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Este estudo apresenta um modelo cirúrgico porcino de isquemia miocárdica crônica por estenose progressiva da artéria coronária, resultando em comprometimento da função cardíaca sem infarto. Após a isquemia, os animais são submetidos à cirurgia de revascularização do miocárdio sem circulação extracorpórea com colocação epicárdica de adesivo carregado de exossomos derivado de células-tronco. Essa terapia adjuvante melhora a função e a recuperação miocárdica.
A isquemia miocárdica crônica decorrente da estenose coronariana progressiva leva ao miocárdio hibernante (HIB), definido como miocárdio que se adapta à redução da disponibilidade de oxigênio por meio da redução da atividade metabólica, prevenindo a lesão irreversível dos cardiomiócitos e o infarto. Isso é distinto do infarto do miocárdio, pois o HIB tem potencial de recuperação com revascularização. Pacientes com doença arterial coronariana (DAC) significativa experimentam isquemia crônica, o que os coloca em risco de insuficiência cardíaca e morte súbita. A intervenção cirúrgica padrão para DAC grave é a cirurgia de revascularização miocárdica (CRM), mas tem se mostrado uma terapia imperfeita, mas não existem terapias adjuvantes para recuperar miócitos adaptados à isquemia crônica. Para suprir essa lacuna, foi utilizado um modelo cirúrgico de HIB utilizando porcinos que é passível de revascularização miocárdica e mimetiza o cenário clínico. O modelo envolve duas cirurgias. A primeira operação envolve o implante de um constritor rígido de 1,5 mm na artéria descendente anterior (DAE). À medida que o animal cresce, o constritor gradualmente causa estenose significativa, resultando em redução da função sistólica regional. Quando a estenose atinge 80%, o fluxo e a função miocárdica ficam prejudicados, criando a HIB. Em seguida, é realizada uma CRM sem CEC com a artéria mamária interna esquerda (LIMA) para revascularizar a região isquêmica. O animal se recupera por um mês para permitir uma melhora miocárdica ideal antes do sacrifício. Isso permite estudos fisiológicos e teciduais de diferentes grupos de tratamento. Esse modelo animal demonstra que a função cardíaca permanece comprometida apesar da CRM, sugerindo a necessidade de novas intervenções adjuvantes. Neste estudo, foi desenvolvido um adesivo de colágeno embutido em exossomos derivados de células-tronco mesenquimais (CTM), que pode ser aplicado cirurgicamente na superfície epicárdica distal à anastomose com LIMA. O material está em conformidade com o epicárdio, é absorvível e fornece o arcabouço para a liberação sustentada de fatores de sinalização. Essa terapia regenerativa pode estimular a recuperação miocárdica que não responde apenas à revascularização. Esse modelo se traduz na área clínica, fornecendo meios de exploração fisiológica e mecanicista sobre a recuperação em HIB.
Globalmente, a DAC grave afeta mais de cem milhões de pacientes e, embora a taxa de mortalidade tenha diminuído, continua sendo uma das principais causas de morte 1,2. A DAC tem um amplo espectro clínico, desde infarto do miocárdio (IAM) até isquemia com viabilidade preservada. A maioria das pesquisas pré-clínicas concentra-se na IM, caracterizada pela presença de tecido infartado, pois é possível estudar em modelos animais de pequeno e grande porte. Entretanto, esse modelo não contempla pacientes com viabilidade preservada e passíveis de revascularização. A maioria dos pacientes submetidos à CRM apresenta sup....
Os Comitês Institucionais de Cuidados e Uso de Animais (IACUC) do Minneapolis VA Medical Center e da Universidade de Minnesota aprovaram todos os estudos com animais. As diretrizes atuais do National Institutes of Health (NIH) para o uso e cuidados com animais de laboratório foram seguidas.
1. Isolamento de células-tronco mesenquimais e preparação e caracterização de exossomos
Após a revascularização, a cineangiocoronariografia é realizada para avaliar a estenose da DAE (maior que 80%) e a patência do enxerto LIMA-LAD (Figura 1). Quatro semanas após a cirurgia de revascularização e colocação do adesivo de colágeno carregado de exossomos, a RMC cardíaca é realizada para avaliar a função sistólica e diastólica do coração em repouso e sob estresse usando infusão de dobutamina em baixas doses a 5μg/kg/min. A função sistólica é analisada medind.......
Este estudo apresenta o primeiro modelo porcino de miocárdio cronicamente isquêmico, no qual foi demonstrado que o tratamento com um adesivo carregado de colágeno carregado de exossomo derivado de CTM durante a revascularização cirúrgica recupera a função diastólica e sistólica mediante estimulação inotrópica, potencialmente visando a recuperação mitocondrial. Anteriormente, foi demonstrado que, em um modelo animal de grande porte de HIB, a função diastólica e sistólica, medida pela RMC cardíaca, perm.......
Este trabalho foi apoiado pelo VA Merit Review #I01 BX000760 (RFK) dos Estados Unidos (EUA) Departamento de Assuntos de Veteranos BLR&D e Departamento de Assuntos de Veteranos dos EUA concedem #I01 BX004146 (TAB). Também agradecemos o apoio do Instituto do Coração Lillehei da Universidade de Minnesota. O conteúdo deste trabalho não representa a opinião do Departamento de Assuntos de Veteranos dos EUA do Governo dos Estados Unidos.
....Name | Company | Catalog Number | Comments |
5 Ethibond | Ethicon | MG46G | Suture |
# 40 clipper blade | Oster | 078919-016-701 | Remove hair from surgery sites |
0 Vicryl | Ethicon | J208H | Suture |
1 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 1188100777 | Administer injectable agents |
1" medical tape | Medline | MMM15271Z | Secure wound dressing and IV catheters |
1000mL 0.9% Sodium chloride | Baxter | 2B1324X | IV replacement fluid |
12 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881512878 | Administer injectable agents |
18 ga needles | BD | 305185 | Administration of injectable agents |
20 ga needles | BD | 305175 | Administration of injectable agents |
20 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881520657 | Administer injectable agents |
2-0 Vicryl | Ethicon | J317H | Suture |
250 mL 0.9% saline | Baxter | UE1322D | Replacement IV Fluid |
3 mL Syinge | Medtronic/Covidien | 1180300555 | Administer injectable agents |
3-0 Vicryl | Ethicon | VCP824G | Suture |
36” Pressure monitoring tubing | Smith’s Medical | MX563 | Connect art. Line to transducer |
4.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43040 | Establish airway for Hibernation |
4-0 Tevdek II Strands | Deknatel | 7-922 | Suture to secure constrictor around LAD |
48” Pressure monitoring tubing | Smith’s Medical | MX564 | Connect art. Line to transducer |
500mL 0.9% Sodium chloride | Baxter | 2B1323Q | Drug delivery, Provide mist for Blower Mister |
6 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 1180600777 | Administer injectable agents |
6.0 mm ID endotracheal tube | Mallinckrodt | 86049 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
6.5 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43065 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
6” pressure tubing line | Smith’s Medical | MX560 | Collect bone marrow |
60 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881560125 | Administer injectable agents |
7.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43070 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
7-0 Prolene | Ethicon | M8702 | Suture |
Advanced DMEM (1X) | ThermoFisher Scientific | 12491023 | |
Alcohol Prep pads | MedSource | MS-17402 | Skin disinfectant |
Amicon Ultra-15 Centrifugal Filter Unit | Millipore Sigma | UFC910024 | |
Anesthesia Machine | Drager | Fabious Trio | maintains general anesthesia |
Anesthesia Machine + ventilator | DRE Drager- Fabius Tiro | DRE0603FT | Deliver Oxygen and inhalant to patient |
Anesthesia Monitor | Phillips Intellivue | MP70 | Multiparameter for patient safety |
Arterial Line Kit | Arrow | ASK-04510-HF | Femoral catheter for blood pressure monitoring |
Artificial Tears | Rugby | 0536-1086-91 | Lubricate eyes to prevent corneal drying |
Bair Hugger | 3M | Model 505 | Patient Warming system |
Basic pack | Medline | DYNJP1000 | Sterile drapes and table cover |
Blood Collection Tubes- green top | Fisher Scientific | 02-689-7 | Collect microsphere blood samples |
Blower Mister Kit | Medtronic/Covidien | 22120 | Clears surgical field for vessel anastomosis |
BODIPY TR Ceramide | ThermoFisher Scientific | D7540 | |
Bone marrow needle- 25mm 15 ga IO needle | Vidacare | 9001-VC-005 | Collect bone marrow |
Bone Wax | Medline | ETHW31G | Hemostasis of cut bone |
Bovie Cautery hand piece | Covidien | E2516 | Hemostasis |
Bupivicaine | Pfizer | 00409-1161-01 | Local Anesthetic |
Buprenorphine 0.3 mg/mL | Sigma Aldrich | B9275 | Pre operative Analgesic for survivial procedures |
Cell Scrapers | Corning | 353085 | |
Cephazolin 1 gr | Pfizer | 00409-0805-01 | Antibiotic |
Chest Tube | Covidien | 8888561043 | Evacuates air from chest cavity |
Cloroprep | Becton Dickenson | 260815 | Surgical skin prep |
Corning bottle-top vacuum Filter System (500mL) | Millipore Sigma | 430758 | |
CPT tube | BD | 362753 | MSC isolation from bone marrow |
Delrin Constrictor | U of MN | Custom made | Creates stenosis of LAD |
Dermabond | Ethicon | DNX12 | Skin adhesive |
DMEM (1X) Dulbecco's Modified Eagle Medium, HEPES | ThermoFisher Scientific | 12430062 | |
Dobutamine 12.5 mg/mL | Pfizer | 00409-2344-01 | Increases blood pressure and heart rate during the second microsphere blood collection |
ECG Pads | DRE | 1496 | Monitor heart rhythm |
Exosome-Depleted FBS | ThermoFisher Scientific | A2720801 | |
Falcon Disposable Polystyrene Serological Pipets, Sterile, 10mL | Fisher Scientific | 13-675-20 | |
Femoral and carotid introducer | Cordis- J&J | 504606P | femoral and carotis cannulas |
Fetal Bovine Serum, Heat Inactivated, Gibco FBS | ThermoFisher Scientific | 16140089 | |
Flo-thru 1.0 | Baxter | FT-12100 | used to anastomos LIMA to L |
Flo-thru 1.25 | Baxter | FT-12125 | FT-12125 |
Flo-thru 1.5 | Baxter | FT-12150 | FT-12150 |
Flo-thru 2.0 | Baxter | FT-12200 | FT-12200 |
GlutaMAX Supplement | ThermoFisher Scientific | 35050061 | |
Hair Clipper | Oster | 078566-011-002 | Remove hair from surgery sites |
Helistat collagen sponge | McKesson | 570973 1690ZZ | Sponge for embedding exosomes |
Heparin | Pfizer | 0409-2720-03 | anticoaggulant |
Histology Jars | Fisher Scientific | 316-154 | Formalin for tissue samples |
HyClone Characterized Fetal Bovine Serum (FBS) | Cytiva | SH30071.03 | |
Hypafix | BSN Medical | 4210 | Secure wound dressing and IV catheters |
Isoflurane | Sigma Aldrich | CDS019936 | General Anesthestic- Inhalant |
IV Tubing for Blower Mister | Carefusion | 42493E | Adapts to IV Fluids for Blower/Mister |
Jelco 18 ga IV catheter | Smiths medical | 4054 | IV access in Revasc, MRI and Term |
Lidocaine 2% | Pfizer | 00409-4277-01 | Local Anesthetic/ antiarrthymic |
Ligaclips | Ethicon | MSC20 | Surgical Staples for LIMA takedown |
Long blade for laryngoscope | DRE | 12521 | Allows for visualization of trachea for intubation |
Meloxicam 5 mg/mL | Boehringer Ingelheim | 141-219 | Post operative Analgesic |
Microsphere pump | Collect blood samples from femoral introducer | ||
Monopolar Cautery | Covidien | Valleylab™ FT10 | Hemostasis |
Nanosight NS 300 | Malvern Panalytical | MAN0541-03-EN | |
NTA 3.1.54 software | Malvern Panalytical | MAN0520-01-EN-00 | |
OPVAC Synergy II | Terumo Cardiovascular System | 401-230 | Heart positioner and Stabilizer |
Oxygen Tank E cylinder | various | various | Used for Blower Mister if anesthesia machine doesn't have auxiliary flow meter |
PBS, pH 7.2 | ThermoFisher Scientific | 20012050 | |
Penicillin-Streptomycin-Neomycin (PSN) Antibiotic Mixture | ThermoFisher Scientific | 15640055 | |
Pigtail 145 catheter 6 French | Boston Scientific | 08641-41 | Measure LV pressures |
Pressure Transducer | various | Must adapt to anesthesia monitor | Monitor direct arterial pressures |
Propofol | Diprivan | 269-29 | Induction agent |
Roncuronium | Mylan | 67457-228-05 | Neuromuscular blocking agent |
SR Buprenorphine 10 mg/mL | Abbott Labs | NADA 141-434 | Post operative Analgesic |
Sterile Saline 20 mL | Fisher Scientific | 20T700220 | Flush for IV catheters |
Sternal Saw/ Necropsy Saw | Thermo Fisher | 812822 | Used to open chest cavity |
Stop Cocks | Smith Medical | MX5311L | 2 to connect to pig tail |
Succinylcholine 20 mg/mL | Pfizer | 00409-6629-02 | Neuromuscular blocking agent |
Suction tubing | Medline | DYND50223 | |
Suction Container | Medline | DYNDCL03000 | |
Surgery pack with chest retractor | various | See pack list | Femoral cut down and median sternotomy |
Surgical Instruments | various | See pack list | Femoral and carotid cutdowns and sternotomy |
Surgical Spring Clip | Applied Medical | A1801 | Clamp end of LIMA after takedown |
Syringe pump | Harvard | Delivers IV Dobutamine infusion | |
SYTO RNASelect Green Fluorescent cell Stain - 5 mM Solution in DMSO | Millipore Sigma | S32703 | |
Telazol 100 mg/mL | Fort Dodge | 01L60030 | Pre operative Sedative |
Telpha pad | Covidien | 2132 | Sterile wound dressing |
Timer | Time collection of blood samples | ||
Total Exosome Isolation Reagent (from cell culture media) | ThermoFisher Scientific | 4478359 | |
TPP Tissue Culture Flask, T75, Filter Cap w/ 0.22uM PTFE | ThermoFisher Scientific | TP90076 | |
Triple Antibiotic Ointment | Johnson & Johnson | 23734 | Topical over wound |
Vicryl mesh | Ethicon | VKML | Patch for epicardial cell application |
Vortex | Mix microspheres | ||
Xylazine 100 mg/mL | Vedco | 468RX | Pre operative Sedative/ analgesic |
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