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* Estes autores contribuíram igualmente
Este protocolo descreve o modelo suíno infarto do miocárdio (IM) usando um 90 min-peito fechado oclusão coronária balão da artéria descendente anterior esquerda (LAD), seguida de reperfusão. Além disso, o protocolo para vários parâmetros de resultados, tais como a função cardíaca, hemodinâmica, resistência microvascular e tamanho do infarto, também são apresentados.
A introdução de terapêutica cardiovascular recém-descobertas em ensaios primeiro-em-homem depende de um roteiro ético e legal estritamente regulamentado. Um pré-requisito importante é uma boa compreensão de todos os aspectos de segurança e eficácia obtidos em um modelo animal de grande porte que validamente refletem o cenário humano de infarto do miocárdio (IM). Porcos são amplamente utilizados a este respeito que a sua dimensão cardíaca, hemodinâmica e anatomia coronariana estão perto dos seres humanos. Aqui, apresentamos um protocolo eficaz para a utilização do modelo MI suíno utilizando um baú fechado oclusão coronária balão da artéria anterior esquerda (LAD) descendente, seguida de reperfusão. Esta abordagem é baseada em 90 min de isquemia miocárdica, induzindo grande infarto do ventrículo esquerdo do anterior, septal e ínfero paredes. Além disso, apresentamos os protocolos para várias medidas de resultado que fornecem uma ampla gama de informações sobre o coração, como sistólica cardíaca e função diastólica, hemodinamicamentecs, a velocidade do fluxo coronário, resistência microvascular e tamanho do infarto. Este protocolo pode ser facilmente adaptada para atender às exigências específicas para estudar a validação de novos produtos biológicos cardioregenerative em diferentes fases (ou seja, logo após o insulto isquêmico agudo, no cenário subaguda ou mesmo no MI crônica uma vez a formação de cicatrizes foi concluída). Assim, este modelo fornece uma ferramenta útil para estudar translacional MI, posterior remodelamento adverso, eo potencial de novos agentes cardioregenerative.
Infarto agudo do miocárdio (IAM) e suas sequelas a longo prazo, tais como insuficiência cardíaca crônica (ICC) impactar profundamente o prognóstico do paciente e qualidade de vida, e muito menos as restrições impostas alto custo dos nossos recursos de saúde disponíveis 1. A prevalência de CHF no mundo ocidental é estimado em 1-2%, dos quais ~ 60% dos casos são consequência da AMI como causa primária 2. Só nos EUA, cerca de 5,7 milhões de pacientes sofrem de CHF respondendo por cerca de US $ 30 bilhões em custos anuais de saúde em 2008, com um triplicado previsto em custos crescentes para 97.000 milhões dólares anualmente em 2030 1. Tomados em conjunto, estes números fazem um forte argumento para a desenvolvimento de novos tratamentos cardioregenerative que, para a tradução rápida, dependem de um animal modelo de infarto reprodutível e confiável grande miocárdio que imita com precisão o cenário humano.
Suínos (Sus scrofa) estão cada vez mais sendo usados em doeninvestigação lar para testes farmacológicos e toxicológicos 3. Uma das características responsáveis por esse sucesso como uma ferramenta de pesquisa translacional é a sua semelhança na função cardíaca e da anatomia com o 4,5 coração humano. Por exemplo, a razão de porco coração-a-corpo de peso, tamanho cardíaco e distribuição anatomia das artérias coronárias têm demonstrado ser muito semelhante ao homem 4. Além disso, o metabolismo dos cardiomiócitos, as propriedades eletrofisiológicas e resposta a um insulto isquêmico, como AMI têm sido relatadas para mostrar altos níveis de acordo com a situação humana 6,7. Em última análise, para cumprir os critérios acima descritos, um protocolo de MI-padronizado que produz robusto e sustentável MI para testes de novos medicamentos de investigação (IND) é necessário. Aqui, apresentamos um modelo tão padronizada que usa um 90 min-peito fechado oclusão coronária balão da artéria descendente anterior esquerda (LAD), seguida de reperfusão, criando assim miocárdio reprodutível emmiocárdio cobrindo o anteroapical, paredes septal e ínfero do ventrículo esquerdo.
Todos os experimentos in vivo foram conduzidos de acordo com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório, preparados pelo Instituto de Recursos Animais de Laboratório. Os experimentos foram aprovados pelo Comitê de Experimentação Animal local.
1. Medicação, Anestesia Venosa Access, e intubação
2. Ecocardiografia transtorácica
3. Surgical Acesso Preparação e Vascular
4. Pressão Invasiva Análise Volume de Loop
5. Pressão intracoronária e Medição da vazão
6. Indução de MI
Finalizando o procedimento cirúrgico (para acompanhamento a longo prazo)
7. Ressonância magnética cardíaca
8. Fim de Estudo e infarto Tamanho
A mortalidade e infarto Tamanho
No nosso centro, de 32 porcos (Feminino Dalland Landrace, 6 meses velho, ~ 70 kg), que foram submetidos a este protocolo MI, cinco (15,6%) morreram devido à fibrilação ventricular refratária durante a isquemia. Este protocolo cria um enfarte cobrindo cerca de 10-15% do ventrículo esquerdo, localizado na ântero, septo e paredes ínfero (Figura 2A). Se a avaliação não-invasiva de série do tamanho do enfarte não se justifica, contraste de gadolínio tarde (LGE) em CMR pode ser utilizado para seguir a área de enfarte não viáveis ao longo do tempo (Figura 2B).
Função e Remodelação Cardíaca
Quatro semanas após o IM, os parâmetros globais e regionais que refletem a função cardíaca deve ser diminuída em comparação com os valores basais saudáveis. Especificamente, a fração de ejeção ventricular esquerda (FEVE) deve diminuir para cerca de ~ 35-45% quatro semanas de pós-MI. Além da função sistólica global,vários parâmetros que refletem pós-MI remodelamento adverso também pode ser medida, como a morfologia e diâmetros usando CMR e ecocardiograma (Figuras 3A e 3B) LV. Quatro semanas depois do MI, um aumento no volume diastólico final (EDV) como um sinal de remodelação adverso pode ser esperado (Figuras 3A e 3B).
Parâmetros de fluxo e pressão Coronárias
A angiogênese ea formação de novos capilares são frequentemente considerados como importantes objetivos do tratamento na doença isquêmica do coração 8. Avaliação da resistência microvascular pode ser indirectamente com base na medição combinada de pressão e velocidade de fluxo intracoronária. Representante pressão e de medição de velocidade de fluxo sob condições e hiperemia máxima normal é mostrado na Figura 4. Quatro semanas depois do MI, a resistência microvascular hiperêmico deve ser aumentada na artéria coronária relacionada com enfarte (LAD), em comparaçãoà situação inicial 8.
. Figura 1 modelo MI baseado na oclusão LAD balão (A) equipamentos cirúrgicos Standard com: 1.) Braçadeiras de toalha; 2) mosquitos; 3) dissecando fórceps; 4) recipiente redondo; 5) porta-agulhas (fina e áspera); 6) Klinkenberg tesoura; 7) dissecando tesoura (retas e curvas); 9) fórceps (De-Bakey, fina e áspera); 10) braçadeira; 11) braçadeira anastomose; 12) gazes; 13) lápis electrosurgical; 14) Suporte de bisturi; 15) Dreesman (sucção); 16) afastador; 17) suportes para lâmpadas. (B) anterior esquerda fluoroscopia oblíqua do LAD eo LCX. (C) Após visualizar o segundo ramo diagonal, posicione os dois marcadores radiopacos (ver caixa, setas pretas) do balão apenas distal do D2. Inflate e garantir que o fluxo sangüíneo coronariano é bloqueado com sucesso por injeção de contraste (ver asterisco). Intracardíaca chumbo desfibrilador pode ser visto no ventrículo direito (ver seta branca). LAD denota artéria descendente anterior esquerda; LCX denota artéria marginal esquerda; LAO denota incidência oblíqua anterior esquerda; AP denota vista posterior anterior; D1 denota primeiro ramo diagonal; D2 denota segundo ramo diagonal. Clique aqui para ver imagem ampliada.
Tamanho Figura 2. Enfarte após MI. (A) O balão de oclusão de 90 minutos da ADA leva a danos do miocárdio extensa e formação de cicatriz (cor branca), visualizadas por coloração de TTC a 1 meses de seguimento.(B) distribuição do enfarte esquemático que mostra o enfarte está localizado na região anterior, e segmentos ântero ínfero do coração. (C, D) eixo curto e longo final de gadolínio imagens CMR aprimorados mostrar a extensa cicatriz do infarto (sinal branco, ver setas pretas) localizada na região anterior, os segmentos ântero e ínfero do coração. LGE-CMR denota tarde gadolínio aprimorado de ressonância magnética cardíaca. Barra de escala denota 3 cm. Clique aqui para ver imagem ampliada.
Figura 3. Avaliação da função cardíaca em modelos de isquemia MI. (A) Representante CMR imagens cine-circuito no final da diástole e sístole final mostrando comprometimento funcional do infsegmentos da cicatriz ARCT. (B) imagem M-Mode de 2D eixo longo paraesternal por ecocardiografia, mostrando LV dilatação (aumento LVIDd) 1 mês após o IM, bem como comprometimento funcional (ausência de espessamento septal). EDV denota volume diastólico final; ESV denota volume sistólico final; LVIDd denota diâmetro interno do ventrículo esquerdo em diástole e LVIDs denota diâmetro interno do ventrículo esquerdo em sístole. Clique aqui para ver imagem ampliada.
Figura 4. Intracoronary velocidade de pressão e fluxo de parâmetros derivados. Pressão intracoronária e gravações de velocidade de fluxo usando o Combowire mostrando valores (A) de referência anteriores a MI com altos response de hiperemia (seta preta). (B) 1 mês após o IM, o infarto relacionado artéria (LAD) tem uma resposta hiperêmico diminuição da velocidade de fluxo coronário (setas pretas). Como resultado, a pressão ea velocidade do fluxo parâmetros derivados (HMR) ou fluxo de reserva de velocidade (CFR) são reduzidos em comparação com a linha de base. BAPV denota pico de velocidade média basal; pAPV denota pico de velocidade média de pico; CFR denota reserva de fluxo coronário; HMR denota resistência microvascular hiperêmico. Clique aqui para ver imagem ampliada.
Figura 5. Visão geral dos diferentes desenhos de estudo. (A) Esquema de vários projetos de estudo possíveis para validar novos medicamentos de investigação(INDs) em vários estágios de MI que utilizam este modelo suíno LAD MI. Dependendo da fase escolhida de MI que está sob investigação, análise funcional pode ser realizada imediatamente antes da alocação de tratamento como o valor de referência e avaliação da área de risco. Clique aqui para ver imagem ampliada.
Oclusão balão intracoronário da LAD fornece um modelo pré-clínico MI reprodutível e consistente em porcos que pode ser utilizado para investigar a segurança e a eficácia de novas terapias cardiovasculares que imita de perto a situação humana. Como mostrado na Figura 5, o modelo de enfarte de isquemia / reperfusão apresentado fornece a plataforma que pode ser ainda adaptada para investigar diferentes fases de MI e de pós-MI enquanto que a remodelação inicial a lesão de isquemia / reperfusão é idêntica para ambos.
O sucesso do protocolo descrito aqui descrita é dependente da isquemia do miocárdio como a fase mais importante do protocolo. Colocação correta do balão distal ao segundo ramo diagonal da LAD é crucial para atingir o tamanho do infarto adequada, garantindo um elevado índice de sobrevivência. Com base neste modelo MI, a ~ taxa de mortalidade de 15% foi observada, enquanto extensa médio e segmentos apicais do anterior, septal e inferiou paredes foram enfartada, como visto na CMR e coloração de TTC (Figuras 2A e 2B). A duração da isquemia pode ser adaptado de acordo com o tamanho do enfarte desejado. Embora tenhamos usado suínos da raça Landrace neste protocolo, minipigs (ou seja, porquinhos Göttingen) geralmente requerem mais tempo de isquemia do miocárdio (por exemplo, 150 min oclusão).
Análise de resultados em estudos pré-clínicos e clínicos MI é muitas vezes baseada FEVE. Embora menor FEVE foi firmemente associado com aumento do risco de mortalidade cardiovascular, continua a ser dependente de parâmetros hemodinâmicos, tais como pré-carga 9. Indiscutivelmente, uma vez que, em média, apenas 10-15% do VE é de infarto, várias limitações conceituais e práticas estão relacionadas com a FEVE sendo uma medida global da função sistólica do ventrículo esquerdo, em vez de refletir a melhoria local, 10. Portanto, as medidas propostas de resultado utilizada neste modelo lançar luz sobre os diferentes aspectos da MI e pós-MI remodelação proporcionando assim aos investigadores os meios para avaliar com precisão a eficácia de novas terapias em vários níveis.
Para otimizar a tradução a partir de modelos pré-clínicos para a prática clínica, optamos por usar grandes porcos em vez de porquinhos. As medidas hemodinâmicas, dosagens de medicamentos e dispositivos cirúrgicos podem ser facilmente trocados com a prática clínica. Comparado com porquinhos, grandes porcos ganham relativamente muito peso. Isso pode causar um problema em longo prazo de acompanhamento, em relação à comparabilidade dos resultados de série. Porcos da raça Landrace Dalland fêmeas pesam aproximadamente 70 kg em uma idade de 6 meses. Para evitar o ganho de peso abundante durante o período de acompanhamento, os animais são mantidos em uma dieta restrita. Porcos receber 750 g de alimentos de baixo teor calórico feito à medida (contendo: 15,6% de proteínas, gordura 2,0%, fibras de 14,8%, cinzas 8,8%, de cálcio 0,9%, fósforo a 0,57%, 0,29% de magnésio, de potássio e 0,18%), duas vezes por dia e ter cerca de 10 kg de peso em 4 semanas.
e_content "> McCall e colegas de trabalho já publicado um protocolo semelhante para o infarto do miocárdio em suínos 11. existe uma considerável sobreposição entre este protocolo eo deles, enfatizando a preferência pela LAD, em vez de a artéria circunflexa (LCX) ou artéria coronária direita (RCA ). Em nossa experiência, há uma menor proporção do tamanho do infarto do ventrículo esquerdo total com LCX enquanto o infarto do RCA é acompanhado com maior chance de distúrbios da condução indesejados (ou seja, disfunção do nódulo sinusal, disfunção AV-nó). Uma diferença entre os dois protocolos refere-se ao uso de uma maior inibição de plaquetas farmacológica neste protocolo, como já se observou maiores taxas de não-refluxo com base na formação de trombos, como o resultado de 90 minutos de hemostasia na artéria coronária obstruída. Esta observação está de acordo com hipercoagulabilidade conhecido observado em porcos 12. Embora McCall propôs usar um único, de alta dosagem, bolus de heparina, this protocolo baseia-se na utilização de heparina em várias doses menores, distribuídos ao longo da cirurgia para minimizar as complicações trombóticas.Em resumo, apresentamos um modelo MI suína que permite aos pesquisadores para fazer uso de um modelo prático grande animal eficaz, reprodutível e, sobretudo, de doenças humanas para estudar novas terapias como um passo essencial para um primeiro-em-homem ensaio clínico.
Este trabalho foi apoiado pelo Grupo BV HGG (SK), o "Wijnand M. Pon Stichting" (SC, SK). Esta pesquisa faz parte do Projeto P1.04 SmartCare do BioMedical Materiais instituto, cofinanciado pelo Ministério Holandês de Assuntos Econômicos, Agricultura e Inovação (SJL, JG). Todos os autores relataram que eles não têm relacionamentos para divulgar.
Cees Verlaan, Joyce Visser, Merel Schurink, e Grace Croft são gentilmente reconhecidos por sua assistência técnica excelente, com as experiências com animais.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% Saline | Braun | ||
6-0 Prolene | Ethicon | ||
Acetylsalicylic acid | Ratiopharm | 80 mg | |
Adenosine | Apotheek UMCU | 3 mg/ml | |
AdVantage PV loop system | Transonic Science | ||
Amiodarone | Cordarone I.V. (Sanofi) | ||
Amiodaron HCl (PCH) | |||
Amoxicilline/clavulaanzuur | Sandoz | 500/50 mg | |
Atropinesulfate | PCH | 0.5 mg/ml | |
Bone Marrow Wax | Syneture | ||
Cardiac Defibrillator | Philips | ||
Clopidogrel | Apothecon B.V. | Clopidrogel 75A | |
Contrast agent | Telebrix | ||
Endotracheal tube | Covidien | ||
Fentanyl patch | Durogesic (Janssen-Cilag) | 25 μg/hr | |
Fogarty catheter | Edwards Life Sciences | ||
Gadolinium | Gadovist | ||
Guidewire | Abbott | ||
Heparin | Leo | ||
I.V. cannula | Abbocath (Hospira Venisystems) | ||
Iodine | Jodiumtictuur 2% (Eurovet) | ||
Ketamine | Narketan 10 Vétoquinol | ||
Midazolam | Actavis | 5 mg/ml | |
Nitroglycerin | Pohl Boskamp | 1 mg/ml | |
Pancuronium bromide | 2 mg/ml | ||
Seldinger vascular sheath 8F | Arrow | ||
Sufentanil | Sufentanil-Hameln | 50 μg/ml | |
Swann-Ganz catheter | Criticath ref 680078 (Argon) | ||
Synolux | Pfizer | 250 mg | |
Tetra-polar catheter | Transonic Science | ||
Thiopental | Inresa | 0.5 g | |
Triphenyl-tetrazolium chloride | Merck | ||
Venofundin | Braun | ||
Vicryl 2-0 | Ethicon | ||
Volcano ComboMap system | Volcano |
A correction was made to Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs. An author's middle initial was omitted at publication.
The author's name was updated from:
Sanne Jansen of Lorkeers
to:
Sanne J. Jansen of Lorkeers
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