Este estudo foi apoiado em parte pela Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), o projeto GZ PI 771/1-1; SFB 656 &quot;Imagem Cardiovascular Molecular&quot;, Münster, Alemanha (projetos C6, Z2, B3, e PM3); UE NoE &quot;Diagnostic Imagem Molecular-DIMI &quot;(WP 11.1 e 11.2). O estudo também foi financiado em parte pela British Heart Foundation, do Reino Unido.

1. Preparando o modificador de tensão de cisalhamento (manguito) <ol><li> O modificador de tensão de cisalhamento consiste em duas metades longitudinal de um cilindro com um lúmen em forma de cone. As cascas são feitas de meia polyetherketone termoplásticas produzidas por um processo de fundição de plástico. Os elementos elenco são enviados ao mesmo tempo ligado ao corredor. Assim, as conchas meia tem que ser cortado antes do uso. Cada elenco contém cascas de metade dos diferentes tamanhos variando de 150 M - 300 mm (diâmetro interno menor no final a jusante). </li><li> A preparação cuff deve ser realizada sob um microscópio cirúrgico. </li><li> Segure o meia concha manguito com uma pinça sem corte e corte-a delicadamente do elenco usando um bisturi afiado. Este procedimento vai levar a metade precursores shell que têm de ser tratados posteriormente. </li><li> Coloque o precursor meia concha sobre uma placa, mesmo não escorregadio; corrigi-lo com uma pinça sem corte e corte-a exatamente ao longo da incisão pré-formados, a fim de remove extremidade fechada. O resultado será o meia concha manguito pronto para uso. </li><li> Controle as conchas meia sob o microscópio e remova cuidadosamente todas as bordas afiadas restantes. A luz interior cónico é essencial para induzir diferentes qualidades de tensão de cisalhamento dentro, a montante ea jusante do manguito implantado. Um sulco na superfície externa das conchas meia perpendicular ao lúmen interno serve como um orientador para a discussão que finalmente sticks as conchas meia para formar o manguito funcional. </li><li> Armazenar as conchas meia manga, classificados de acordo com tamanho, em etanol 70%. </li></ol> 2. Implantar o manguito ao redor da artéria carótida direita <ol><li> Camundongos knockout ApoE deve ser em torno de 10 semanas de idade e com um peso de pelo menos 20 gramas. Se o desenvolvimento da placa deve ser investigada sob dieta rica em colesterol, começando como uma dieta tipo ocidental 4 semanas antes da implantação do manguito é recomendado. </li><li> Todo o procedimento cirúrgico deveser realizada em pelo menos semi-estéril condições: Use um vestido cirúrgico, máscara e gorro e luvas estéreis. Esterilizar os instrumentos por 30 segundos num esterilizador instrumento talão e colocá-los em uma folha estéril opaco. Cuidado! Instrumentos têm para esfriar antes de usar! </li><li> Posicione o mouse em uma câmara de indução da anestesia preenchido com 3% de isoflurano até que esteja completamente anestesiado. Verificar a profundidade da anestesia com resposta a pitada dedo do pé. Alternativamente, a anestesia pode ser realizada com injeção (ip) intraperitoneal de ketamina (80 mg / kg) e xilazina (10 mg / kg) ou anestésicos alternativo aprovado pela IACUC. Para injeção ip, mantenha o mouse na posição supina e injetar o anestésico no quadrante inferior esquerdo do abdômen. </li><li> Posicione o mouse sobre uma placa aquecida cirúrgica, em decúbito dorsal. A fim de evitar os olhos de funcionamento a seco umedece-los com colírio (por exemplo, Bepanthen loção olhos e nariz). Espalhe a frente-e-patas traseiras e gravá-los para baixo à placa. Se realizar anestesia com isoflurano, o fluxo de gás narcótico (2% de isoflurano) tem de ser fornecida através de uma máscara de pequenos roedores. </li><li> Remover os pêlos entre a mandíbula eo esterno por qualquer agente depilatório aplicação (por exemplo, Pilca Med) ou usando uma multa barbeador elétrico (por exemplo, Wella Contura). Barbear deve ser realizada com cautela para evitar irritar a pele. Se estiver usando um agente depilatório, dar-lhe 1-2 minutos para penetrar no cabelo, em seguida, esfregue suavemente até que todo o cabelo e agente depilatório seja removido. </li><li> Ter pronto conchas cuff previamente preparado meia de tamanhos diferentes (dois de cada tamanho) e um pedaço 2,5 cm de comprimento do fio de seda 6-0 para a interconexão das conchas meia no local da oclusão carotídea. </li><li> Desinfetar a área operacional com quantidade liberal de Betadine. Use afiada tesoura pequena para abrir a pele e da fáscia subjacente do pescoço por uma incisão medial 4-5mm a partir do topo do esterno (manúbrio). </li><li> Expandir a abertura, shift da parótida direita lado e inserir um espalhador cirúrgico. Em seguida, sem rodeios dissecar se ao largo, à esquerda da traquéia (do ponto de vista cirurgiões), onde o músculo sternomastoideus direita cruza o músculo omo-hióideo direito, até que sejam capazes de identificar os carótida direita pulsante comum. </li><li> Usando uma pinça muito fina ângulo ou curvas (por exemplo, Dumont # 5 / 45), dissecção da artéria carótida comum direita suavemente a remoção do tecido conectivo circundante. Separar os carótida do nervo vago - o objeto, branco stringy executando diretamente ao longo da carótida - que este passo é necessário para exposição completa do navio. Tenha cuidado para não prejudicar o nervo vago, nem um ramo da veia jugular interna esquerda, que também está em estreita relação com a carótida. </li><li> , A fim de escolher o tamanho do manguito direito, compare o diâmetro da carótida exposta com o diâmetro interno do meia conchas manguito: O maior largura do lúmen punhos devem atender o diâmetro externo da carótida. </li&gt; <li> Agora, cuidadosamente coloque a ponta da pinça sob a carótida, abra a pinça, fio o pedaço de fio de seda 6-0 sob a carótida e formar um loop. Entre o circuito e da carótida lugar uma meia concha manguito abaixo da carótida. O lado de maior estreitamento tem que ser a jusante. </li><li> Coloque o shell segunda metade cuff dentro do laço na parte superior da carótida. </li><li> Aperte levemente o ciclo de sutura com a pinça e sutura do nó de discussão. Ao fazer isso o funcionamento modificador de tensão de cisalhamento é formado. Para a montagem precisa do manguito é essencial que a sutura é executado exatamente dentro do sulco pré-formada na superfície externa do manguito. </li><li> Mova o parótida direita de volta na sua posição original, aproximados e fechar a pele utilizando uma pequena quantidade de prolene 6-0 ou, alternativamente, você pode usar clips ferida. </li><li> Injetar uma dose única de 5 mg / kg carprofeno (Rimadyl por exemplo) por via subcutânea para fornecer tratamento da dor profiláticas e lugaro mouse em uma câmara de aquecimento até que ele se recupera. Normalmente, isso leva 30-60 min quando se utiliza a anestesia Ketamina / Xilazina. Quando se utiliza anestesia por inalação de isoflurano o período de recuperação é substancialmente mais curtos (10-20 min). </li><li> Em nossa experiência, animais recobram a atividade normal dentro átonas as primeiras 24 horas após o implante manguito com a intervenção a ser realizada por um cirurgião experiente. No entanto, se o animal parece estar angustiado até o primeiro dia pós-operatório, repetir o tratamento analgésico e consultar com o pessoal veterinário. </li></ol> 3. Explanting o manguito e as artérias carótidas <ol><li> Para análise histológica das artérias carótidas tem que ser colhida no final do período de observação. Antes de iniciar explante, o animal tem de ser morto de acordo com as diretrizes IACUC. </li><li> Se os reservatórios meia manguito são destinadas a ser reutilizadas, remova cuidadosamente todos os fragmentos de tecido e da sutura de ligação dos elementos plásticos, dissecting das artérias carótidas, lave e guarde as cascas metade em solução de álcool 70%. Deve-se ter em mente que o manguito é incorporado em aderências do tecido conjuntivo após várias semanas de implantação e que é preciso dissecar o manguito com cuidado para não danificar as paredes dos vasos. </li><li> Alternativamente, o manguito pode ser explantado e incorporados juntamente com a artéria carótida. O material plástico do manguito é resistente a soluções de fixação normal e solventes utilizados para inclusão em parafina. Além disso, as amostras de embutidos pode ser cortado usando um micrótomo normais equipados com lâminas normal. </li></ol> 4. Resultados representante O manguito deve ser colocado sempre em torno de uma das duas artérias carótidas comuns de um animal (Fig. 1A, 1B) - o lado contralateral serve como um controle. Na imagem apresentando as duas conchas metade do manguito (Figura 1B) da forma cônica do lúmen interno é visível. Esta forma cônica é essencial para esbelecer as três regiões com dinâmicas de fluxo distintas. Padrões típicos de shear stress induzido pelo elenco calculados a partir de medições Doppler 11 e as velocidades de fluxo correspondente com base na velocidade de contraste de fase RM 12 são apresentados na Figura 2. Quando o manguito é implantado em camundongos knockout ApoE alimentados com uma dieta tipo ocidental o fluxo alterado a dinâmica provocar tensão de cisalhamento deposição de placas ateroscleróticas induzida (Fig. 3): Upstream da cônica tensão de cisalhamento constrição baixo laminar leva ao desenvolvimento em massa de placas ateroscleróticas de um mais fenótipo vulneráveis, caracterizados por núcleos de lipídeos perto do lúmen central coberto apenas por uma fina capa fibrosa (Fig. 3A1). A luz interior cónico do manguito leva a um aumento na velocidade do fluxo. Quase não deposição de placas é observada nesta área. Imediatamente a jusante do local do gargalo a imediata ampliação dos resultados da artéria em uma área de vórtices e flo oscilatórioparâmetros w, o que provoca o desenvolvimento de placas menos alargada de um fenótipo mais estável (núcleos de lipídeos ou seja, menos que são localizadas mais perto da mídia). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3308/3308fig1.jpg" /> Figura 1 O modificador de tensão de cisalhamento - montagem e colocação de (A) Desenho esquemático do manguito implantado:.. O manguito é colocado ao redor da artéria carótida comum direita (ACCD) - o lado contralateral (ACCV = artéria carótida comum esquerda) serve como controle . (B) In vivo MRI angiografia em um mouse: Na projeção de intensidade máxima de uma imagem tridimensional do tempo de vôo angio-RM a constrição cônica induzida pelo elenco (seta branca) é visível (para mais detalhes veja 12). (H = cabeça, F = pés, R = direita, L = esquerda). No canto superior direito uma visão macroscópica do lúmen interno ea superfície externa das conchas meia manguito é dado. Quando montada, duas conchas meia forma um cilindro cônico, que modificaa dinâmica de fluxo dentro do vaso de uma forma definida. Para garantir o ajuste direito, um sulco na superfície externa do manguito (seta amarela) serve como um orientador para a sutura de ligação. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3308/3308fig2.jpg" /> Figura 2. Regiões da dinâmica de fluxo diferentes e tensão de cisalhamento. Implantação do manguito dinâmica do fluxo e estresse altera posteriormente cisalhamento na artéria carótida constricted de uma forma definida. Na ilustração esquemática superior as propriedades de fluxo diferentes são indicados e os valores locais aproximados para tensão de cisalhamento são dadas (com base em medições Doppler 11). Abaixo, velocidades de fluxo correspondente para um único animal medido por MRI upstream do manguito implantados são mostrados em um T1 transversal imagem de ressonância magnética do pescoço (contraste de fase de velocidade, para detalhes veja 12). Figura 3. Shear stress induzido o desenvolvimento de placas em camundongos knockout ApoE. O canto superior esquerdo mostra a visão macroscópica no pescoço aberto e exposto artérias carótidas de ratos knockout ApoE sob dieta rica (tipo ocidental) de gordura 8 semanas após o implante de uma tensão de cisalhamento modificador ao redor da artéria carótida comum direita (ACCD). A região branca opaca do navio (*) a montante do manguito corresponde a um local de deposição de placas ateroscleróticas extensa. A seta amarela indica o segmento que combina as duas metades manguito. Em contraste, não há sinais de deposição de placas na artéria coronária esquerda comum (ACCV). (A) - (C) Representante HE manchada seções transversais da artéria carótida comum direita de um mouse ApoE knockout sob dieta tipo ocidental 8 semanas após o implante do manguito. A ilustração esquemática dá os planos correspondentes (linhas pontilhadas) where os cortes foram localizados. (A) Upstream da aterosclerose manguito leva à deposição de placa maciça. Núcleos de lipídios de grande porte (setas vermelhas), que em parte estão localizados perto do lúmen central (detalhe A1) caracterizar o caráter vulnerável dessas placas. (B) No plano do gargalo manguito quase nenhum desenvolvimento placa é óbvio, enquanto que imediatamente a jusante do manguito (C) o fluxo oscilatório leva a moderada desenvolvimento de uma placa de um tipo mais estável (ou seja, núcleos de lipídeos menos ou nenhum). (C1, C2 = conchas metade do manguito, P = placas, asterisco navio = luz)

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	<li>Chiu, J. J., Chien, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+disturbed+flow+on+vascular+endothelium:+pathophysiological+basis+and+clinical+perspectives.">Effects of disturbed flow on vascular endothelium: pathophysiological basis and clinical perspectives.</a> Physiol. Rev. 91, 327-387 (2011).</li><li>Cunningham, K. S., Gotlieb, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+shear+stress+in+the+pathogenesis+of+atherosclerosis.">The role of shear stress in the pathogenesis of atherosclerosis.</a> Lab. Invest. 85, 9-23 (2005).</li><li>Ali, F., Zakkar, M., Karu, K., Lidington, E. A., Hamdulay, S. S., Boyle, J. J., Zloh, M., Bauer, A., Haskard, D. O., Evans, P. C., Mason, J. 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W., Rezvan, A., Suo, J., Budzyn, K., Llanos, A., Harrison, D., Giddens, D., Jo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partial+carotid+ligation+is+a+model+of+acutely+induced+disturbed+flow,+leading+to+rapid+endothelial+dysfunction+and+atherosclerosis.">Partial carotid ligation is a model of acutely induced disturbed flow, leading to rapid endothelial dysfunction and atherosclerosis.</a> Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 297, 1535-1543 (2009).</li><li>Cheng, C., van Haperen, R., de Waard, M., van Damme, L. C., Tempel, D., Hanemaaijer, L., van Cappellen, G. W., Bos, J., Slager, C. J., Duncker, D. J., van der Steen, A. 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C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disturbed+Blood+Flow+Induces+RelA+Expression+via+c-Jun+N-Terminal+Kinase+1:+A+Novel+Mode+of+NF-{kappa}B+Regulation+That+Promotes+Arterial+Inflammation.">Disturbed Blood Flow Induces RelA Expression via c-Jun N-Terminal Kinase 1: A Novel Mode of NF-{kappa}B Regulation That Promotes Arterial Inflammation.</a> Circ. Res. 108, (2011).</li></ol>

Os autores não têm nada a revelar.

A fim de minimizar a variação experimental é recomendado para trabalhar com animais de quase a mesma idade e com a história mesma dieta. Uma investigação publicada recentemente demonstra que o modificador de tensão de cisalhamento aplicada em camundongos tipo selvagem pode ser um bom modelo para a investigação de disfunção endotelial e no início de respostas inflamatória induzida pelo fluxo alterou a dinâmica 13. No entanto, para o inquérito da placa aterosclerótica desenvolvimento transgênic...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome </td><td> Companhia </td><td> Comentários </td></tr><tr><td> Modificador de tensão de cisalhamento (polyetherketone) </td><td> Promolding BV <a href="http://promolding.nl">http://promolding.nl</a> </td><td> Os moldes são enviados para fora, enquanto ainda está conectado ao corredor. Assim, os elementos individuais têm que ser cortado antes do uso. </td></tr></tbody></table>

implantation of a carotid cuff for triggering shear-stress induced atherosclerosis in mice

É amplamente aceito que as alterações na tensão de cisalhamento vascular desencadear a expressão de genes inflamatórios em células endoteliais e, assim, induzir a aterosclerose (revisto em 1 e 2). O papel do estresse de cisalhamento tem sido extensivamente estudada in vitro investigando a influência da dinâmica do fluxo em cultura de células endoteliais 1,3,4 e in vivo em animais maiores e os seres humanos 1,5,6,7,8. No entanto, altamente reprodutível modelos animais de pequeno porte permitindo a investigação sistemática da influência da tensão de cisalhamento sobre o desenvolvimento da placa são raros. Recentemente, Nam et al. 9 introduziu um modelo de camundongo em que a ligadura de ramos da artéria carótida cria uma região de baixo fluxo e oscilatório. Embora este modelo faz com que a disfunção endotelial e rápida formação de lesões ateroscleróticas em camundongos hiperlipidêmicos, não se pode excluir que a resposta inflamatória observada é, pelo menos em parte, uma conseqüência of endotelial e / ou danos navio devido a ligadura. A fim de evitar tais limitações, um manguito de cisalhamento modificando foi desenvolvido com base em dinâmica de fluidos calculado, cuja forma de cone lúmen interno foi escolhida para criar regiões definidas de baixa, alta tensão e de cisalhamento oscilatório dentro da artéria carótida comum 10. Ao aplicar este modelo em camundongos apolipoproteína E (ApoE) knockout alimentados com uma dieta elevada de colesterol do tipo ocidental, lesões vasculares desenvolver a montante ea jusante do manguito. Seu fenótipo é correlacionada com a dinâmica do fluxo regional 11 como confirmado por Ressonância Magnética in vivo (MRI) 12: tensão de cisalhamento baixa e laminar a montante do manguito provoca a formação de placas extensas de um fenótipo mais vulneráveis, enquanto a jusante de cisalhamento oscilatório de estresse o manguito induz lesões ateroscleróticas estável 11. Nas regiões de alta tensão de cisalhamento e fluxo laminar de alta dentro do manguito,normalmente não são observadas placas ateroscleróticas. Em conclusão, o procedimento manguito cisalhamento modificando-se de uma abordagem cirúrgica confiável para produzir fenotipicamente diferentes lesões ateroscleróticas em camundongos deficientes em ApoE.

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Implantation of a Carotid Cuff for Triggering Shear-stress Induced Atherosclerosis in Mice

O manguito constricting apresentado neste artigo é projetado para induzir a aterosclerose na artéria carótida comum murino. Devido à forma cônica de sua luz interior do manguito implantado gera regiões bem definidas de baixa, alta tensão e de cisalhamento oscilatório desencadear o desenvolvimento de lesões ateroscleróticas de diferentes fenótipos inflamatórios.

Implantação de um Cuff Carotid para Triggering Shear-estresse aterosclerose induzida em camundongos

It is widely accepted that alterations in vascular shear stress trigger the expression of inflammatory genes in endothelial cells and thereby induce ...

implantation-carotid-cuff-for-triggering-shear-stress-induced

Research

JoVE Journal

Medicine

20.0K visualizações.  Westfälische Wilhelms-University Münster. O manguito constricting apresentado neste artigo é projetado para induzir a aterosclerose na artéria carótida comum murino. Devido à forma cônica de sua luz interior do manguito implantado gera regiões bem definidas de baixa, alta tensão e de cisalhamento oscilatório desencadear o desenvolvimento de lesões ateroscleróticas de diferentes fenótipos inflamatórios.

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A Model of Disturbed Flow-Induced Atherosclerosis in Mouse Carotid Artery by Partial Ligation and a Simple Method of RNA Isolation from Carotid Endothelium

Despite the well-known close association, direct evidence linking disturbed flow to atherogenesis has been lacking. We have recently used a modified version of carotid partial ligation methods [1,2] to show that it acutely induces low and oscillatory flow conditions, two key characteristics of disturbed flow, in the mouse common carotid artery. Using this model, we have provided direct evidence that disturbed flow indeed leads to rapid and robust atherosclerosis development in Apolipoprotein E knockout mouse [3]. We also developed a method of endothelial RNA preparation with high purity from the mouse carotid intima [3]. Using this mouse model and method, we found that partial ligation causes endothelial dysfunction in a week, followed by robust and rapid atheroma formation in two weeks in a hyperlipidemic mouse model along with features of complex lesion formation such as intraplaque neovascularization by four weeks. This rapid in vivo model and the endothelial RNA preparation method could be used to determine molecular mechanisms underlying flow-dependent regulation of vascular biology and diseases. Also, it could be used to test various therapeutic interventions targeting endothelial dysfunction and atherosclerosis in considerably reduced study duration.

This describes a partial carotid ligation surgery, which causes disturbed flow conditions and subsequent atherosclerosis development (in two weeks) with intraplaque neo-vascularization (in four weeks) in the mouse common carotid artery. We also describe a novel method of RNA isolation from the carotid intima, providing high purity endothelial RNA.

Um modelo de Disturbed Aterosclerose Flow-induzido em rato artéria carótida pela ligadura parcial e um método simples de isolamento de RNA a partir do endotélio Carótidas

Despite the well-known close association, direct evidence linking disturbed flow to atherogenesis has been lacking. We have recently used a modified ...

Medicina

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading to an accumulation of lipid-laden intra-luminal plaque, smooth muscle cell proliferation and progressive narrowing of the vessel lumen. The formation of such vulnerable plaques prone to rupture underlies the majority of cases of acute myocardial infarction. The complex molecular and cellular inflammatory cascade is orchestrated by the recruitment of T lymphocytes and macrophages and their paracrine effects on endothelial and smooth muscle cells.1
Molecular imaging in atherosclerosis has evolved into an important clinical and research tool that allows in vivo visualization of inflammation and other biological processes. Several recent examples demonstrate the ability to detect high-risk plaques in patients, and assess the effects of pharmacotherapeutics in atherosclerosis.4 While a number of molecular imaging approaches (in particular MRI and PET) can image biological aspects of large vessels such as the carotid arteries, scant options exist for imaging of coronary arteries.2 The advent of high-resolution optical imaging strategies, in particular near-infrared fluorescence (NIRF), coupled with activatable fluorescent probes, have enhanced sensitivity and led to the development of new intravascular strategies to improve biological imaging of human coronary atherosclerosis.
Near infrared fluorescence (NIRF) molecular imaging utilizes excitation light with a defined band width (650-900 nm) as a source of photons that, when delivered to an optical contrast agent or fluorescent probe, emits fluorescence in the NIR window that can be detected using an appropriate emission filter and a high sensitivity charge-coupled camera. As opposed to visible light, NIR light penetrates deeply into tissue, is markedly less attenuated by endogenous photon absorbers such as hemoglobin, lipid and water, and enables high target-to-background ratios due to reduced autofluorescence in the NIR window. Imaging within the NIR 'window' can substantially improve the potential for in vivo imaging.2,5
Inflammatory cysteine proteases have been well studied using activatable NIRF probes10, and play important roles in atherogenesis. Via degradation of the extracellular matrix, cysteine proteases contribute importantly to the progression and complications of atherosclerosis8. In particular, the cysteine protease, cathepsin B, is highly expressed and colocalizes with macrophages in experimental murine, rabbit, and human atheromata.3,6,7 In addition, cathepsin B activity in plaques can be sensed in vivo utilizing a previously described 1-D intravascular near-infrared fluorescence technology6, in conjunction with an injectable nanosensor agent that consists of a poly-lysine polymer backbone derivatized with multiple NIR fluorochromes (VM110/Prosense750, ex/em 750/780nm, VisEn Medical, Woburn, MA) that results in strong intramolecular quenching at baseline.10 Following targeted enzymatic cleavage by cysteine proteases such as cathepsin B (known to colocalize with plaque macrophages), the fluorochromes separate, resulting in substantial amplification of the NIRF signal. Intravascular detection of NIR fluorescence signal by the utilized novel 2D intravascular NIRF catheter now enables high-resolution, geometrically accurate in vivo detection of cathepsin B activity in inflamed plaque.
In vivo molecular imaging of atherosclerosis using catheter-based 2D NIRF imaging, as opposed to a prior 1-D spectroscopic approach,6 is a novel and promising tool that utilizes augmented protease activity in macrophage-rich plaque to detect vascular inflammation.11,12 The following research protocol describes the use of an intravascular 2-dimensional NIRF catheter to image and characterize plaque structure utilizing key aspects of plaque biology. It is a translatable platform that when integrated with existing clinical imaging technologies including angiography and intravascular ultrasound (IVUS), offers a unique and novel integrated multimodal molecular imaging technique that distinguishes inflammatory atheromata, and allows detection of intravascular NIRF signals in human-sized coronary arteries.

In vivo Near Infrared Fluorescence NIRF Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

We detail a new near-infrared fluorescence (NIRF) catheter for 2-dimensional intravascular molecular imaging of plaque biology in vivo. The NIRF catheter can visualize key biological processes such as inflammation by reporting on the presence of plaque-avid activatable and targeted NIR fluorochromes. The catheter utilizes clinical engineering and power requirements and is targeted for application in human coronary arteries. The following research study describes a multimodal imaging strategy that utilizes a novel in vivo intravascular NIRF catheter to image and quantify inflammatory plaque in proteolytically active inflamed rabbit atheromata.

In vivo Near Infrared fluorescência de imagem intravascular (NIRF) Molecular da placa inflamatória, uma Abordagem Multimodal para imagem da Aterosclerose

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading ...

A Murine Model of Stent Implantation in the Carotid Artery for the Study of Restenosis

Despite the considerable progress made in the stent development in the last decades, cardiovascular diseases remain the main cause of death in western countries. Beside the benefits offered by the development of different drug-eluting stents, the coronary revascularization bears also the life-threatening risks of in-stent thrombosis and restenosis. Research on new therapeutic strategies is impaired by the lack of appropriate methods to study stent implantation and restenosis processes. Here, we describe a rapid and accessible procedure of stent implantation in mouse carotid artery, which offers the possibility to study in a convenient way the molecular mechanisms of vessel remodeling and the effects of different drug coatings.

A model of stent implantation in mouse carotid artery is described. Compared to other similar methods, this procedure is very rapid, simple and accessible, offering the possibility to study in a convenient way the vascular wall reaction to different drug-eluting stents and the molecular mechanisms of restenosis.

Um modelo murino de implante de stent na artéria carótida para o Estudo da reestenose

Despite  the considerable progress made in the stent development in the last decades,  cardiovascular diseases remain the main cause of death in western ...

Tibial Nerve Transection - A Standardized Model for Denervation-induced Skeletal Muscle Atrophy in Mice

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of denervation-induced skeletal muscle atrophy in rodents. Although originally developed and used extensively in the rat due to its larger size, the tibial nerve in mice is big enough that it can be easily manipulated with either crush or transection, leaving the peroneal and sural nerve branches of the sciatic nerve intact and thereby preserving their target muscles. Thus, this model offers the advantages of inducing less morbidity and impediment of ambulation than the sciatic nerve transection model and also allows investigators to study the physiologic, cellular and molecular biologic mechanisms regulating the process of muscle atrophy in genetically engineered mice. The tibial nerve supplies the gastrocnemius, soleus and plantaris muscles, so its transection permits the study of denervated skeletal muscle composed of fast twitch type II fibers and/or slow twitch type I fibers. Here we demonstrate the tibial nerve transection model in the C57Black6 mouse. We assess the atrophy of the gastrocnemius muscle, as a representative muscle, at 1, 2, and 4 weeks post-denervation by measuring muscle weights and fiber type specific cross-sectional area on paraffin-embedded histologic sections immunostained for fast twitch myosin.

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of skeletal muscle atrophy. The model surgical protocol is described and demonstrated in C57Black6 mice. &#160;

Secção do nervo tibial - um modelo padronizado para denervação induzida por atrofia muscular em ratos

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of denervation-induced skeletal muscle atrophy in rodents. ...

Inducing Myointimal Hyperplasia Versus Atherosclerosis in Mice: An Introduction of Two Valid Models

Various in vivo laboratory rodent models for the induction of artery stenosis have been established to mimic diseases that include arterial plaque formation and stenosis, as observed for example in ischemic heart disease. Two highly reproducible mouse models&#160;&#8211;&#160;both resulting in artery stenosis but each underlying a different pathway of development&#160;&#8211; are introduced here. The models represent the two most common causes of artery stenosis; namely one mouse model for each myointimal hyperplasia, and atherosclerosis are shown. To induce myointimal hyperplasia, a balloon catheter injury of the abdominal aorta is performed. For the development of atherosclerotic plaque, the ApoE -/- mouse model in combination with western fatty diet is used. Different model-adapted options for the measurement and evaluation of the results are named and described in this manuscript. The introduction and comparison of these two models provides information for scientists to choose the appropriate artery stenosis model in accordance to the scientific question asked.

This video shows two models of intimal plaque development in murine arteries and emphasizes the differences in myointimal hyperplasia and atherosclerosis.

Induzir miointimais Hiperplasia Versus aterosclerose em camundongos: uma introdução de dois modelos válidos

Various in vivo laboratory rodent models for the induction of artery stenosis have been established to mimic diseases that include arterial plaque ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Infusões artéria carótida para farmacocinéticas e farmacodinâmicas Análise de taxanos em Ratos

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Triggering Reactive Gliosis In Vivo by a Forebrain Stab Injury

Following injury to the CNS, astrocytes undergo a broad range of biochemical, morphological, and molecular changes collectively referred to as reactive astrogliosis. Reactive astrocytes exert both inflammatory and protective effects that inhibit and promote, respectively, neural repair. The mechanisms underlying the diverse functional properties of reactive astrogliosis are not well understood. Achieving a greater understanding of these mechanisms is critical to developing therapeutic strategies to treat the injured CNS. Here we demonstrate a method to trigger reactive astrogliosis in the adult mouse forebrain using a forebrain stab lesion. This lesion model is simple, reliable, and requires only a stereotaxic device and a scalpel blade to produce the injury. The use of stab lesions as an injury model in the forebrain is well established and amenable to studies addressing a broad range of neuropathological outcomes, such as neuronal degeneration, neuroinflammation, and disruptions in the blood brain barrier (BBB). Thus, the forebrain stab injury model serves as a powerful tool that can be applied for a broad range of studies on the CNS response to trauma.

Triggering Reactive Gliosis In Vivo by a Forebrain Stab Injury

This article describes a detailed protocol to produce a forebrain stab injury in adult mice. The stab injury induces severe reactive gliosis and glial scar formation which can be subsequently examined by standard immunohistochemistry methods.

Disparo Reactive Gliose<em&gt; In Vivo</em&gt; Por um Stab Lesão Encéfalo anterior

Following injury to the CNS, astrocytes undergo a broad range of biochemical, morphological, and molecular changes collectively referred to as reactive ...

Surgical Approach for Middle Cerebral Artery Occlusion and Reperfusion Induced Stroke in Mice

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ischemic in origin and occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA). Currently the only Food and Drug Administration (FDA) approved drug for the treatment of this devastating disease is tissue plasminogen activator (tPA). However, tPA has a small therapeutic window for administration (3 - 6 hr), and is only effective in 4% of the patients who actually receive it. Current research focuses on understanding the pathophysiology of stroke in order to find potential therapeutic targets. Thus, reliable models are crucial, and the MCA occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) is deemed to be the most clinically relevant surgical model of ischemic stroke, and is fairly non-invasive and easily reproducible. Typically the MCAo model is used with rodents, especially with mice due to all the genetic variations available for this species. Here we describe (and present in the video) how to successfully perform the MCAo model (with reperfusion) in mice to generate reliable and reproducible data.

In order to understand the pathophysiology of stroke, it is important to use reliable models. This paper will describe one of the most frequently used stroke models in mice, termed the middle cerebral artery occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) with reperfusion.

Abordagem cirúrgica para oclusão da artéria cerebral média e reperfusão induzida por acidente vascular cerebral em ratos

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ...

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The "Wire-Injury" Model

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. Moreover, by rupture of the defective vascular wall, atherosclerosis induces occlusive thrombus formation, which represents the main cause of myocardial infarction or stroke and the most frequent cause of death. Despite the advances in the cardiovascular field, many questions remain unanswered, and additional basic research is essential to improve our understanding of the molecular mechanisms during atherosclerosis and its effects. Due to limited clinical studies, there is a need for representative animal models recreating atherosclerotic conditions such as neointima formation after stent implantation, balloon angioplasty, or endarterectomy. Since the mouse presents many advantages and is the most frequently used model for studying molecular processes, the current study proposes an invasive procedure of endothelial denudation, also known as the wire-injury model, which is representative of the human condition of neointima formation in arteries after revascularization procedures.

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The &quot;Wire-Injury&quot; Model

This study describes an invasive procedure for the induction of accelerated atherosclerosis in mice. In comparison to other methods using electric- or cryo-induced injury, mechanical-induced injury mimics the human condition of restenosis after revascularization therapies and is ideal for the study of the molecular mechanisms involved.

Indução de Aterosclerose Acelerada em Camundongos: O Modelo de "Lesão por Fio"

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. ...

Ferric Chloride-induced Canine Carotid Artery Thrombosis: A Large Animal Model of Vascular Injury

Occlusive arterial thrombosis leading to cerebral ischemic stroke and myocardial infarction contributes to ~13 million deaths every year globally. Here, we have translated a vascular injury model from a small animal into a large animal (canine), with slight modifications that can be used for pre-clinical screening of prophylactic and thrombolytic agents. In addition to the surgical methods, the modified protocol describes the step-by-step methods to assess carotid artery canalization by angiography, detailed instructions to process both the brain and carotid artery for histological analysis to verify carotid canalization and cerebral hemorrhage, and specific parameters to complete an assessment of downstream thromboembolic events by utilizing magnetic resonance imaging (MRI). In addition, specific procedural changes from the previously well-established small animal model necessary to translate into a large animal (canine) vascular injury are discussed.

Here, we present the modifications necessary to a well characterized and commonly used small animal ferric chloride-induced (FeCl3) carotid artery injury model for use in a large animal vascular injury model. The resulting model can be utilized for pre-clinical trial assessment of both prophylactic and thrombolytic pharmacological and mechanical interventions.

Trombose da artéria carótida canino induzida por cloreto férrico: Um modelo Animal grande de lesão Vascular

Occlusive arterial thrombosis leading to cerebral ischemic stroke and myocardial infarction contributes to ~13 million deaths every year globally. Here, ...