Os autores agradecem à equipe do Laboratório de Pesquisa Cirúrgica, Marie Lannelongue Hospital, de assistência técnica e cuidados com os animais. O sistema de ultra-som cardíaco VividE9 (Sistema Médico General Electric) foi financiado por uma concessão do Cardio-vasculaire-obésité Domaine D&#39;Intérêt Majeur (CODDIM bacalhau 100.158, RégionIle-de-France, França).

Este protocolo foi aprovado pelo comitê de ética local em experimentos com animais e pelo Comitê Institucional de Bem-Estar Animal da nossa instituição. Todos os animais receberam cuidados de acordo com os &quot;Princípios de Laboratório Animal Care&quot; formuladas pela Sociedade Nacional de Pesquisa Médica e do &quot;Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório&quot;, elaborado pelo Instituto de Laboratório Recursos Animais e publicados pela National Institutes of Health (NIH Publication No. 86-23, revista em 1996). Considerações gerais: Todos os animais devem ser tratados com respeito, de acordo com as regras dos 3R (Centro Nacional de Refinamento substituição e redução de animais na investigação). Os procedimentos cirúrgicos devem ser realizadas com uma esterilidade estrita e, da mesma forma que para os seres humanos. Todos os dispositivos médicos devem ser estéreis. 1. Anestesia Protocol NOTA: Grande Whitforam utilizados e os leitões com peso 20 kg (3 semanas de idade). Hipertensão pulmonar foi induzida progressivamente. O primeiro passo envolveu uma artéria pulmonar (AP) ligadura esquerda através de uma toracotomia esquerda. Seguintes passos consistiu em realizar embolizações PA semanais durante 5 semanas. Todos os procedimentos foram executados sob anestesia geral. <ol><li> Não alimente os animais 12 horas antes do procedimento. </li><li> Fazer uma pré-medicação do leitão, efectuar uma injecção intramuscular, utilizando 30 mg / kg de cloridrato de cetamina e aropine de 0,05 mg / kg nos músculos do pescoço, 30 minutos antes do procedimento. 8 </li><li> Quando a porca é sedado, inserir um cateter na veia da orelha. </li><li> Realizar intravenosa de bolus de fentanil (0,005 mg / kg) e de propofol (2 mg / kg) antes da intubação. Injectar por via intravenosa na veia da orelha cisatracúrio (0,3 mg / kg) e a intubação de porco (intubação não-selectivos com uma sonda Francesa 7) 9. </li><li> Coloque dispositivos de monitoramento contínuo sobre o leitão: eletrocardiograma contínuo, Expiratório CO 2 e oximetria de 8,9. Inserir um cateter campo fluido arterial através da artéria carótida sob orientação ecografia para monitorar a pressão arterial sistêmica 8-10. </li><li> Manter a anestesia geral com isofluorano (2%) em 100% de suplemento de oxigénio, infusão intravenosa contínua de fentanilo (0,004 mg / kg) e propofol (3 mg / kg). </li><li> Adicionar uma antibioprophylaxy com uma injecção de Cefatoxine (1 g) e gentamicina (80 mg). </li><li> Previna-operatório intra e pós-operatório com dor injeção de nalbufina (0,01 mg / kg) tid </li><li> Verifique a cada 15 min a integralidade da anestesia: ausência de movimento, freqüência cardíaca estável, a pressão arterial, a oxigenação. </li><li> Uso de veterinário pomada nos olhos para evitar a secura sob anestesia. </li></ol> 2. ligadura da artéria pulmonar esquerda <ol><li> Instale o leitão em decúbito lateral esquerdo, raspar a área operativa e desinfectar a pele com um alcoholiSolução C. Use um campo estéril local. </li><li> Abra o peito através de uma toracotomia esquerda pequeno lateral (5 a 10 cm) no espaço do 4º &#39;intercostais. Não vá para atrás da ponta da escápula. Cuidadosamente retrair o pulmão para o diafragma. </li><li> Assim que a janela cirúrgica ideal localizado, retrair a veia ázigos esquerda e dissecção da artéria pulmonar esquerda principal antes de amarrá-lo com um não-absorvível 2/0 seda. NOTA: É muito importante não abrir o pericárdio. </li><li> Feche a camada após camada peito com suturas absorvíveis. Use um tubo no peito para remover o pneumotórax pós-operatório. Retire o dreno de tórax, logo após a extubação leitão. </li></ol> 3. A embolização da artéria pulmonar no lobo inferior direito <ol><li> Após anestesia geral, coloque o leitão em decúbito dorsal. Realizar um acompanhamento contínuo da oximetria, expiratório CO 2, eletrocardiograma, pressão arterial média sistêmica (MPa) e pressão média da artéria pulmonar (PAP) Durante todo o procedimento. </li><li> Insira todos os cateteres por via percutânea com orientação ecográfica. Inserir um cateter arterial 6 Francês na artéria carótida para monitorização da pressão arterial e uma bainha 8 Francês na veia cava superior através da veia jugular (Realize a punção 2 cm acima da fúrcula com uma direção ângulo de 45 °). </li><li> Sob orientação fluoroscópica, inserir, através da bainha 8 Fr, a 5 cateter angiográfico francesa na artéria pulmonar direita. A ponta do cateter deve estar numa artéria pulmonar do lóbulo inferior segmentar. </li><li> Prepara-se o material para a embolização da artéria pulmonar: 1 ml de cola de tecido mole que contém a N-butil-2-cianoacrilato é adicionado a 2 ml de um meio de contraste lipídica. CUIDADO: Evite pele ou olhos contato com o N-butil-2-cianoacrilato. </li><li> Quando o cateter angiográfico é bem posicionado, injectar 0,2 ml a 0,4 ml da preparação na artéria pulmonar. Avaliar a tolerância da embolização medindo aproporção PAPm / MPA que não deve ser superior a 0,5. Pare embolização se a saturação de oxigénio foi &lt;90% e / ou o MPA caiu abaixo dos 60 mm de Hg e / ou o débito cardíaco estava abaixo de 2 L / min. </li><li> Remova o cateter angiográfico e bainhas e realizar compressões digitais do local da punção. </li></ol> 4. Avaliação hemodinâmica <ol><li> Após anestesia geral, posicione o leitão em decúbito dorsal. Realizar um acompanhamento contínuo da oximetria, expiratório CO 2, eletrocardiograma, pressão arterial sistêmica (MPa) e pressão arterial pulmonar (PAP) durante todo o procedimento. </li><li> Ventilar os leitões com o menor FiO2 quanto possível de acordo com a saturação de oxigénio (&gt; 95%). </li><li> Insira todos cateter por via percutânea sob orientação ecográfica. Um cateter arterial 6 Francês é inserido na artéria carótida e uma bainha 8 Francês está inserido na veia cava superior (Realize a punção 2 cm acima da fúrcula com um 45 °direção do ângulo). </li><li> Insira um 7 Francês Swan-Ganz no tronco da artéria pulmonar. Avaliar o débito cardíaco por meio da técnica de diluição térmica, com injecção de 10 ml de solução salina a 4 ° C. </li><li> Grave os seguintes parâmetros: sistólica, diastólica e da pressão arterial sistêmica e pulmonar, freqüência cardíaca, saturação de oxigênio, pressão atrial direita, do débito cardíaco. </li></ol> 5. Avaliação ecocardiográfica do ventrículo direito <ol><li> Após anestesia geral, instalar o leitão em decúbito dorsal e realizar uma ecocardiografia torácica trans de acordo com as diretrizes para a seleção RV humanos. Grave vídeo laços durante uma pausa no final da expiração. </li></ol> 6. Pressão-Volume Loops Avaliação com o Método Conductance <ol><li> Após anestesia geral, instalar o leitão em decúbito dorsal. Realizar um acompanhamento contínuo da oximetria, expiratório CO 2, eletrocardiograma, pressão arterial sistêmica (MPA) epressão arterial pulmonar (PAP) durante todo o procedimento. </li><li> Inserir um cateter arterial 6 Francês na artéria carótida direita ou para a esquerda e um cateter angiográfico no ventrículo esquerdo. Insira uma bainha 9 French na veia cava superior, um 8 Francês na direita ou veia femoral esquerda e um arterial PiCCO cateter na artéria femoral direita ou esquerda. Insira todos os cateteres por via percutânea sob orientação ecográfica. </li><li> Execute a calibração de pressão e volume da sonda condutância de acordo com as recomendações do fabricante. Medir a resistividade de sangue (Rho), por amostragem, 5 ml de sangue arterial. Colheita 5 ml de sangue arterial, de-ar da seringa e enche a sonda para a medição da resistividade de sangue. 10-13. </li><li> Insira o cateter condutância no ventrículo direito através da bainha 9 Fr na veia veina superior. Coloque correctamente a extremidade do cateter com orientação fluoroscópica. Coloque a extremidade do cateter no ápice da plataformaventrículo HT e inserir todos longo quanto possível no ventrículo. </li><li> Controlar a qualidade das espiras. (Figura 6) </li><li> Insira um ballon dispensáveis ​​na cava inferior veina através da veia femoral. Coloque a extremidade logo abaixo do átrio direito. Use orientação fluoroscópica. </li><li> Loops de registro de pressão-volume do ventrículo direito no estado basal e durante a oclusão da veia cava inferior, como descrito anteriormente 10-12. (Figura 7) </li></ol> 7. Endomiocárdica Biópsias do ventrículo direito <ol><li> Após anestesia geral, posicione o leitão em decúbito dorsal. Realizar um acompanhamento contínuo da oximetria, expiratório CO 2, eletrocardiograma, pressão arterial sistêmica (MPa) e pressão arterial pulmonar (PAP) durante todo o procedimento. </li><li> Insira percutaneously a 10 bainha French na veia cava superior. Insira um 7 Francês Swan-Ganz (SG) da sonda e um longo 7,5 francês bainha do cateter na atri direitaum. Quando a ponta da sonda SG está bem colocada no ventrículo direito (VD), inflar o balão da sonda SG, empurrar o cateter de longa bainha na RV contra o balão. Desinflar o balão e retire a sonda SG deixando o cateter de longa bainha na RV. A boa posição de ponta do longo bainha é controlada por fluoroscopia e ecocardiograma. </li><li> Insira o biotome no longo bainha e realizar biópsias endomiocárdicas sob ecográfico, fluoroscopia e controle ECG. </li></ol> 8. gerais pós-operatório Considerações Cuidados <ol><li> Após a cirurgia, extubação o leitão somente após a recuperação das funções respiratórias espontâneas. </li><li> Para medicação pós-operatória, execute uma injeção intramuscular de Cefatoxine (1 g) Die por 5 dias e entregar analgesia appropieted (buprenorfina, injeção intramuscular de 0,01 mg / kg BID por 10 dias. </li><li> Não deixe um animal que tenha sido submetido a cirurgia para a companhia de outros animais até que esteja totalmente recovered. </li></ol> 9. Método Eutanásia <ol><li> Eutanásia os animais em situações seguidas; Fim de experimentação, perda de peso, 15% ou mais em uma semana, unibability para alimentar-se adequadamente, anorexia, infecção não tratável, dor ou outro didease, desease muito grave: cianose, dispnéia importante </li><li> Durante a anestesia geral com sevoluorane 8%, injectar uma dose elevada de propofol (0,5 mg / kg), associado com uma dose letal de cloreto de potássio (0,2 g / kg). Quando o coração é parado em diástole, Harveste o coração e bloco de pulmão, a fim de fazer um estudo histológico e molecular. </li></ol>

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M., Heuer, M. M., Fruhauf, N. R., Kuhne, C. A., Broelsch, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+handling+and+anesthesia+for+experimental+surgery+in+pigs.">General handling and anesthesia for experimental surgery in pigs.</a> J Surg Res. 130 (1), 73-79 (2006).</li><li>Flegal, M. C., Kuhlman, S. 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A., Yamazaki, T., Burkhoff, D., Maughan, W. L., Sagawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+left+ventricular+end-systolic+pressure-volume+relationships+by+the+conductance+(volume)+catheter+technique.">Determination of left ventricular end-systolic pressure-volume relationships by the conductance (volume) catheter technique.</a> Circulation. 73 (3), 586-595 (1986).</li><li>Mercier, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piglet+model+of+chronic+pulmonary+hypertension.">Piglet model of chronic pulmonary hypertension.</a> Pulm Circ. 3 (4), 908-915 (2013).</li><li>Brooks, H., Kirk, E. S., Vokonas, P. S., Urschel, C. W., Sonnenblick, E. 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Não há conflito de interesse de divulgar.

Como na prática clínica humana, o respeito das regras de assepsia é obrigatório durante todos os procedimentos cirúrgicos. No modelo original leitão HPTEPC descrito por O. Mercier et ai., A ligação da artéria pulmonar esquerda foi realizada após a abertura do pericárdio, através de uma esternotomia mediana 14. Porque o pericárdio foi deixado aberto, a interação entre o ventrículo direito eo pericárdio foi prejudicada e insuficiência cardíaca direita foi adiada. Efeito adverso de au...

Tromboembólica crônica Hipertensão Pulmonar (TEPCH) é um subtipo de hipertensão pulmonar (HP) devido à obstrução vascular pulmonar crônica cama por coágulos persistentes e organizados relacionadas com um ou mais agudas embolias pulmonares 1-3. Uma combinação de doença microvascular obstrutiva e não-obstrutiva conduz a um aumento adicional da resistência vascular pulmonar 4. O ventrículo direito tem de primeiro se adaptar com hipertrofia compensada para manter o débito cardíaco. Sem tratamento, o ventrículo direito dilata e falha ao longo do tempo. Na era moderna, PH continua a ser uma doença progressiva e muitas vezes fatal apesar do uso de terapias direcionadas modernos 5. Muitos estudos têm mostrado que ventrículo direito (RV) adaptação à sobrecarga de pressão é o principal determinante da sobrevida em pacientes com HP. Por essa razão, a compreensão dos mecanismos subjacentes à transição de adaptação para remodelação RV maladaptive é uma peça fundamental para o tratamento e desenvolvimento de novas terapias. Porque PH é rara e amostras de tecido é quase inviável nesses pacientes frágeis, estudos experimentais são necessários. Além disso, estudos pré-clínicos são obrigatórios para verificar que uma droga com benefício na vasculatura pulmonar não causa prejuízo RV. Durante muitos anos, diferentes modelos experimentais de PH e falência do VD foram desenvolvidos com vantagens e limitações 6,7. Nos modelos de murino farmacológicos (Monocrotalina, SU5416, hipóxia), PH e falência do VD ocorrer secundária a uma inflamação maciça, isquemia ou estressor tóxico que pode induzir vários efeitos &quot;lados&quot; e viés na análise molecular percurso. Furthemore, biópsias endomiocárdicas RV em um modelo murino deve ser muito desafiador sem sacrificando o animal. Modelos cirúrgicos em animais maiores são mais fisiológica, mas não afetam a vasculatura pulmonar (bandagem pulmonar, shunt sistêmico-pulmonar) ou induzir PH aguda e RVF (embolia pulmonar aguda). O objetivo deste artigo é descrever um modelo original de hipertensão pulmonar tromboembólica crônica em leitão que é mais representativo do HPTEPC fisiopatologia. Este modelo animal de grande porte permite repetidas medições não-invasivos e invasivos normalmente realizados na prática clínica (cateterismo cardíaco direito) para acompanhar as mudanças na hemodinâmica pulmonar e função do VD.

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

Um modelo leitão original da tromboembólica crônica Hipertensão Pulmonar (TEPCH) associada do ventrículo direito (RV) disfunção crônica é descrito. Hipertensão pulmonar (PH) foi induzida em leitões de 3 semanas de idade por uma obstrução progressiva do leito vascular pulmonar. A ligadura da artéria pulmonar esquerda (PA) foi realizada pela primeira vez através de uma mini-toracotomia. Em segundo lugar, embolias semanais do lobo pulmonar inferior direita foram realizados sob orientação fluoroscópica com n-butil-2-cianoacrilato, durante 5 semanas. Pressão Arterial Pulmonar (PAP) medido pelo cateterismo cardíaco ritght dizer, aumentou progressivamente, bem como a pressão atrial direita e vascular pulmonar Resistências (PVR) após 5 semanas em comparação com animais sham. (RV) remodelação estrutural e funcional do ventrículo direito foram avaliados por ecocardiografia transtorácica (RV diâmetros, espessura da parede do VD, função sistólica do VD). Elastância RV e acoplamento RV-pulmonar foram avaliados por Pressão-Volume LoopsAnálise (PVL), com método da condutância. Estudo histológico do pulmão e do ventrículo direito também foram realizadas. Análises moleculares em RV tecidos frescos poderia ser realizada através de biópsias endomiocárdicas repetidas transcutânea. Doença microvascular pulmonar em territórios obstruídas e desobstruídas foi estudada a partir de biópsias pulmonares utilizando análises moleculares e patologia. Além disso, a fiabilidade e a reprodutibilidade foi associada com uma gama de PH gravidade em animais. A maioria dos aspectos da doença HPTEPC humano foram reproduzidas neste modelo, o que permite novas perspectivas para a compreensão dos mecanismos subjacentes (mitocôndrias, inflamação) e novas abordagens terapêuticas (, terapias celulares ou gene alvo) do ventrículo direito sobrecarregado, mas também microvascular pulmonar doença.

Viabilidade Este modelo leitão de hipertensão pulmonar pós-embólico crônica foi estabelecida em nosso laboratório em 2009-2010. Desde 2011, foram utilizados 70 leitões e realizamos 63 modelos completos. Em nossa experiência, a realização deste modelo exigido uma curva de aprendizado. Em relação à mortalidade, observamos 5 mortes não planejadas (7,1%), principalmente na primeira parte da nossa experiência. As duas etapas críticas fora...

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

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) and Right Ventricular (RV) dysfunction were induced in piglets by progressive obstruction of the pulmonary arteries. Consequences were remarkably similar to those observed in CTEPH patients. This animal model would be a very useful tool for pathophysiology and therapeutic experiments on CTEPH and RV failure.

Tromboembólica crônica Hipertensão Pulmonar e Avaliação da Função Ventricular Direita no Piglet

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

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Research

JoVE Journal

Medicine

12.1K visualizações.  Marie Lannelongue Hospital. Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) and Right Ventricular (RV) dysfunction were induced in piglets by progressive obstruction of the pulmonary arteries. Consequences were remarkably similar to those observed in CTEPH patients. This animal model would be a very useful tool for pathophysiology and therapeutic experiments on CTEPH and RV failure.

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Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

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

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

Avaliação ecocardiográfica do coração direito em Ratos

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

Medicina

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

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

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

Avaliação da Estrutura e Função do Ventrículo Direito em modelo de camundongo Pulmonary Artery constrição por Ecocardiografia transtorácica

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

Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease

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

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

Avaliação da função vascular em pacientes com doença renal crônica

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

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

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

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

A cirurgia de derivação, coração direito Cateterismo e Vascular morfometria em um modelo de rato para induzida Fluxo de Hipertensão Arterial Pulmonar

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

Echocardiographic Measurement of Right Ventricular Diastolic Parameters in Mouse

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

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

Mensuração ecocardiográfica dos parâmetros diastólicos do ventrículo direito no mouse

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

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

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

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

Um tronco pulmonar bandagem modelo de sobrecarga de pressão induzida por falha e Hipertrofia Ventricular direita

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

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

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

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

Indução e Fenotipagem de Insuficiência Cardíaca Aguda Direita em um Grande Modelo Animal de Hipertensão Pulmonar Tromboembolic Crônica

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

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

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

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

Estenose Atrial Esquerdo induzida Arterialization venoso pulmonar e hipertensão pulmonar do grupo 2 no rato

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

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

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

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

Avaliação Hemodinâmica Invasiva para o Sistema Ventricular Direito e hipertensão arterial pulmonar induzida por hipóxia em camundongos

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

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

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

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

Geração e Caracterização do Infarto do Miocárdio Ventricular Direito Induzido pela Ligação Permanente da Artéria Coronária Direita em Camundongos

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