JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Medicine

Upprättande av en Swine modell av Post-hjärtinfarkt hjärtsvikt för stamcellsbehandling

Published: May 25th, 2020

DOI:

10.3791/60392

1Cardiology Division, Department of Medicine, Queen Mary Hospital, University of Hong Kong, 2Shenzhen Institutes of Research and Innovation, University of Hong Kong
* These authors contributed equally

Vi försökte upprätta en svin modell av hjärtsvikt framkallas av vänster cirkumflex gatan blockering och snabba pacing att testa effekten och säkerheten för intramyocardial administration av stamceller för cell-baserade terapier.

Även om framsteg har uppnåtts vid behandling av hjärtsvikt (HF) efter hjärtinfarkt (MI), HF efter MI är fortfarande en av de stora orsakerna till dödlighet och sjuklighet runt om i världen. Cell-baserade terapier för hjärt reparation och förbättring av vänster ventrikulärt funktion efter MI har rönt stor uppmärksamhet. Följaktligen bör säkerheten och effekten av dessa celltransplantationer testas i en preklinisk stor djurmodell av HF före klinisk användning. Grisar används ofta för hjärt-kärlsjukdom forskning på grund av deras likhet med människor när det gäller hjärtat storlek och koronar anatomi. Därför försökte vi att lägga fram ett effektivt protokoll för inrättandet av en porcine kronisk HF-modell med slutna-bröstet födans ballong ocklusion av den vänstra cirkumflex gatan (LCX), följt av snabba Ventrikulärt framröra inducerad med pacemaker implantation. Åtta veckor senare, var stamcellerna administreras genom intramyocardial injektion i peri-infarct området. Därefter utvärderades infarct storlek, cell överlevnad och vänster Ventrikulärt funktion (inklusive ekokardiografi, hemodynamic parametrar och elektrofysiologi). Denna studie hjälper till att etablera en stabil preklinisk stor djur HF modell för stamcellsbehandling.

Hjärt-kärlsjukdomar, kranskärlssjukdom (CAD) i synnerhet, förblir den främsta orsaken till sjuklighet och dödlighet i Hongkong och i hela världen1. I Hongkong beräknades en ökning med 26 % från 2012 till 2017 av antalet CAD-patienter som behandlades under sjukhusmyndigheten2. Bland alla CADs är akut hjärtinfarkt (MI) en ledande dödsorsak och efterföljande komplikationer, såsom hjärtsvikt (HF). Dessa bidrar till betydande medicinska, sociala och ekonomiska bördor. Hos patienter med MI är trombolytisk terapi eller primär perkutan koronar intervention (PCI) en effektiv terapi för att bevara livet, men dessa terapier kan end....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Alla djurförsök utfördes i enlighet med Guide for the Care and Use of Laboratory Animals som publicerades av US National Institutes of Health och förordningar vid University of Hong Kong, och protokollet godkändes av kommittén för användning av levande djur i undervisning och forskning (CULTAR) vid Universitetet i Hong Kong.

OBS: Grisar av hondjur som vägde 35–40 kg (9–12 månader gamla) användes för denna studie. Flödesschemat för detta experiment visas i

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Dödlighet
Totalt 24 grisar användes i denna studie. Tre av dem dog under MI induktion på grund av ihållande VT. Ett djur dog i öppen hjärtkirurgi för cell injektion på grund av sår blödning. Två djur dog på grund av svår infektion. Två djur uteslöts på grund av en lätt ef-minskning (LVEF-reduktion > 40 % av utgångsvärdet). Som ett resultat av detta slutförde 16 djur hela studieprotokollet.

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Standard djurmodeller är av största vikt för att förstå patofysiologi och mekanismer för sjukdomar och testa nya therapeutics. Vårt protokoll upprättar en svin modell av HF inducerad av vänster cirkumflex gatan blockering och snabb pacing. Åtta veckor efter induktionen av MI utvecklade djuren betydande försämring av LVEF, LVEDD, LVESD, +dP/dt och ESPVR. Detta protokoll testar också administreringsmetoden för stamcellsterapi för hjärtregenerering genom intramyocardial injektion. Infarct storlek, och hjärt.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Författarna erkänner Alfreda och Kung Tak Chung för deras utmärkta tekniska stöd under djurförsöken.

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments
AmiodaroneMylan--
Anaesthetic machines and respiratorDragerFabius plus XL-
AngiocathBecton Dickinson381147-
Anti-human nuclear antigenabcamab19118-
Axio Plus image capturing systemZeissAxioskop 2 PLUSAxioskop 2 plus
AxioVision Rel. 4.5 softwareZeiss--
BaytrilBayer-enrofloxacin
BetadineMundipharma--
CardioLab Electrophysiology Recording SystemsGE HealthcareG220f-
Culture mediaMesenCult05420-
CyclosporineNovartis--
DefibrillatorGE HealthcareCardioServ-
DorminalTEVA--
Echocardiographic systemGE VingmedVivid i-
EchoPac softwareGE Vingmed--
Electrophysiological catheterCordis Corp--
Embozene MicrosphereBoston Scientific17020-S1700 μm
Endotracheal tubeVet CareVCPET70PCWSize 7
EthanolVWR chemicals20821.33-
FormalinSigmaHT50132010%
IVC balloon Dilatation CatheterBoston Scientific3917112041Mustang
JR4 guiding catheterCordis Corp672082006F
LidocaineQuala--
MersilkEthiconW5842-0
Metoprolol succinateWockhardt--
MicrotomeLeicaRM2125RT-
Mobile C arm fluoroscopy equipmentGE HealthcareOEC 9900 Elite-
PacemakerSt Jude MedicalPM1272Assurity MRI pacemaker
Pacemaker generatorSt Jude MedicalMerlln model 3330-
Pressure-volume catheterCD LeycomCA-71103-PL7F
Pressure–volume signal processorCD LeycomSIGMA-M-
Programmable StimulatorMedtronic Inc5328-
PTCA Dilatation balloon CatheterBoston ScientificH7493919120250MAVERICK over the wire
RamiprilTEVA--
Sheath introducerCordis Corp504608X8F, 9F, 12F
SteroidVersus Arthritis--
TemgesicNindivior-buprenorphine
Venous indwelling needleTERUMOSR+OX2225C22G
VicrylEthiconVCP320H2-0
XylazineAlfasan International B.V.--
ZoletilVirbac New Zealand Limited-tiletamine+zolezepam

  1. Mozaffarian, D., et al. Heart disease and stroke statistics-2015 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 131, e29 (2015).
  2. Hospital Authority. . Hospital Authority Statistical Report 2013. , (2013).
  3. Cung, T. T., et al. Cyclosporine before PCI in Patients with Acute Myocardial Infarction. The New England Journal of Medicine. 373 (11), 1021-1031 (2015).
  4. Liao, S. Y., et al. Proarrhythmic risk of embryonic stem cell-derived cardiomyocyte transplantation in infarcted myocardium. Heart Rhythm. 7, 1852-1859 (2010).
  5. Liao, S. Y., et al. Overexpression of Kir2.1 channel in embryonic stem cell-derived cardiomyocytes attenuates posttransplantation proarrhythmic risk in myocardial infarction. Heart Rhythm. 10, 273-282 (2013).
  6. Liu, Y., et al. Thoracic spinal cord stimulation improves cardiac contractile function and myocardial oxygen consumption in a porcine model of ischemic heart failure. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 23, 534-540 (2012).
  7. Liao, S. Y., et al. Improvement of Myocardial Function Following Catheter-Based Renal Denervation in Heart Failure. JACC: Basic to Translational Science. 2 (3), 270-281 (2017).
  8. Liao, S. Y., et al. Remodelling of cardiac sympathetic re-innervation with thoracic spinal cord stimulation improves left ventricular function in a porcine model of heart failure. Europace. 17 (12), 1875-1883 (2015).
  9. Daehnert, I., Rotzsch, C., Wiener, M., Schneider, P. Rapid right ventricular pacing is an alternative to adenosine in catheter interventional procedures for congenital heart disease. Heart. 90 (9), 1047-1050 (2004).
  10. Hála, P., et al. Tachycardia-Induced Cardiomyopathy as a Chronic Heart Failure Model in Swine. Journal of Visualized Experiments. (132), e57030 (2018).
  11. Santoso, T., et al. Endomyocardial implantation of autologous bone marrow mononuclear cells in advanced ischemic heart failure: a randomized placebo-controlled trial (END-HF). Journal of Cardiovascular Translational Research. 7, 545-552 (2014).
  12. Traverse, J. H., et al. Cardiovascular Cell Therapy Research Network. Effect of intracoronary delivery of autologous bone marrow mononuclear cells 2 to 3 weeks following acute myocardial infarction on left ventricular function: the LateTIME randomized trial. Journal of the American Medical Association. 306, 2110-2119 (2011).
  13. Traverse, J. H., et al. Cardiovascular Cell Therapy Research Network (CCTRN). Effect of the use and timing of bone marrow mononuclear cell delivery on left ventricular function after acute myocardial infarction: the TIME randomized trial. Journal of the American Medical Association. 308, 2380-2389 (2012).
  14. de Jong, R., Houtgraaf, J. H., Samiei, S., Boersma, E., Duckers, H. J. Intracoronary stem cell infusion after myocardial infarction. A meta-analysis and update on clinical trials. Circulation: Cardiovascular Interventions. 7, 156-167 (2014).
  15. Nowbar, A. N., et al. DAMASCENE writing group. Discrepancies in autologous bone marrow stem cell trials and enhancement of ejection fraction (DAMASCENE): weighted regression and meta-analysis. British Medical Journal. 348, g2688 (2014).
  16. Kanelidis, A. J., Premer, C., Lopez, J., Balkan, W., Hare, J. M. Route of Delivery Modulates the Efficacy of Mesenchymal Stem Cell Therapy for Myocardial Infarction: A Meta-Analysis of Preclinical Studies and Clinical Trials. Circulation Research. 120 (7), 1139-1150 (2017).
  17. Hou, D., et al. Radiolabeled cell distribution after intramyocardial, intracoronary, and interstitial retrograde coronary venous delivery: implications for current clinical trials. Circulation. 112 (9 Suppl), I150-I156 (2005).
  18. Hu, X., et al. A Large-Scale Investigation of Hypoxia-Preconditioned Allogeneic Mesenchymal Stem Cells for Myocardial Repair in Nonhuman Primates: Paracrine Activity Without Remuscularization. Circulation Research. 118, 970-983 (2016).
  19. Chong, J. J., et al. Human embryonic-stem-cell-derived cardiomyocytes regenerate non-human primate hearts. Nature. 510, 273-277 (2014).
  20. Martens, A., et al. Substantial early loss of induced pluripotent stem cells following transplantation in myocardial infarction. Artificial Organs. 38, 978-984 (2014).
  21. Shiba, Y., et al. Allogeneic transplantation of iPS cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts. Nature. 538, 388-391 (2016).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved