Name: transesophageal atrial burst pacing for atrial fibrillation induction in rats
Uploaded: 2022-02-14T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Transesophageal Atrial Burst Pacing for Atrial Fibrillation Induction in Rats at JoVE.com

Detta arbete stöddes av ett bidrag från det rumänska ministeriet för utbildning och forskning, CNCS - UEFISCDI, projektnummer PN-III-P1-1.1-TE-2019-0370, inom PNCDI III.

Förfaranden som involverar djurförsökspersoner godkändes av etikkommittén vid University of Medicine, Pharmacy, Science and Technology "George Emil Palade" i Târgu Mureș, av den rumänska nationella sanitära veterinär- och livsmedelssäkerhetsmyndigheten och följde Internationella rådet för laboratoriedjursvetenskapliga riktlinjer (direktiv 2010/63/EU).
1. Transesofagealt förmakssprängningspacingprotokoll
<ol><li>Randomisera vuxna manliga Wistar-råttor (200-40...

<ol>
	<li>Kornej, J., B&#246;rschel, C. S., Benjamin, E. J., Schnabel, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+atrial+fibrillation+in+the+21st+century:+Novel+methods+and+new+insights.">Epidemiology of atrial fibrillation in the 21st century: Novel methods and new insights.</a> Circulation Research. 127 (1), 4-20 (2020).</li><li>Hindricks, 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=2020+ESC+Guidelines+for+the+diagnosis+and+management+of+atrial+fibrillation+developed+in+collaboration+with+the+European+Association+for+Cardio-Thoracic+Surgery+(EACTS):+The+Task+Force+for+the+diagnosis+and+management+of+atrial+fibrillation+of+the+European+Society+of+Cardiology+(ESC).">2020 ESC Guidelines for the diagnosis and management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS): The Task Force for the diagnosis and management of atrial fibrillation of the European Society of Cardiology (ESC).</a> European Heart Journal. 42 (5), 373 (2021).</li><li>Veenhuyzen, G. D., Simpson, C. S., Abdollah, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atrial+fibrillation.">Atrial fibrillation.</a> Canadian Medical Association Journal. 171 (7), 755-760 (2004).</li><li>Lau, D. H., 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=Atrial+arrhythmia+in+ageing+spontaneously+hypertensive+rats:+unraveling+the+substrate+in+hypertension+and+ageing.">Atrial arrhythmia in ageing spontaneously hypertensive rats: unraveling the substrate in hypertension and ageing.</a> PloS One. 8 (8), 72416 (2013).</li><li>Scridon, A., 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=Unprovoked+atrial+tachyarrhythmias+in+aging+spontaneously+hypertensive+rats:+The+role+of+the+autonomic+nervous+system.">Unprovoked atrial tachyarrhythmias in aging spontaneously hypertensive rats: The role of the autonomic nervous system.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 303 (3), 386-392 (2012).</li><li>Haugan, K., Lam, H. R., Knudsen, C. B., Petersen, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atrial+fibrillation+in+rats+induced+by+rapid+transesophageal+atrial+pacing+during+brief+episodes+of+asphyxia:+a+new+in+vivo+model.">Atrial fibrillation in rats induced by rapid transesophageal atrial pacing during brief episodes of asphyxia: a new in vivo model.</a> Journal of Cardiovascular Pharmacology. 44 (1), 125-135 (2004).</li><li>Sugiyama, A., Takahara, A., Honsho, S., Nakamura, Y., Hashimoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+in+vivo+atrial+fibrillation+model+of+rat+induced+by+transesophageal+atrial+burst+pacing.">A simple in vivo atrial fibrillation model of rat induced by transesophageal atrial burst pacing.</a> Journal of Pharmacological Sciences. 98 (3), 315-318 (2005).</li><li>Scridon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociation+between+animal+and+clinical+studies.+where+do+we+go+wrong.">Dissociation between animal and clinical studies. where do we go wrong.</a> Romanian Journal of Cardiology. 31 (3), 497-500 (2021).</li><li>Mulla, 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=Rapid+atrial+pacing+promotes+atrial+fibrillation+substrate+in+unanesthetized+instrumented+rats.">Rapid atrial pacing promotes atrial fibrillation substrate in unanesthetized instrumented rats.</a> Frontiers in Physiology. 10, 1218 (2019).</li><li>Scridon, A., 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=Spontaneous+atrial+fibrillation+after+long-term+transesophageal+atrial+burst+pacing+in+rats.+Technical+and+procedural+approach+to+a+new+in+vivo+atrial+fibrillation+model.">Spontaneous atrial fibrillation after long-term transesophageal atrial burst pacing in rats. Technical and procedural approach to a new in vivo atrial fibrillation model.</a> Romanian Journal of Laboratory Medicine. 26 (1), 105-112 (2018).</li><li>Halatiu, V. 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=Chronic+exposure+to+high+doses+of+bisphenol+A+exhibits+significant+atrial+proarrhythmic+effects+in+healthy+adult+rats.">Chronic exposure to high doses of bisphenol A exhibits significant atrial proarrhythmic effects in healthy adult rats.</a> Romanian Journal of Cardiology. 31 (3), 587-595 (2021).</li><li>Zaciragi&#263;, A., Nakas-i&#263;indi&#263;, E., Hadzovi&#263;, A., Avdagi&#263;, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Average+values+of+electrocardiograph+parameters+in+healthy,+adult+Wistar+rats.">Average values of electrocardiograph parameters in healthy, adult Wistar rats.</a> Medical Archives. 58 (5), 268-270 (2004).</li><li>Cheshire, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoregulatory+disorders+and+illness+related+to+heat+and+cold+stress.">Thermoregulatory disorders and illness related to heat and cold stress.</a> Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical. 196, 91-104 (2016).</li><li>&#536;erban, R. C., Scridon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Data+linking+diabetes+mellitus+and+atrial+fibrillation-how+strong+is+the+evidence?+From+epidemiology+and+pathophysiology+to+therapeutic+implications.">Data linking diabetes mellitus and atrial fibrillation-how strong is the evidence? From epidemiology and pathophysiology to therapeutic implications.</a> Canadian Journal of Cardiology. 34 (11), 1492-1502 (2018).</li><li>Nishida, K., Michael, G., Dobrev, D., Nattel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+for+atrial+fibrillation:+clinical+insights+and+scientific+opportunities.">Animal models for atrial fibrillation: clinical insights and scientific opportunities.</a> Europace. 12 (2), 160-172 (2010).</li><li>Qiu, H., 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=DL-3-n-Butylphthalide+reduces+atrial+fibrillation+susceptibility+by+inhibiting+atrial+structural+remodeling+in+rats+with+heart+failure.">DL-3-n-Butylphthalide reduces atrial fibrillation susceptibility by inhibiting atrial structural remodeling in rats with heart failure.</a> Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. 391 (3), 323-334 (2018).</li></ol>

Föreliggande papper beskriver ett experimentellt protokoll för långsiktig transesofageal förmakssprängning för snabb och effektiv induktion av AF hos råttor, lämplig för både akuta och långsiktiga AF-studier. Det 10-dagars stimuleringsprotokoll som beskrivs här har framgångsrikt använts för att utveckla en "sekundär spontan AF-modell" (dvs. en modell där AF-induktion genom elektrisk stimulering utvecklas spontant efter en period av AF-induktion genom elektrisk stimulering)10. Prot...

Förmaksflimmer (AF) är den vanligaste ihållande hjärtarytmi som påträffas i klinisk praxis och dess förekomst och prevalens fortsätter att öka dramatiskt över hela världen1. Denna arytmi påverkar upp till 4% av världens befolkning enligt nyligen genomförda studier2. Men med tanke på att paroxysmal AF kan vara asymptomatisk och därför kan undgå upptäckt, är den verkliga förekomsten av AF sannolikt mycket högre än den som presenteras i litteraturen.
AF:s patofysiologi har studerats intensivt. Ändå förblir de underliggande mekanismerna för denna komplexa arytmi ofullständigt belysta och detta återspeglas i de begränsade terapeutiska alternativen, med tvivelaktig effekt. Djurstudier har gett viktiga insikter i vår förståelse när det gäller AF-patofysiologi och terapeutisk hantering. Återinträde, en av de viktigaste mekanismerna som är involverade i AF-patogenes3, kräver en viss massa myokardvävnad för att kunna inträffa. Således har stora djur i allmänhet föredragits i AF-studier, medan gnagare på grund av den lilla storleken på deras förmak länge har ansetts vara "resistenta" mot AF. Användningen av stora djur hindras dock främst av hanteringssvårigheter. Under tiden, även om spontan AF har visat sig förekomma hos råttor4, krävs långtidsuppföljning (upp till 50 veckor) för att arytmin ska inträffa i dessa modeller5. Modeller som säkerställer snabb AF-förekomst hos små gnagare har också utvecklats. Oftast använder dessa modeller akut elektrisk stimulering, ofta i närvaro av andra gynnande tillstånd, såsom samtidig parasympatisk stimulering eller kvävning, för att artificiellt inducera AF 6,7. Även om de är effektiva tillåter sådana modeller inte utvärdering av kritiska AF-relaterade egenskaper, såsom progressiv elektrisk, strukturell, autonom eller molekylär ombyggnad av förmaken, eller effekterna av konventionella eller icke-konventionella antiarytmiska läkemedel på förmakssubstratet eller på risken för ventrikulär proarytmi 8,9.
Föreliggande arbete beskriver ett experimentellt protokoll för långsiktig transesofageal förmakssprängning för snabb och effektiv induktion av AF hos råttor. Protokollet är lämpligt för både akuta och långsiktiga studier och kan framgångsrikt användas på råttor med friska eller ombyggda hjärtan, i närvaro av en mängd olika riskfaktorer, vilket möjliggör studier av AF-patofysiologi, identifiering av nya terapeutiska mål och utvärdering av nya profylaktiska och / eller terapeutiska strategier.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Antisedan (Atipamezole Hydrochloride) 5mg / mL, solution for injection</td>
			<td>Orion Corporation</td>
			<td>06043/4004</td>
			<td>for Rats use 1 mg / kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dormitor (Medetomidine Hydrochloride) 1 mg / mL, solution for injection</td>
			<td>Orion Corporation</td>
			<td>06043/4003</td>
			<td>for Rats use 0.5 mg / kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-Z Anesthesia Single Animal System</td>
			<td>E-Z Systems Inc</td>
			<td>EZ-SA800</td>
			<td>Allows the manipulation of one animal at a time</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane 99.9%, 100 mL</td>
			<td>Rompharm Company</td>
			<td>N01AB06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine 10%, 25 mL</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>for Rats use 75 mg / kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcontroller-based cardiac pacemaker for small animals</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surface ECG recording system</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

transesophageal atrial burst pacing for atrial fibrillation induction in rats

Djurstudier har gett viktiga insikter i vår förståelse när det gäller patofysiologi för förmaksflimmer (AF) och terapeutisk hantering. Återinträde, en av de viktigaste mekanismerna som är involverade i AF-patogenes, kräver en viss massa myokardvävnad för att kunna inträffa. På grund av förmakens lilla storlek har gnagare länge ansetts vara "resistenta" mot AF. Även om spontan AF har visat sig förekomma hos råttor krävs långtidsuppföljning (upp till 50 veckor) för att arytmin ska uppstå i dessa modeller. Föreliggande arbete beskriver ett experimentellt protokoll för transesofageal förmakssprängning för snabb och effektiv induktion av AF hos råttor. Protokollet kan framgångsrikt användas hos råttor med friska eller ombyggda hjärtan, i närvaro av en mängd olika riskfaktorer, vilket möjliggör studier av AF-patofysiologi, identifiering av nya terapeutiska mål och utvärdering av nya profylaktiska och / eller terapeutiska strategier.

I en proof-of-concept-studie tilldelades 22 vuxna wistar-hanråttor (200-400 g) slumpmässigt i två grupper: Stim (n = 15) och SHAM (n = 7). Alla djur hölls individuellt i polykarbonatburar, i ett klimatstyrt rum (21-22 ° C), med fri tillgång till vatten och torrfoder under hela studien. Transesofageal stimuleringsprotokollet som beskrivs ovan applicerades på alla djur i 10 dagar, 5 dagar per vecka. Alla djur genomgick samma protokoll, förutom att råttorna i SHAM-gruppen inte fick aktiv elektrisk stimulering.
...

Watch this Scientific Journal Video about Transesophageal Atrial Burst Pacing for Atrial Fibrillation Induction in Rats at JoVE.com

Transesophageal Atrial Burst Pacing for Atrial Fibrillation Induction in Rats

Föreliggande arbete beskriver ett experimentellt protokoll för transesofageal förmakssprängning för effektiv induktion av förmaksflimmer (AF) hos råttor. Protokollet kan användas på råttor med friska eller ombyggda hjärtan, vilket möjliggör studier av AF-patofysiologi, identifiering av nya terapeutiska mål och utvärdering av nya terapeutiska strategier.

Transesofageal förmakssprängning pacing för förmaksflimmer induktion hos råttor

Animal studies have brought important insights into our understanding regarding atrial fibrillation (AF) pathophysiology and therapeutic management. ...

Det nuvarande protokollet kan framgångsrikt användas på råttor med friska eller ombyggda hjärtan i närvaro av en mängd olika riskfaktorer för akuta eller långsiktiga uppföljningsstudier. Detta protokoll gör det möjligt att studera förmaksflimmer i olika patofysiologiska tillstånd för att utvärdera nya profylaktiska och terapeutiska strategier. Efter bedövning av en vuxen wistarråtta, placera råttan i ryggläge på en värmepanna för att bibehålla kroppstemperaturen vid 37 grader Celsius.Fäst sedan tre yt-EKG-elektroder på råttbenen i en bly II-konfiguration genom att placera den negativa elektroden på höger framben, den positiva elektroden på vänster bakben och jordningselektroden på vänster framben. Fäst elektroderna på plats med tunna elastiska armbandssträngackord. Slå sedan på yt-EKG-inspelningen och utför kontinuerlig EKG-inspelning under hela proceduren med hjälp av ett kommersiellt eller lokalt utvecklat förvärvsprogram.För elektrisk stimulering, använd en fem eller sex franska fyrpolära kateter ansluten till en mikrokontrollerbaserad hjärtpacemaker. När vägen är helt sövd, sätt in katetern genom munhålan i matstrupen. För att bekräfta den korrekta positionen för stimuleringskatetern vid förmakens nivå, applicera elektrisk stimulering med en frekvens av 400 stimuli per minut.Kontrollera sedan om EKG-spårningen visar konstant fångst av förmaken. Baserat på detta bestämmer du det diastoliska tröskelvärdet definierat som den lägsta spänningen som krävs för att erhålla förmaksfångning. För råttor i stimuleringsgruppen, när kateterns korrekta position är bestämd, ställ in stimulatorn till en frekvens av 4000 stimuli per minut vid en spänning av tre volt över den diastoliska tröskeln.Sedan, för varje råtta, applicera 15 på varandra följande stimuleringscykler, 20 sekunder vardera, med ett fritt intervall på fem minuter mellan cyklerna. Kontrollera sedan effektiviteten av stimuleringen genom att identifiera sinusnodens återhämtningstid, som uppträder i slutet av den snabba takten som ett tidsintervall som är längre än cykellängden som registrerats under sinusrytmen och representerar det tidsintervall som krävs för återupptagande av sinusrytmen efter att överväxelns undertryckande slutar. Identifiera sedan förekomsten av förmaksflimmerepisoden definierad som närvaron av tre eller flera konsekutiva, oregelbundna, supraventrikulära slag med P-vågor frånvarande eller ersatta av små, förvrängda F-vågor.För råttor i bluffgruppen, efter att ha satt in katetern genom munhålan, håll katetern på plats i 18 minuter utan att applicera någon elektrisk stimulering, medan du kontinuerligt registrerar yt-EKG. På den första stimuleringsdagen presenterade 80% av råttorna som fick elektrisk stimulering förmaksflimmerepisoder Av de applicerade 164 stimuleringscyklerna följdes 42 av förmaksflimmerepisoder. Under de 10 dagarna av stimuleringen inducerades i genomsnitt 15,6 förmaksflimmerepisoder effektivt hos alla djur.Av de totala stimuleringscyklerna som applicerades följdes 20% av förmaksflimmer och 41 episoder varade mer än 600 sekunder. För episoder som varade mindre än 600 sekunder var den genomsnittliga varaktigheten 40,12 sekunder. Den nuvarande tekniken är relativt lätt att reproducera och ingen särskild utbildning krävs för laboratoriepersonal som regelbundet arbetar med djurmodeller.Efter denna procedur kan kontinuerlig EKG-inspelning med hjälp av en telemetrianordning utföras för att bedöma spontana förmaksflimmerepisoder och hjärtfrekvensvariationer.

Research

JoVE Journal

Medicine

High-Resolution Endocardial and Epicardial Optical Mapping in a Sheep Model of Stretch-Induced Atrial Fibrillation

Högupplösta endokardiell och Epicardial Optisk Mapping i en Får Modell av Stretch-Induced förmaksflimmer

 Atrial fibrillation (AF) is a complex cardiac arrhythmia with high morbidity and mortality.1,2 It is the most common sustained cardiac rhythm disturbance ...

The WATCHMAN Left Atrial Appendage Closure Device for Atrial Fibrillation

Väktaren vänster förmak Device bihang Stängning vid förmaksflimmer

Atrial fibrillation (AF) is the most common cardiac arrhythmia, affecting an estimated 6 million people in the United States 1. Since AF affects primarily ...

Catheter Ablation in Combination With Left Atrial Appendage Closure for Atrial Fibrillation

Kateterablation i kombination med vänster atriumbihang Stängning av förmaksflimmer

Atrial fibrillation (AF) is the most common sustained cardiac arrhythmia, affecting millions of individuals worldwide 1-3. The rapid, irregular, and ...

Robotic Ablation of Atrial Fibrillation

Robotic Ablation av förmaksflimmer

Background: Pulmonary vein isolation (PVI) is an established treatment for atrial fibrillation (AF). During PVI an electrical conduction block between ...

Isolation of Atrial Myocytes from Adult Mice

Isolering av Förmaksmyocyter från vuxna möss

The electrophysiological properties of atrial myocytes importantly affect overall cardiac function. Alterations in the underlying ionic currents ...

Cooling or Warming the Esophagus to Reduce Esophageal Injury During Left Atrial Ablation in the Treatment of Atrial Fibrillation

Kylning eller uppvärmning av matstrupen för att minska matstrupen skada under vänster förmaksfomning ablation vid behandling av förmaksflimmer

Ablation of the left atrium using either radiofrequency (RF) or cryothermal energy is an effective treatment for atrial fibrillation (AF) and is the most ...

Echocardiographic Evaluation of Atrial Communications before Transcatheter Closure

Ekokardiografisk utvärdering av förmakskommunikation före transkateterstängning

Transthoracic (TTE) and transesophageal echocardiography (TEE) is the standard imaging method for atrial septal defect (ASD) and patent foramen ovale ...

Modifications of the Langendorff Method for Simultaneous Isolation of Atrial and Ventricular Myocytes from Adult Mice

Modifieringar av Langendorff-metoden för samtidig isolering av förmaks- och ventrikulära myocyter från vuxna möss

A single cardiomyocyte is a vital tool in the cellular and subcellular level studies of cardiac biology and diseases as a fundamental unit of contraction ...

Sterile Pericarditis in Aachener Minipigs As a Model for Atrial Myopathy and Atrial Fibrillation

Steril perikardit hos Aachener Minipigs som modell för förmaksmyopati och förmaksflimmer

Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia caused by structural remodeling of the atria, also called atrial myopathy. Current therapies only ...