Name: induction and phenotyping of acute right heart failure in a large animal model of chronic thromboembolic pulmonary hypertension
Uploaded: 2022-03-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction and Phenotyping of Acute Right Heart Failure in a Large Animal Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension at JoVE.com

Questo lavoro è sostenuto da una sovvenzione pubblica supervisionata dall'Agenzia nazionale francese per la ricerca (ANR) nell'ambito del programma Investissements d'Avenir (riferimento: ANR-15RHUS0002).

Lo studio è conforme ai principi della cura degli animali da laboratorio secondo la National Society for Medical Research ed è stato approvato dal comitato etico locale per gli esperimenti sugli animali presso l'ospedale Marie Lannelongue.
1. PH tromboembolico cronico
<ol><li>Indurre PH tromboembolico cronico come descritto in precedenza6,12.</li>
	<li>In breve, indurre un modello di PH trombo-embolico cronico in circa 20 kg di sui...

<ol>
	<li>Harjola, V. P., 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=Contemporary+management+of+acute+right+ventricular+failure:+a+statement+from+the+Heart+Failure+Association+and+the+Working+Group+on+Pulmonary+Circulation+and+Right+Ventricular+Function+of+the+European+Society+of+Cardiology.">Contemporary management of acute right ventricular failure: a statement from the Heart Failure Association and the Working Group on Pulmonary Circulation and Right Ventricular Function of the European Society of Cardiology.</a> European Journal of Heart Failure. 18 (3), 226-241 (2016).</li><li>Haddad, F., 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=Characteristics+and+outcome+after+hospitalization+for+acute+right+heart+failure+in+patients+with+pulmonary+arterial+hypertension.">Characteristics and outcome after hospitalization for acute right heart failure in patients with pulmonary arterial hypertension.</a> Circulation: Heart Failure. 4 (6), 692-699 (2011).</li><li>Sztrymf, B., 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=Prognostic+factors+of+acute+heart+failure+in+patients+with+pulmonary+arterial+hypertension.">Prognostic factors of acute heart failure in patients with pulmonary arterial hypertension.</a> European Respiratory Journal. 35 (6), 1286-1293 (2010).</li><li>Huynh, T. N., Weigt, S. S., Sugar, C. A., Shapiro, S., Kleerup, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+factors+and+outcomes+of+patients+with+pulmonary+hypertension+admitted+to+the+intensive+care+unit.">Prognostic factors and outcomes of patients with pulmonary hypertension admitted to the intensive care unit.</a> Journal of Critical Care. 27 (6), 739 (2012).</li><li>Boulate, 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=Early+Development+of+Right+Ventricular+Ischemic+Lesions+in+a+Novel+Large+Animal+Model+of+Acute+Right+Heart+Failure+in+Chronic+Thromboembolic+Pulmonary+Hypertension.">Early Development of Right Ventricular Ischemic Lesions in a Novel Large Animal Model of Acute Right Heart Failure in Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension.</a> Journal of Cardiac Failure. 23 (12), 876-886 (2017).</li><li>Noly, P. E., 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=Chronic+Thromboembolic+Pulmonary+Hypertension+and+Assessment+of+Right+Ventricular+Function+in+the+Piglet.">Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet.</a> Journal of Visualized Experiments. (105), e53133 (2015).</li><li>Kerbaul, F., 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=Effects+of+levosimendan+versus+dobutamine+on+pressure+load-induced+right+ventricular+failure.">Effects of levosimendan versus dobutamine on pressure load-induced right ventricular failure.</a> Critical Care Medicine. 34 (11), 2814-2819 (2006).</li><li>Ratliff, N., Peter, R., Ramo, B., Somers, W., Morris, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+the+production+of+right+ventricular+infarction.">A model for the production of right ventricular infarction.</a> The American journal of pathology. 58 (3), 471 (1970).</li><li>Ballard-Croft, C., Wang, D., Sumpter, L. R., Zhou, X., Zwischenberger, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-animal+models+of+acute+respiratory+distress+syndrome.">Large-animal models of acute respiratory distress syndrome.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 93 (4), 1331-1339 (2012).</li><li>Dixon, J. A., Spinale, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+animal+models+of+heart+failure:+a+critical+link+in+the+translation+of+basic+science+to+clinical+practice.">Large animal models of heart failure: a critical link in the translation of basic science to clinical practice.</a> Circulation: Heart Failure. 2 (3), 262-271 (2009).</li><li>Letsou, G. V., 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=Improved+left+ventricular+unloading+and+circulatory+support+with+synchronized+pulsatile+left+ventricular+assistance+compared+with+continuous-flow+left+ventricular+assistance+in+an+acute+porcine+left+ventricular+failure+model.">Improved left ventricular unloading and circulatory support with synchronized pulsatile left ventricular assistance compared with continuous-flow left ventricular assistance in an acute porcine left ventricular failure model.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 140 (5), 1181-1188 (2010).</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> Pulmonary Circulation. 3 (4), 908-915 (2013).</li><li>Seldinger, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catheter+replacement+of+the+needle+in+percutaneous+arteriography:+a+new+technique.">Catheter replacement of the needle in percutaneous arteriography: a new technique.</a> Acta Radiologica. (5), 368-376 (1953).</li><li>Lang, R. 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=Recommendations+for+cardiac+chamber+quantification+by+echocardiography+in+adults:+an+update+from+the+American+Society+of+Echocardiography+and+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging.">Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 16 (3), 233-270 (2015).</li><li>Guihaire, J., 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=Right+ventricular+reserve+in+a+piglet+model+of+chronic+pulmonary+hypertension.">Right ventricular reserve in a piglet model of chronic pulmonary hypertension.</a> European Respiratory Journal. 45 (3), 709-717 (2015).</li><li>Burkhoff, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-volume+loops+in+clinical+research:+a+contemporary+view.">Pressure-volume loops in clinical research: a contemporary view.</a> Journal of the American College of Cardiology. 62 (13), 1173-1176 (2013).</li><li>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=The+end-systolic+pressure-volume+relation+of+the+ventricle:+definition,+modifications+and+clinical+use.">The end-systolic pressure-volume relation of the ventricle: definition, modifications and clinical use.</a> Circulation. 63 (6), 1223-1227 (1981).</li><li>Amsallem, 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=Load+Adaptability+in+Patients+With+Pulmonary+Arterial+Hypertension.">Load Adaptability in Patients With Pulmonary Arterial Hypertension.</a> The American Journal of Cardiology. 120 (5), 874-882 (2017).</li><li>Dandel, M., Knosalla, C., Kemper, D., Stein, J., Hetzer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+right+ventricular+adaptability+to+loading+conditions+can+improve+the+timing+of+listing+to+transplantation+in+patients+with+pulmonary+arterial+hypertension.">Assessment of right ventricular adaptability to loading conditions can improve the timing of listing to transplantation in patients with pulmonary arterial hypertension.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 34 (3), 319-328 (2015).</li><li>Vanderpool, R. 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=RV-pulmonary+arterial+coupling+predicts+outcome+in+patients+referred+for+pulmonary+hypertension.">RV-pulmonary arterial coupling predicts outcome in patients referred for pulmonary hypertension.</a> Heart. 101 (1), 37-43 (2015).</li><li>Boulate, 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=.">.</a> Pulmonary Hypertension. , 241-253 (2016).</li><li>Cheng, H. W., 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=Assessment+of+right+ventricular+structure+and+function+in+mouse+model+of+pulmonary+artery+constriction+by+transthoracic+echocardiography.">Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography.</a> Journal of Visualized Experiments. (84), e51041 (2014).</li></ol>

Descriviamo un metodo per modellare le principali caratteristiche fisiopatologiche dell'ARHF sul PH cronico in un modello animale di grandi dimensioni, tra cui sovraccarico di volume e pressione e ripristino emodinamico con dobutamina. Abbiamo anche riportato come acquisire dati emodinamici e di imaging per fenotipizzare i cambiamenti dinamici del ventricolo destro ad ogni condizione creata durante il protocollo. Questi metodi possono fornire dati di base per costruire futuri protocolli di ricerca nel campo dell'ARHF, in...

L'insufficienza cardiaca destra acuta (ARHF) è stata recentemente definita come una sindrome rapidamente progressiva con congestione sistemica derivante da un riempimento ventricolare destro (RV) alterato e/o da una ridotta uscita del flusso RV1. L'ARHF può verificarsi in diverse condizioni come insufficienza cardiaca sinistra, embolia polmonare acuta, infarto miocardico acuto o ipertensione polmonare (PH). Nel caso del PH, l'esordio dell'ARHF è associato a un rischio del 40% di mortalità a breve termine o di trapianto polmonare urgente2,3,4. Qui, descriviamo come creare un grande modello animale di ARHF nel contesto dell'ipertensione polmonare cronica e come valutare il ventricolo destro usando l'ecocardiografia e i loop pressione-volume.
Le caratteristiche fisiopatologiche dell'ARHF includono il sovraccarico di pressione del camper, il sovraccarico del volume, una diminuzione della uscita del camper, un aumento della pressione venosa centrale e / o una diminuzione della pressione sistemica. Nel PH cronico, c'è un aumento iniziale della contrattilità del camper che consente di preservare la gittata cardiaca nonostante l'aumento della resistenza vascolare polmonare. Pertanto, nel contesto dell'ARHF sul PH cronico, il ventricolo destro può generare pressioni quasi isosistematiche, in particolare sotto supporto inotropo. Nel loro insieme, l'ARHF sul PH cronico e il ripristino emodinamico con inotropi portano allo sviluppo di lesioni ischemiche acute del RV, come recentemente descritto nel nostro modello animale di grandi dimensioni5. L'aumento degli inotropi crea un aumento della domanda energetica che può sviluppare ulteriormente lesioni ischemiche e infine portare allo sviluppo di disfunzioni dell'organo terminale e scarsi risultati clinici. Tuttavia, non vi è consenso su come gestire i pazienti con ARHF su PH, principalmente per quanto riguarda la gestione dei liquidi, gli inotropi e il ruolo del supporto circolatorio extracorporeo. Di conseguenza, un modello animale di grandi dimensioni di insufficienza cardiaca destra acuta può aiutare a fornire dati pre-clinici sulla gestione clinica dell'ARHF.
Come primo passo per quantificare la risposta alla terapia, sono necessari metodi semplici e riproducibili per fenotipare il ventricolo destro. Ad oggi, non c'è consenso su come migliorare il fenotipo della morfologia e della funzione del camper dei pazienti con ARHF. Il metodo gold standard per valutare la contrattilità RV (cioè la capacità intrinseca di contrarsi) e l'accoppiamento ventricolo-arterioso (cioè la contrattilità normalizzata dal postcarico ventricolare; un indice di adattamento ventricolare) è l'analisi dei loop pressione-volume (PV). Questo metodo è due volte invasivo perché richiede il cateterismo cardiaco destro e una riduzione transitoria del precarico RV utilizzando un palloncino inserito nella vena cava inferiore. Nella pratica clinica sono necessari metodi non invasivi e ripetibili per valutare il ventricolo destro. La risonanza magnetica cardiaca (CMR) è considerata il gold standard per la valutazione non invasiva del ventricolo destro. Nei pazienti con ARHF con PH cronico che sono gestiti in unità di terapia intensiva (ICU), l'uso di CMR può essere limitato a causa della condizione emodinamica instabile del paziente; inoltre, le valutazioni ripetute della CMR, più volte al giorno, anche di notte, possono essere limitate a causa del suo costo e della sua limitata disponibilità. Al contrario, l'ecocardiografia consente valutazioni morfologiche e funzionali del camper non invasive, riproducibili e a basso costo nei pazienti in terapia intensiva.
I modelli animali di grandi dimensioni sono ideali per eseguire studi preclinici incentrati sulla relazione tra parametri emodinamici invasivi e parametri non invasivi. La grande anatomia del maiale bianco è vicina agli umani. Di conseguenza, la maggior parte dei parametri ecocardiografici descritti nell'uomo sono quantificabili nei suini. Esistono alcune variazioni minori tra cuore umano e maiale che devono essere prese in considerazione per gli studi ecocardiografici. I maiali presentano una destrocardia costituzionale e una rotazione leggermente antiorario dell'asse cardiaco. Di conseguenza, la vista apicale a 4 camere diventa una vista apicale a 5 camere e la finestra acustica si trova sotto l'appendice xifoide. Inoltre, le finestre acustiche parasternali ad asse lungo e corto si trovano sul lato destro dello sterno.
Qui, descriviamo un nuovo metodo per indurre ARHF in un grande modello animale di PH tromboembolico cronico e per ripristinare l'emodinamica usando la dobutamina. Riportiamo anche lesioni ischemiche RV presenti nel modello entro 2-3 ore dal ripristino emodinamico con dobutamina. Inoltre, descriviamo come acquisire loop fotovoltaici RV e parametri RV ecocardiografici in ogni condizione fornendo approfondimenti sui cambiamenti dinamici nella morfologia e nella funzione del RV. Poiché il modello animale di grandi dimensioni del PH tromboembolico cronico e i metodi PV-loop sono stati precedentemente descritti6, queste sezioni saranno brevemente descritte. Inoltre, abbiamo riportato i risultati di valutazioni ecocardiografiche che sono ritenute potenzialmente difficili nei modelli suini. Spiegheremo i metodi per ottenere ecocardiografia ripetuta nel modello.
Il modello di ARHF sul PH cronico riportato in questo studio può essere utilizzato per confrontare diverse strategie terapeutiche. I metodi di fenotipizzazione RV possono essere utilizzati in altri modelli animali di grandi dimensioni che imitano situazioni clinicamente rilevanti come l'embolia polmonare acuta7, l'infarto miocardico RV8, la sindrome da distress respiratorio acuto9 o l'insufficienza cardiaca destra associata a insufficienza ventricolare sinistra10 o supporto circolatorio meccanico ventricolare sinistro11.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:911px;" width="910">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:215px;">Radiofocus Introducer II</td>
			<td style="width:123px;">Terumo</td>
			<td style="width:344px;">RS+B80K10MQ</td>
			<td style="width:229px;">catheter sheath</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Equalizer, Occlusion Ballon Catheter</td>
			<td>Boston Scientific</td>
			<td>M001171080</td>
			<td>ballon for inferior vena cava occlusion</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Guidewire</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>GR3506</td>
			<td>0.035; angled</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Vigilance monitor</td>
			<td>Edwards</td>
			<td>VGS2V</td>
			<td>Swan-Ganz associated monitor</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Swan-Ganz</td>
			<td>Edwards</td>
			<td>131F7</td>
			<td>Swan-Ganz catheter 7 F; usable lenghth 110 cm</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Echocardiograph; Model: Vivid 9</td>
			<td>General Electrics</td>
			<td>GAD000810 and H45561FG</td>
			<td>Echocardiograph</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Probe for echo, M5S-D</td>
			<td>General Electrics</td>
			<td>M5S-D</td>
			<td>Cardiac ultrasound transducer</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">MPVS-ultra Foundation system</td>
			<td>Millar</td>
			<td>PL3516B49</td>
			<td>Pressure-volume loop unit; includes a powerLab16/35, MPVS-Ultra PV Unit, bioamp and bridge amp and cables</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Ventricath 507</td>
			<td>Millar</td>
			<td>VENTRI-CATH-507</td>
			<td>conductance catheter</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Lipiodol ultra-fluid</td>
			<td>Guerbet</td>
			<td>306 216-0</td>
			<td>lipidic contrast dye</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">BD Insyte Autoguard</td>
			<td>Becton, Dickinson and Company</td>
			<td align="right">381847</td>
			<td>IV catheter</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Arcadic Varic</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>A91SC-21000-1T-1-7700</td>
			<td>C-arm</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Prolene 5.0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td style="width:344px;">F1830</td>
			<td style="width:229px;">polypropilene monofil</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction and phenotyping of acute right heart failure in a large animal model of chronic thromboembolic pulmonary hypertension

Lo sviluppo di insufficienza cardiaca destra acuta (ARHF) nel contesto dell'ipertensione polmonare cronica (PH) è associato a scarsi esiti a breve termine. La fenotipizzazione morfologica e funzionale del ventricolo destro è di particolare importanza nel contesto della compromissione emodinamica nei pazienti con ARHF. Qui, descriviamo un metodo per indurre ARHF in un modello animale di grandi dimensioni precedentemente descritto di PH cronico e al fenotipo, dinamicamente, funzione ventricolare destra usando il metodo gold standard (cioè loop PV pressione-volume) e con un metodo clinicamente disponibile non invasivo (cioè ecocardiografia). Il PH cronico viene indotto per la prima volta nei suini dalla legatura dell'arteria polmonare sinistra e dall'embolia del lobo inferiore destro con colla biologica una volta alla settimana per 5 settimane. Dopo 16 settimane, l'ARHF è indotto da un successivo carico di volume utilizzando soluzione salina seguita da embolia polmonare iterativa fino a quando il rapporto tra la pressione polmonare sistolica e la pressione sistemica raggiunge 0,9 o fino a quando la pressione sistemica sistolica diminuisce al di sotto di 90 mmHg. L'emodinamica viene ripristinata con l'infusione di dobutamina (da 2,5 μg/kg/min a 7,5 μg/kg/min). I loop fotovoltaici e l'ecocardiografia vengono eseguiti durante ogni condizione. Ogni condizione richiede circa 40 minuti per l'induzione, la stabilizzazione emodinamica e l'acquisizione dei dati. Su 9 animali, 2 sono morti subito dopo l'embolia polmonare e 7 hanno completato il protocollo, che illustra la curva di apprendimento del modello. Il modello ha indotto un aumento di 3 volte della pressione media dell'arteria polmonare. L'analisi PV-loop ha mostrato che l'accoppiamento ventricolo-arterioso è stato preservato dopo il carico di volume, diminuito dopo embolia polmonare acuta ed è stato ripristinato con dobutamina. Le acquisizioni ecocardiografiche hanno permesso di quantificare i parametri ventricolari giusti di morfologia e funzione con buona qualità. Abbiamo identificato lesioni ischemiche ventricolari destre nel modello. Il modello può essere utilizzato per confrontare diversi trattamenti o per convalidare parametri non invasivi della morfologia e della funzione ventricolare destra nel contesto dell'ARHF.

Fattibilità Descriviamo i risultati di 9 procedure consecutive di induzione ARHF in un modello CTEPH di grandi animali precedentemente riportato5. La durata del protocollo è stata di circa 6 ore per essere completata, compresa l'induzione dell'anestesia, l'installazione, l'accesso vascolare / posizionamento del catetere, l'induzione del sovraccarico di volume / pressione e il ripristino emodinamico, l'acquisizione dei dati e l'eutanasia. Ogni ...

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

Presentiamo un protocollo per indurre e fenotipizzare un'insufficienza cardiaca destra acuta in un modello animale di grandi dimensioni con ipertensione polmonare cronica. Questo modello può essere utilizzato per testare interventi terapeutici, per sviluppare metriche cardiache giuste o per migliorare la comprensione della fisiopatologia acuta dell'insufficienza cardiaca destra.

Induzione e fenotipizzazione dell'insufficienza cardiaca destra acuta in un modello animale di ipertensione polmonare tromboembolica cronica

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

Questo modello di insufficienza cardiaca destra acuta nel contesto dell'ipertensione polmonare coronarica può aiutare a comprendere meglio la fisiopatologia di questa situazione clinicamente rilevante. L'induzione dell'insufficienza cardiaca destra acuta per mezzo del sovraccarico di volume e pressione è facilmente riproducibile e duplica i principali aspetti fisiopatologici della corrispondente situazione clinica. Dopo aver confermato un adeguato livello di sedazione, posizionare un catetere venoso centrale attraverso la vena giugulare fino alla vena cava superiore utilizzando il metodo Seldinger.Quindi, fare un'incisione trasversale di quattro centimetri all'inguine e inserire un divaricatore Beckman nell'incisione. Usando la pinza Debakey e le forbici Metzenbaum, dividere la faccia anteriore della vena e dell'arteria femorale e posizionare un catetere calibro 20 nell'arteria femorale. Quindi collegare il catetere a un trasduttore monouso con un catetere pieno di liquido per ottenere una pressione arteriosa venosa sistemica e centrale.Utilizzando un catetere calibro 18 e un fluoroscopio con un braccio a C e una vista interno-posteriore, inserire un filo guida nella vena femorale attraverso la vena cava inferiore. Posizionare un catetere di dilatazione a palloncino sopra il filo guida a livello intrapericardico e posizionare i marcatori visibili del palloncino immediatamente sopra il livello del diaframma. Quindi rimuovere il filo guida.Subito dopo aver posizionato i cateteri, acquisire una vista apicale a cinque camere sotto il processo xifoide in due dimensioni e in modalità Doppler tissutale. Acquisire le viste parasternali dell'asse corto e lungo sul lato destro dello sterno in modalità Doppler 2D e tissutale e un'immagine del flusso valvolare utilizzando le modalità Doppler continua e pulsata. Quindi acquisire segnali Doppler tissutali dell'anulus tricuspide laterale e dell'anulus mitrale laterale e settale.Per il cateterismo del cuore destro, introdurre il catetere Swan-Ganz nella guaina francese giugulare 8 inserita nella vena giugulare e acquisire le pressioni medie dell'arteria atriale destra, ventricolare destra e polmonare. Successivamente, misurare la gittata cardiaca con il metodo di termodiluizione secondo le istruzioni del produttore e contemporaneamente misurare la frequenza cardiaca per il calcolo del volume dell'ictus. Collegare il trasduttore monouso alla stazione di lavoro del circuito del volume di pressione per l'acquisizione in tempo reale delle pressioni derivate dai cateteri riempiti di fluido e utilizzare la fluoroscopia per introdurre il catetere di conduttanza nel ventricolo destro.Quindi verificare il segnale di qualità utilizzando in tempo reale l'acquisizione dei loop di volume di pressione e acquisire famiglie di loop di volume di pressione nello stato stazionario e durante la riduzione acuta del precarico indotta gonfiando il palloncino inserito nella vena cava inferiore durante l'apnea espiratoria finale. Per indurre insufficienza cardiaca destra acuta, utilizzare prima un'uscita di infusione a flusso libero per iniziare un'infusione salina di 15 millilitri per chilogrammo. Cinque minuti dopo la stabilizzazione emodinamica e alla fine di ogni infusione, ottenere il cateterismo cardiaco giusto, il ciclo del volume della pressione e le misurazioni ecocardiografiche.Quindi iniziare la seconda infusione di 15 millilitri per chilogrammo di soluzione salina immediatamente dopo la fine delle misurazioni e iniziare la terza infusione di 30 millilitri per chilogrammo di soluzione salina immediatamente dopo la fine della seconda serie di misurazioni. Per indurre il sovraccarico di pressione emodinamica, utilizzare il fluoroscopio per inserire un catetere angiografico francese 5 attraverso la guaina giugulare nell'arteria polmonare del lobo inferiore destro. Embolizzare l'arteria polmonare del lobo inferiore destro con un bolo di 150 microlitri contenente colorante di contrasto lipidico n-butil-2-cianoacrilato, lavando il catetere con 10 millilitri di soluzione salina una volta che il bolo è stato consegnato.Due minuti dopo l'embolizzazione, misurare le pressioni dell'arteria sistemica e polmonare per valutare la risposta emodinamica, quindi ripetere la consegna in bolo ogni due minuti fino al raggiungimento del compromesso emodinamico. Dopo aver raggiunto la compromissione emodinamica, acquisire il ciclo del volume di pressione e le misurazioni ecocardiografiche prima di iniziare un'infusione di dobutamina a 2,5 microgrammi per chilogrammo al minuto. Attendere 10-15 minuti per la stabilizzazione emodinamica prima di eseguire il cateterismo del cuore destro, il ciclo del volume della pressione e le misurazioni ecocardiografiche.Quando tutte le misurazioni sono state acquisite, aumentare la dose di infusione di dobutamina a cinque microgrammi per chilogrammo al minuto e ripetere il cateterismo cardiaco destro, il ciclo del volume della pressione e le misurazioni ecocardiografiche una volta raggiunta la stabilizzazione emodinamica come appena dimostrato. Quindi aumentare la dose di infusione di dobutamina a 7,5 microgrammi per chilogrammo al minuto. Il carico di volume acuto non induce insufficienza cardiaca destra acuta, ma piuttosto evidenzia il fenotipo adattivo del modello di ipertensione polmonare cronica.Con il carico di volume, la gittata cardiaca aumenta senza un aumento della giusta pressione atriale e con l'accoppiamento ventricolo-arterioso che rimane stabile. La compromissione emodinamica è associata a una significativa diminuzione della gittata cardiaca, del volume dell'ictus e dell'accoppiamento ventricolo-arterioso, mentre la contrattilità del ventricolo destro è rimasta stabile. In genere si osserva anche un doppio aumento della giusta pressione atriale e della pressione media dell'arteria polmonare.La somministrazione di dobutamina come dimostrato ripristina la gittata cardiaca, il volume dell'ictus e l'accoppiamento ventricolo-arterioso entro il range di normalità. L'ecocardiografia può essere utilizzata per quantificare i cambiamenti dinamici nella dimensione e nella funzione del ventricolo destro durante l'esperimento. L'analisi del loop del volume di pressione consente la quantificazione dinamica delle elastine sistoliche terminali del ventricolo destro e dell'accoppiamento ventricolo-arterioso.In questo studio rappresentativo, i due decessi che si sono verificati immediatamente dopo l'embolia polmonare acuta sono stati associati a trombosi acuta delle cavità cardiache destre. Dopo la colorazione dell'ematossilina eosina e dello zafferano, lesioni ischemiche ventricolari destra caratterizzate da gruppi di cardiomiosite ipereosinofila con nuclei picnotici possono essere osservate negli strati sub-endocardico e sub-pericardico della parete libera del ventricolo destro. L'entità del volume acuto e del sovraccarico di pressione necessari per indurre il fenotipo di insufficienza cardiaca destra acuta del ventricolo destro nel contesto dell'ipertensione polmonare.Il restauro emodinamico potrebbe essere utilizzato da farmaci o interventi al fine di determinare la migliore opzione terapeutica.

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