Name: ultrasound-guided transthoracic intramyocardial injection in mice
Uploaded: 2014-08-05T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice at JoVE.com

TWP was funded by the Irish Cardiac Society Brian McGovern Travelling Fellowship. WTP was funded by R01 HL095712 and an AHA Established Investigator Award.

Samtliga beskrivna åtgärder utfördes under protokoll som godkänts av Institutional Animal Care och användning kommittén i Boston Barnsjukhus. 1 Förberedelser <ol><li> Utför initial hjärt anatomisk och funktionell bedömning med ekokardiografi innan du påbörjar injektionsprotokollet, som den optimala fasta givarläge för intramyocardial injektion inte kan ge de optimala standardvyer för avgränsning anatomi och bedömning av funktion. </li><li> Injektionsinställnings visas i <...

<ol>
	<li>Kochanek, K. D., 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=Deaths:+final+data+for+2009.">Deaths: final data for 2009.</a> Natl Vital Stat Rep. 60 (3), 1-117 .</li><li>Strauer, B. E., Steinhoff, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=10+years+of+intracoronary+and+intramyocardial+bone+marrow+stem+cell+therapy+of+the+heart:+from+the+methodological+origin+to+clinical+practice.">10 years of intracoronary and intramyocardial bone marrow stem cell therapy of the heart: from the methodological origin to clinical practice.</a> J Am Coll Cardiol. 58, 1095-1104 (2011).</li><li>Cheng, K., 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=Intramyocardial+autologous+cell+engraftment+in+patients+with+ischaemic+heart+failure:+a+meta-analysis+of+randomised+controlled+trials.">Intramyocardial autologous cell engraftment in patients with ischaemic heart failure: a meta-analysis of randomised controlled trials.</a> Heart Lung Circ. 22 (11), 887-894 (2013).</li><li>Fischer-Rasokat, U., 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=A+pilot+trial+to+assess+potential+effects+of+selective+intracoronary+bone+marrow-derived+progenitor+cell+infusion+in+patients+with+nonischemic+dilated+cardiomyopathy:+final+1-year+results+of+the+transplantation+of+progenitor+cells+and+functional+regeneration+enhancement+pilot+trial+in+patients+with+nonischemic+dilated+cardiomyopathy.">A pilot trial to assess potential effects of selective intracoronary bone marrow-derived progenitor cell infusion in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy: final 1-year results of the transplantation of progenitor cells and functional regeneration enhancement pilot trial in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy.</a> Circ Heart Fail. 2, 417-423 (2009).</li><li>Seth, S., 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=Percutaneous+intracoronary+cellular+cardiomyoplasty+for+nonischemic+cardiomyopathy:+clinical+and+histopathological+results:+the+first-in-man+ABCD+(autologous+bone+marrow+cells+in+dilated+cardiomyopathy)+trial.">Percutaneous intracoronary cellular cardiomyoplasty for nonischemic cardiomyopathy: clinical and histopathological results: the first-in-man ABCD (autologous bone marrow cells in dilated cardiomyopathy) trial.</a> J Am Coll Cardiol. 48, 2350-2351 (2006).</li><li>Ladage, D., 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=Percutaneous+methods+of+vector+delivery+in+preclinical+models.">Percutaneous methods of vector delivery in preclinical models.</a> Gene Ther. 19, 637-641 (2012).</li><li>Zangi, L., 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=Modified+mRNA+directs+the+fate+of+heart+progenitor+cells+and+induces+vascular+regeneration+after+myocardial+infarction.">Modified mRNA directs the fate of heart progenitor cells and induces vascular regeneration after myocardial infarction.</a> Nat Biotechnol. 31, 898-907 (2013).</li><li>Laakmann, S., 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=Minimally+invasive+closed-chest+ultrasound-guided+substance+delivery+into+the+pericardial+space+in+mice.">Minimally invasive closed-chest ultrasound-guided substance delivery into the pericardial space in mice.</a> Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 386 (3), 227-238 (2013).</li><li>Respress, J. L., Wehrens, X. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transthoracic+echocardiography+in+mice.">Transthoracic echocardiography in mice.</a> J Vis Exp. (39), e1738 (2010).</li><li>Wang, G., 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=Characterization+of+cis-regulating+elements+and+trans-activating+factors+of+the+rat+cardiac+troponin+T+gene.">Characterization of cis-regulating elements and trans-activating factors of the rat cardiac troponin T gene.</a> J Biol Chem. 269, 30595-30603 (1994).</li><li>Shimshek, D. R., 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=Codon-improved+Cre+recombinase+(iCre)+expression+in+the+mouse.">Codon-improved Cre recombinase (iCre) expression in the mouse.</a> Genesis. 32, 19-26 (2002).</li><li>Lichtenauer, M., 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=Intravenous+and+intramyocardial+injection+of+apoptotic+white+blood+cell+suspensions+prevents+ventricular+remodelling+by+increasing+elastin+expression+in+cardiac+scar+tissue+after+myocardial+infarction.">Intravenous and intramyocardial injection of apoptotic white blood cell suspensions prevents ventricular remodelling by increasing elastin expression in cardiac scar tissue after myocardial infarction.</a> Basic Res Cardiol. 106 (4), 645-655 (2011).</li><li>Herrmann, J. L., 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=Postinfarct+intramyocardial+injection+of+mesenchymal+stem+cells+pretreated+with+TGF-alpha+improves+acute+myocardial+function.">Postinfarct intramyocardial injection of mesenchymal stem cells pretreated with TGF-alpha improves acute myocardial function.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 299 (1), 371-378 (2010).</li><li>Zhou, Y., 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=Direct+injection+of+autologous+mesenchymal+stromal+cells+improves+myocardial+function.">Direct injection of autologous mesenchymal stromal cells improves myocardial function.</a> Biochem Biophys Res Commun. 390 (3), 902-907 (2009).</li><li>Campbell, N. G., Suzuki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+delivery+routes+for+stem+cell+therapy+to+the+heart:+current+and+future+approaches.">Cell delivery routes for stem cell therapy to the heart: current and future approaches.</a> J Cardiovasc Transl Res. 5 (5), 713-726 (2012).</li><li>Hou, D., 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=Radiolabeled+cell+distribution+after+intramyocardial,+intracoronary,+and+interstitial+retrograde+coronary+venous+delivery:+implications+for+current+clinical+trials.">Radiolabeled cell distribution after intramyocardial, intracoronary, and interstitial retrograde coronary venous delivery: implications for current clinical trials.</a> Circulation. 112, 150-156 (2005).</li><li>Dib, N., 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=Recommendations+for+successful+training+on+methods+of+delivery+of+biologics+for+cardiac+regeneration:+a+report+of+the+International+Society+for+Cardiovascular+Translational+Research).">Recommendations for successful training on methods of delivery of biologics for cardiac regeneration: a report of the International Society for Cardiovascular Translational Research).</a> JACC Cardiovasc Interv. 3 (3), 265-275 (2010).</li><li>Dib, N., 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=Cell+therapy+for+cardiovascular+disease:+a+comparison+of+methods+of+delivery.">Cell therapy for cardiovascular disease: a comparison of methods of delivery.</a> J Cardiovasc Transl Res. 4 (2), 177-181 (2011).</li></ol>

Biologics kan levereras till hjärtmuskeln genom direkt intramyocardial injektion, intraperikardiella injektion eller indirekt administrering via blodomloppet. Nyligen cellbaserade terapi prövningar i hjärtinfarkt modeller har beskrivit en öppen torakotomi förhållningssätt till leverans av injektat 12-14. En viktig faktor i framgången för en myocardial terapeutisk intervention hänger på valet av leveransvägen. Den högsta lokala dosen av biologiska uppnås genom intramyocardial leverans 15,16....

Hjärtsjukdom är den vanligaste dödsorsaken för både män och kvinnor i USA, som står för 600.000 dödsfall årligen en. Musmodeller av hjärt-kärlsjukdom är av avgörande betydelse för att undersöka patofysiologiska mekanismer och för att utforska potentiella terapier. Myocardial leverans av genterapivektorer, stamceller, modifierade RNA-sekvenser, och andra terapeutiska medel medger undersökning av deras terapeutiska potential för hjärtsjukdom 2-7. För närvarande finns det begränsade möjligheter till hjärtmuskel leverans av terapeutiska medel i musmodeller 6. Intramyocardial injektion under direkt visualisering används ofta, men kräver en sternotomi eller torakotomi och är begränsad till det exponerade området av hjärtat. Medan praktiskt när utförs vid en annan experimentell manipulation som LAD ligation, behovet av en invasiv förfarande för intramyocardial leverans begränsar potentiella experimentell design och introducerar ettTTERLIGARE effekter av förfarandet (t.ex. fibros beror på torakotomi). Perkutan perikardiell leverans av virala vektorer har rapporterats, men platsen och distribution av terapeutiskt medel är inte homogen och är svår att kontroll 8. Perkutan koronar injektion ger mer homogen fördelning av injicerade materialet, men effektiv och reproducerbar koronar leverans är utmanande i musmodeller. Här beskriver vi en stängd kista intramyocardial injektionsteknik som gör att minimalt invasiv, förarstyrda inriktning på läkemedel med hjälp av ultraljud. Tekniken är enkel att lära sig, undanröjer behovet av torakotomi eller sternotomi och deras åtföljande experimentella komplikationer, och ger större flexibilitet om tidpunkten för och platser av intramyocardial injektion. Således representerar ekokardiografi assisterad intramyocardial injektion en tekniskt enkel och mycket effektiv metod för att manipuleramyokardiet i murina experimentella modeller.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="743">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Vevo 2100 ultrasound imaging system&#160;</td>
			<td style="width:144px;">Visualsonics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Vevo Integrated Rail System III</td>
			<td style="width:144px;">Visualsonics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Microscan MS400 transducer</td>
			<td style="width:144px;">Visualsonics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Microscan MS550D transducer</td>
			<td style="width:144px;">Visualsonics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">PrecisionGlide needles</td>
			<td style="width:144px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">305128</td>
			<td>30G x 1 inch</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">1cc slip tip syringe</td>
			<td style="width:144px;">Exel International&#160;</td>
			<td style="width:119px;">26048</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Gastight 50ul glass syringes</td>
			<td style="width:144px;">Hamilton&#160;</td>
			<td style="width:119px;">1705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Trypan blue stain (0.4%)</td>
			<td style="width:144px;">Gibco&#160;</td>
			<td style="width:119px;">15250</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:144px;">Baxter</td>
			<td style="width:119px;">AHN3640</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Aquasonic 100</td>
			<td style="width:144px;">Parker Laboratories</td>
			<td style="width:119px;">(01-08)</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Polystyrene microspheres (red fluorescent)</td>
			<td style="width:144px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">F-8842</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasound-guided transthoracic intramyocardial injection in mice

Musmodeller av hjärt-kärlsjukdom är viktiga för att undersöka patofysiologiska mekanismer och utforska potentiella regenerativa terapier. Försök med hjärt injektion för närvarande utförs genom direkt kirurgisk åtkomst via en torakotomi. Medan praktiskt när det utförs vid tiden för en annan experimentell manipulation såsom kransartärligering, behovet av en invasiv procedur för intramyocardial leverans begränsar potentiella experimentell design. Med allt bättre ultraljud upplösning och avancerade icke-invasiva avbildningsmetoder, är det nu möjligt att rutinmässigt utföra ultraljudsstyrd, perkutan intramyocardial injektion. Denna modalitet effektivt och pålitligt levererar agenter till en riktad region i hjärtmuskeln. Fördelar med denna teknik inkluderar undvikande av kirurgiska sjuklighet, möjligheten att rikta regioner myokardiet selektivt med hjälp av ultraljud, och möjlighet att leverera injektatet till myocardium vid flera, förutbestämda tidsintervall. Med övat teknik, komplikationer från intramyocardial injektion är sällsynta, och möss snabbt återgå till normal aktivitet på återhämtning från narkos. Efter de åtgärder som beskrivs i detta protokoll, kan operatören med grundläggande ekokardiografi erfarenhet snabbt bli behöriga i denna mångsidiga, minimalt invasiv teknik.

Murina Intramyocardial Injektion med Blue Dye eller Fluorescerande mikrosfärer Injektion av Evans blått färgämne är användbart i utbildningssyfte. Snart efter injektion, avliva musen och avlägsna hjärtat att visualisera placeringen av den injicerade blått färgämne. Figur 5 visar ett exempel på en lyckad injektion, med blått färgämne infiltrerande myokardiet vid mitt papillära muskelnivån (figur 5A, zon innesluten genom streckad linje). Evans bl...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice at JoVE.com

Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice

Ekokardiografi guidad perkutan intramyocardial injektion är en effektiv, pålitlig och inriktningsbar modalitet för leverans av genöverföring medel eller celler i murina hjärtat. Efter de åtgärder som beskrivs i detta protokoll, kan operatören snabbt bli behöriga i denna mångsidiga, minimalt invasiv teknik.

Ultrasound-guidad transtorakal Intramyocardial Injection hos möss

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Transthoracic Echocardiography in Mice

Transtorakal ekokardiografi hos möss

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene ...

Coronary Artery Ligation and Intramyocardial Injection in a Murine Model of Infarction

Koronar Ligation och Intramyocardial Injektion i en murin modell för infarkt

Mouse models are a valuable tool for studying acute injury and chronic remodeling of the myocardium in vivo.  With the advent of genetic modifications to ...

Delivery of Therapeutic Agents Through Intracerebroventricular (ICV) and Intravenous (IV) Injection in Mice

Delivery of Therapeutic Agents Through Intracerebroventricular ICV and Intravenous IV Injection in Mice

Leverans av terapeutiska agenter genom Intracerebroventricular (ICV) och intravenös (iv) injektion i möss

Despite the protective role that blood brain barrier plays in shielding the brain, it limits the access to the central nervous system (CNS) which most ...

Modeling Intracerebral Hemorrhage in Mice: Injection of Autologous Blood or Bacterial Collagenase

Modellering intracerebral blödning hos möss: Injektion av autologt blod eller bakteriell Kollagenas

Spontaneous intracerebral hemorrhage (ICH) defines a potentially life-threatening neurological malady that accounts for 10-15% of all stroke-related ...

Intramyocardial Cell Delivery: Observations in Murine Hearts

Intramyocardial Cell Leverans: Observationer i Murina Hearts

Previous studies showed that cell delivery promotes cardiac function amelioration by release of cytokines and factors that increase cardiac tissue ...

Substernal Thyroid Biopsy Using Endobronchial Ultrasound-guided Transbronchial Needle Aspiration

Substernal Thyroid Biopsi Använda bronkerna Ultraljud-guidad Transbronkiell Needle Aspiration

Substernal thyroid goiter (STG) represents about 5.8% of all mediastinal lesions1. There is a wide variation in the published incidence rates due to the ...

Ultrasound-guided Botulinum Toxin-A Injections: A Method of Treating Sialorrhea

Ultraljud-guidad botulinum toxin-A Injektioner: En metod för att behandla Sialorrhea

Neurological diseases can be complicated by sialorrhea, an excessive flow of saliva. Patients suffering from moderate to severe sialorrhea have an ...

Ultrasound-guided Intracardiac Injection of Human Mesenchymal Stem Cells to Increase Homing to the Intestine for Use in Murine Models of Experimental Inflammatory Bowel Diseases

Ultraljud-guidad intrakardiellt injektion av humana mesenkymala stamceller att öka Homing till tarmen för användning i murina modeller av experimentella inflammatoriska tarmsjukdomar

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have ...

Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model

Perkutan kontrast ekokardiografi-guidad Intramyocardial injektion och Cell leverans i en stor preklinisk modell

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection ...

Transthoracic Echocardiographic Examination in the Rabbit Model

Transthoracic ekokardiografisk undersökning i kanin modell

Large animal models such as the rabbit are valuable for translational preclinical research. Rabbits have a similar cardiac electrophysiology compared to ...