200,000 | Aspen | ||
Midazolam 5 mg/ml, 3 mL | B. Braun | 3521740 | |
Morfine 10 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
NaCl 0.9%, 500 mL | Baxter | AKE1323 | |
Nitro Pohl 1 mg/mL, 5 mL nitroglycerine | Pohl Boskamp | ||
Noradrenaline 1 mg/mL, 4 mL | Aguettant | ||
Plasmalyte 1000 mL | Baxter | AKE0324 | |
Propofol 10 mg/mL, 20 mL | B. Braun | 3521810 | |
Protamine 1400 IU/mL, 5 mL | Leo pharma | ||
Rapifen 0.5 mg/mL, 2 mL | Janssen-Cilag | 95103 | |
Seloken 1 mg/mL, 5 mL metoprolol | AstraZeneca | ||
Sevorane Quick Fill 100% sevoflurane, 250 mL | Abbvie | 1283-415 | |
Tracrium 10 mg/mL, 5 mL atracurium | Aspen |
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