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

Este trabajo está respaldado por una subvención pública supervisada por la Agencia Nacional de Investigación de Francia (ANR) como parte del Programa Investissements d'Avenir (referencia: ANR-15RHUS0002).

El estudio cumplió con los principios del cuidado de animales de laboratorio según la Sociedad Nacional de Investigación Médica y fue aprobado por el comité de ética local para experimentos con animales en el Hospital Marie Lannelongue.
1. PH tromboembólico crónico
<ol><li>Inducir la HP tromboembólica crónica como se ha descrito anteriormente6,12.</li>
	<li>Brevemente, inducir un modelo de HP tromboembólico crónico en alr...

<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>

Describimos un método para modelar las principales características fisiopatológicas de arHF en la HP crónica en un modelo animal grande que incluye sobrecarga de volumen y presión y restauración hemodinámica con dobutamina. También informamos cómo adquirir datos hemodinámicos y de imágenes para fenotipar los cambios dinámicos del ventrículo derecho en cada condición creada durante el protocolo. Estos métodos pueden proporcionar datos de fondo para construir futuros protocolos de investigación en el campo ...

La insuficiencia cardíaca derecha aguda (ARHF) se ha definido recientemente como un síndrome rápidamente progresivo con congestión sistémica resultante de un llenado deficiente del ventrículo derecho (RV) y/o una reducción de la producción de flujo de RV1. La ARHF puede ocurrir en varias afecciones, como insuficiencia cardíaca del lado izquierdo, embolia pulmonar aguda, infarto agudo de miocardio o hipertensión pulmonar (HP). En el caso de la HP, el inicio de la ARHF se asocia con un riesgo del 40% de mortalidad a corto plazo o trasplante pulmonar urgente2,3,4. Aquí, describimos cómo crear un modelo animal grande de ARHF en el contexto de la hipertensión pulmonar crónica y cómo evaluar el ventrículo derecho utilizando ecocardiografía y asas presión-volumen.
Las características fisiopatológicas de ARHF incluyen sobrecarga de presión de RV, sobrecarga de volumen, una disminución en la salida de RV, un aumento en la presión venosa central y / o una disminución en la presión sistémica. En la HP crónica, hay un aumento inicial en la contractilidad de RV que permite preservar el gasto cardíaco a pesar del aumento de la resistencia vascular pulmonar. Por lo tanto, en el contexto de arHF en la HP crónica, el ventrículo derecho puede generar presiones casi isosistémicas, particularmente bajo soporte inotrópico. En conjunto, la ARHF sobre la HP crónica y la restauración hemodinámica con inotropos conducen al desarrollo de lesiones isquémicas agudas de RV, como se describió recientemente en nuestro modelo animal grande5. El aumento de inotropos crea una mayor demanda energética que puede desarrollar aún más lesiones isquémicas y, finalmente, conducir al desarrollo de disfunción del órgano final y malos resultados clínicos. Sin embargo, no hay consenso sobre cómo manejar a los pacientes con ARHF en la HP, principalmente con respecto al manejo de líquidos, los inotropos y el papel del soporte circulatorio extracorpóreo. En consecuencia, un modelo animal grande de insuficiencia cardíaca derecha aguda puede ayudar a proporcionar datos preclínicos sobre el manejo clínico de la ARHF.
Como primer paso para cuantificar la respuesta a la terapia, se necesitan métodos simples y reproducibles para fenotipar el ventrículo derecho. Hasta la fecha, no hay consenso sobre cómo fenotipar mejor la morfología y función del RV de los pacientes con ARHF. El método estándar de oro para evaluar la contractilidad de RV (es decir, la capacidad intrínseca para contraerse) y el acoplamiento ventriculo-arterial (es decir, contractilidad normalizada por la poscarga ventricular; un índice de adaptación ventricular) es el análisis de los bucles de presión-volumen (PV). Este método es dos veces invasivo porque requiere cateterismo cardíaco derecho y una reducción transitoria de la precarga de RV utilizando un balón insertado en la vena cava inferior. En la práctica clínica, se necesitan métodos no invasivos y repetibles para evaluar el ventrículo derecho. La resonancia magnética cardíaca (CMR) se considera el estándar de oro para la evaluación no invasiva del ventrículo derecho. En pacientes con ARHF en PH crónica que se manejan en la unidad de cuidados intensivos (UCI), el uso de CMR puede ser limitado debido a la condición hemodinámica inestable del paciente; además, las evaluaciones repetidas de CMR, varias veces al día, incluso por la noche, pueden verse limitadas debido a su costo y disponibilidad limitada. Por el contrario, la ecocardiografía permite evaluaciones de morfología y función de RV no invasivas, reproducibles y de bajo costo en pacientes de UCI.
Los modelos animales de gran tamaño son ideales para realizar estudios preclínicos centrados en la relación entre parámetros hemodinámicos invasivos y parámetros no invasivos. La gran anatomía del cerdo blanco está cerca de los humanos. En consecuencia, la mayoría de los parámetros ecocardiográficos descritos en humanos son cuantificables en cerdos. Existen algunas variaciones menores entre el corazón humano y el corazón de cerdo que deben tenerse en cuenta para los estudios ecocardiográficos. Los cerdos presentan una dextrocardia constitucional y una rotación ligeramente en sentido contrario a las agujas del reloj del eje cardíaco. Como resultado, la vista apical de 4 cámaras se convierte en una vista apical de 5 cámaras y la ventana acústica está situada debajo del apéndice xifoide. Además, las ventanas acústicas paraesternales de eje largo y corto están situadas en el lado derecho del esternón.
Aquí, describimos un método novedoso para inducir ARHF en un modelo animal grande de PH tromboembólico crónico y para restaurar la hemodinámica utilizando dobutamina. También informamos lesiones isquémicas rv rv presentes en el modelo dentro de las 2-3 horas posteriores a la restauración hemodinámica con dobutamina. Además, describimos cómo adquirir bucles fotovoltaicos de RV y parámetros de RV ecocardiográficos en cada condición, proporcionando información sobre los cambios dinámicos en la morfología y función de RV. Como se describió previamente el modelo animal grande de PH tromboembólico crónico y los métodos pv-loop6, estas secciones se describirán brevemente. Además, se informaron los resultados de las evaluaciones ecocardiográficas que se consideran potencialmente difíciles en modelos porcinos. Explicaremos los métodos para lograr ecocardiográficos repetidos en el modelo.
El modelo de ARHF sobre la HP crónica reportado en este estudio se puede utilizar para comparar diferentes estrategias terapéuticas. Los métodos de fenotipado de RV pueden utilizarse en otros modelos animales de gran tamaño que imitan situaciones clínicamente relevantes como la embolia pulmonar aguda7, el infarto de miocardio de RV8, el síndrome de dificultad respiratoria aguda9 o la insuficiencia cardíaca derecha asociada a insuficiencia ventricular izquierda10 o soporte circulatorio mecánico ventricular izquierdo11.

<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

El desarrollo de insuficiencia cardíaca derecha aguda (ARHF) en el contexto de la hipertensión pulmonar crónica (HP) se asocia con malos resultados a corto plazo. El fenotipado morfológico y funcional del ventrículo derecho es de particular importancia en el contexto del compromiso hemodinámico en pacientes con ARHF. Aquí, describimos un método para inducir ARHF en un modelo animal grande previamente descrito de PH crónica, y para fenotipar, dinámicamente, la función ventricular derecha utilizando el método estándar de oro (es decir, bucles pv de presión-volumen) y con un método no invasivo clínicamente disponible (es decir, ecocardiografía). La HP crónica se induce primero en cerdos por ligadura de la arteria pulmonar izquierda y embolia del lóbulo inferior derecho con pegamento biológico una vez a la semana durante 5 semanas. Después de 16 semanas, la ARHF es inducida por cargas sucesivas de volumen con solución salina seguida de embolia pulmonar iterativa hasta que la relación entre la presión pulmonar sistólica sobre la presión sistémica alcanza 0,9 o hasta que la presión sistémica sistólica disminuye por debajo de 90 mmHg. La hemodinámica se restaura con infusión de dobutamina (de 2,5 μg/kg/min a 7,5 μg/kg/min). Los bucles fotovoltaicos y la ecocardiografía se realizan durante cada afección. Cada condición requiere alrededor de 40 minutos para la inducción, la estabilización hemodinámica y la adquisición de datos. De 9 animales, 2 murieron inmediatamente después de la embolia pulmonar y 7 completaron el protocolo, que ilustra la curva de aprendizaje del modelo. El modelo indujo un aumento de 3 veces en la presión media de la arteria pulmonar. El análisis pv-loop mostró que el acoplamiento ventriculo-arterial se conservó después de la carga de volumen, disminuyó después de la embolia pulmonar aguda y se restauró con dobutamina. Las adquisiciones ecocardiográficas permitieron cuantificar parámetros ventriculares derechos de morfología y función con buena calidad. Se identificaron lesiones isquémicas del ventrículo derecho en el modelo. El modelo se puede utilizar para comparar diferentes tratamientos o para validar parámetros no invasivos de la morfología y función del ventrículo derecho en el contexto de la ARHF.

Viabilidad Describimos los resultados de 9 procedimientos consecutivos de inducción de ARHF en un modelo CTEPH de animales grandes previamente reportado5. La duración del protocolo fue de alrededor de 6 horas para completarse, incluyendo la inducción de anestesia, la instalación, el acceso vascular / colocación de catéteres, la inducción de sobrecarga de volumen / presión y la restauración hemodinámica, la adquisición de datos y la eu...

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

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

Presentamos un protocolo para inducir y fenotipar una insuficiencia cardíaca derecha aguda en un modelo animal grande con hipertensión pulmonar crónica. Este modelo se puede utilizar para probar intervenciones terapéuticas, para desarrollar métricas del corazón derecho o para mejorar la comprensión de la fisiopatología de la insuficiencia cardíaca derecha aguda.

Inducción y fenotipado de la insuficiencia cardíaca derecha aguda en un modelo animal grande de hipertensión pulmonar tromboembólica crónica

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

Este modelo de insuficiencia cardíaca derecha aguda en el contexto de la hipertensión pulmonar coronaria puede ayudar a comprender mejor la fisiopatología de esta situación clínicamente relevante. La inducción de la insuficiencia cardíaca derecha aguda por la media de la sobrecarga de volumen y presión es fácilmente reproducible y duplica los principales aspectos fisiopatológicos de la situación clínica correspondiente. Después de confirmar un nivel apropiado de sedación, coloque un catéter venoso central a través de la vena yugular hasta la vena cava superior utilizando el método de Seldinger.A continuación, haga una incisión transversal de cuatro centímetros en la ingle e inserte un retractor de Beckman en la incisión. Usando fórceps Debakey y tijeras Metzenbaum, divida la cara anterior de la vena femoral y la arteria y coloque un catéter de calibre 20 en la arteria femoral. Luego conecte el catéter a un transductor desechable con un catéter lleno de líquido para obtener presión arterial venosa sistémica y central.Usando un catéter de calibre 18 y un fluoroscopio con un brazo en C y una vista interior-posterior, inserte un alambre guía en la vena femoral a través de la vena cava inferior. Coloque un catéter de dilatación con balón sobre el alambre guía a nivel intrapericárdico y coloque los marcadores visibles del balón inmediatamente por encima del nivel del diafragma. A continuación, retire el cable guía.Inmediatamente después de que se hayan colocado los catéteres, adquiera una vista apical de cinco cámaras bajo el proceso xifoide en dos dimensiones y en el modo Doppler tisular. Adquiera las vistas paraesternales de eje corto y largo en el lado derecho del esternón en modos Doppler 2D y tisular y una imagen del flujo valvular utilizando modos Doppler continuo y pulsado. Luego adquiere señales Doppler tisulares del anillo tricúspide lateral y del anillo mitral lateral y septal.Para el cateterismo del corazón derecho, introduzca el catéter Swan-Ganz en la vaina francesa yugular 8 insertada en la vena yugular y adquiera las presiones medias de la arteria auricular derecha, ventricular derecha y pulmonar. A continuación, mida el gasto cardíaco con el método de termodilución de acuerdo con las instrucciones del fabricante mientras mide simultáneamente la frecuencia cardíaca para el cálculo del volumen sistólico. Conecte el transductor desechable a la estación de trabajo de bucle de volumen de presión para adquisiciones en vivo de las presiones derivadas de los catéteres llenos de líquido y use fluoroscopia para introducir el catéter de conductancia en el ventrículo derecho.A continuación, verifique la señal de calidad utilizando en vivo la adquisición de los bucles de volumen de presión y adquiera familias de bucles de volumen de presión en estado estacionario y durante la reducción aguda de precarga inducida por inflar el balón insertado en la vena cava inferior durante la apnea espiratoria final. Para inducir la insuficiencia cardíaca derecha aguda, primero use una salida de infusión de flujo libre para comenzar una infusión de solución salina de 15 mililitros por kilogramo. Cinco minutos después de la estabilización hemodinámica y al final de cada infusión, obtener el cateterismo cardíaco derecho, el asa de volumen de presión y las mediciones ecocardiográficas.Luego comience la segunda infusión de 15 mililitros por kilogramo de solución salina inmediatamente después del final de las mediciones y comience la tercera infusión de 30 mililitros por kilogramo de solución salina inmediatamente después del final del segundo conjunto de mediciones. Para inducir una sobrecarga de presión hemodinámica, use el fluoroscopio para insertar un catéter angiográfico francés 5 a través de la vaina yugular en la arteria pulmonar del lóbulo inferior derecho. Embolizar la arteria pulmonar del lóbulo inferior derecho con un bolo de 150 microlitros que contenga un medio de contraste lipídico n-butil-2-cianoacrilato, lavando el catéter con 10 mililitros de solución salina una vez que se haya entregado el bolo.Dos minutos después de la embolización, mida las presiones arteriales sistémicas y pulmonares para evaluar la respuesta hemodinámica, luego repita la administración en bolo cada dos minutos hasta que se logre el compromiso hemodinámico. Después de alcanzar el compromiso hemodinámico, adquiera un bucle de volumen de presión y mediciones ecocardiográficas antes de comenzar una infusión de dobutamina a 2,5 microgramos por kilogramo por minuto. Espere de 10 a 15 minutos para la estabilización hemodinámica antes de realizar el cateterismo cardíaco derecho, el asa de volumen de presión y las mediciones ecocardiográficas.Cuando se hayan adquirido todas las mediciones, aumente la dosis de infusión de dobutamina a cinco microgramos por kilogramo por minuto y repita el cateterismo cardíaco derecho, el asa de volumen de presión y las mediciones ecocardiográficas una vez que se haya logrado la estabilización hemodinámica como se acaba de demostrar. Luego aumente la dosis de infusión de dobutamina a 7.5 microgramos por kilogramo por minuto. La carga aguda de volumen no induce insuficiencia cardíaca derecha aguda, sino que resalta el fenotipo adaptativo del modelo de hipertensión pulmonar crónica.Con la carga de volumen, el gasto cardíaco aumenta sin un aumento de la presión auricular derecha y con el acoplamiento ventriculo-arterial permaneciendo estable. El compromiso hemodinámico se asocia con una disminución significativa del gasto cardíaco, el volumen sistólico y el acoplamiento ventriculo-arterial, mientras que la contractilidad del ventrículo derecho se mantuvo estable. También se observa típicamente un aumento de dos veces en la presión auricular derecha y la presión media de la arteria pulmonar.La administración de dobutamina como se ha demostrado restaura el gasto cardíaco, el volumen sistólico y el acoplamiento ventriculo-arterial dentro del rango normal. La ecocardiografía se puede utilizar para cuantificar los cambios dinámicos en el tamaño y la función del ventrículo derecho a lo largo del experimento. El análisis del asa de volumen de presión permite la cuantificación dinámica de elastinas sistólicas finales del ventrículo derecho y el acoplamiento ventriculo-arterial.En este estudio representativo, las dos muertes que ocurrieron inmediatamente después de la embolia pulmonar aguda se asociaron con trombosis aguda de las cavidades cardíacas derechas. Después de la tinción de eosina y azafrán de hematoxilina, se pueden observar lesiones isquémicas del ventrículo derecho caracterizadas por grupos de miositis hipereosinofílica con núcleos picnóticos en las capas subendocárdica y subpericárdica de la pared libre del ventrículo derecho. La magnitud de la sobrecarga aguda de volumen y presión requerida para inducir el fenotipo de insuficiencia cardíaca derecha aguda del ventrículo derecho en el contexto de la hipertensión pulmonar.La restauración hemodinámica podría ser utilizada por fármacos o intervención con el fin de determinar la mejor opción terapéutica.

Research

JoVE Journal

Medicine

Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

Evaluación ecocardiográfica de la parte derecha del corazón en ratones

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

Investigación

Medicina

An Isolated Working Heart System for Large Animal Models

Un sistema de trabajo del corazón aislada por grandes modelos animales

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart ...

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

Hipertensión pulmonar tromboembólica crónica y Evaluación de la función ventricular derecha en el Piglet

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

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

La cirugía de derivación, un cateterismo derecho, y Vascular Morfometría en un modelo de rata de flujo inducido por la hipertensión 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 ...

A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

Un modelo de isquemia cardíaca crónica en cerdos usando un Constrictor Ameroid

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but ...

Tachycardia-Induced Cardiomyopathy As a Chronic Heart Failure Model in Swine

Cardiomiopatía Taquicardia-inducida como un modelo de insuficiencia cardíaca crónica en porcino

A stable and reliable model of chronic heart failure is required for many experiments to understand hemodynamics or to test effects of new treatment ...

Invasive Hemodynamic Monitoring of Aortic and Pulmonary Artery Hemodynamics in a Large Animal Model of ARDS

Monitorización hemodinámica invasiva de la hemodinámica de la arteria aorta y pulmonar en un modelo Animal grande del SDRA

One of the leading causes of morbidity and mortality in patients with heart failure is right ventricular (RV) dysfunction, especially if it is due to ...

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

Un tronco pulmonar las bandas modelo de sobrecarga de presión inducida por el fracaso y la hipertrofia Ventricular derecha

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

Induction and Characterization of Pulmonary Hypertension in Mice using the Hypoxia/SU5416 Model

Inducción y caracterización de la hipertensión pulmonar en ratones utilizando el modelo Hypoxia/SU5416

Pulmonary Hypertension (PH) is a pathophysiological condition, defined by a mean pulmonary arterial pressure exceeding 25 mm Hg at rest, as assessed by ...

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

Evaluación hemodinámica invasiva para el sistema ventricular derecho y hipertensión arterial pulmonar inducida por hipoxia en ratones

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