Name: comprehensive echocardiographic assessment of right ventricle function in a rat model of pulmonary arterial hypertension
Uploaded: 2023-01-20T13:45:00
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Questo lavoro è stato supportato da NHLBI K01 HL155241 e AHA CDA849387 assegnato all'autore P.C.R.

Tutti gli esperimenti in questo protocollo sono stati eseguiti seguendo le linee guida per la cura degli animali dell'Università dell'Illinois a Chicago, Chicago Institutional Animal Care and Use Committee. I ratti maschi di Sprague Dawley (SD) pesavano tra 0,200-0,240 kg al momento dell'iniezione di MCT; Tuttavia, il protocollo descritto in questo articolo può essere utilizzato con un intervallo di peso corporeo più ampio. Gli animali sono stati ottenuti da una fonte commerciale (vedi Tabella dei materiali</s...

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	<li>Galie, N., McLaughlin, V. V., Rubin, L. J., Simonneau, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+the+6th+World+Symposium+on+Pulmonary+Hypertension.">An overview of the 6th World Symposium on Pulmonary Hypertension.</a> European Respiratory Journal. 53 (1), 1802148 (2019).</li><li>Tyagi, S., Batra, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+therapeutic+approaches+of+pulmonary+arterial+hypertension.">Novel therapeutic approaches of pulmonary arterial hypertension.</a> International Journal of Angiology. 28 (2), 112-117 (2019).</li><li>Hoeper, M. 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=Targeted+therapy+of+pulmonary+arterial+hypertension:+Updated+recommendations+from+the+Cologne+Consensus+Conference+2018.">Targeted therapy of pulmonary arterial hypertension: Updated recommendations from the Cologne Consensus Conference 2018.</a> International Journal of Cardiology. 272, 37-45 (2018).</li><li>Sommer, 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=Current+and+future+treatments+of+pulmonary+arterial+hypertension.">Current and future treatments of pulmonary arterial hypertension.</a> British Journal of Pharmacology. 178 (1), 6-30 (2021).</li><li>Farber, 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=Five-year+outcomes+of+patients+enrolled+in+the+REVEAL+registry.">Five-year outcomes of patients enrolled in the REVEAL registry.</a> Chest. 148 (4), 1043-1054 (2015).</li><li>Zolty, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+experimental+therapies+for+treatment+of+pulmonary+arterial+hypertension.">Novel experimental therapies for treatment of pulmonary arterial hypertension.</a> Journal of Experimental Pharmacology. 13, 817-857 (2021).</li><li>Jasmin, J. 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F., Ryan, T., Feigenbaum, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Feigenbaum's echocardiography. 7th edn. , (2010).</li><li>Kimura, 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=Evaluation+of+right+ventricle+by+speckle+tracking+and+conventional+echocardiography+in+rats+with+right+ventricular+heart+failure.">Evaluation of right ventricle by speckle tracking and conventional echocardiography in rats with right ventricular heart failure.</a> International Heart Journal. 56 (3), 349-353 (2015).</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><li>Mazurek, J. A., Vaidya, A., Mathai, S. C., Roberts, J. D., Forfia, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Follow-up+tricuspid+annular+plane+systolic+excursion+predicts+survival+in+pulmonary+arterial+hypertension.">Follow-up tricuspid annular plane systolic excursion predicts survival in pulmonary arterial hypertension.</a> Pulmonary Circulation. 7 (2), 361-371 (2017).</li><li>Grapsa, 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=Echocardiographic+and+hemodynamic+predictors+of+survival+in+precapillary+pulmonary+hypertension:+seven-year+follow-up.">Echocardiographic and hemodynamic predictors of survival in precapillary pulmonary hypertension: seven-year follow-up.</a> Circulation: Cardiovascular Imaging. 8 (6), 002107 (2015).</li><li>Bernardo, I., Wong, J., Wlodek, M. E., Vlahos, R., Soeding, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+right+heart+function+in+a+rat+model+using+modified+echocardiographic+views.">Evaluation of right heart function in a rat model using modified echocardiographic views.</a> PLoS One. 12 (10), 0187345 (2017).</li></ol>

La valutazione ecocardiografica del RV è un prezioso strumento di scoperta per lo screening dell'efficacia di nuovi trattamenti in modelli animali di PAH. Una caratterizzazione approfondita della struttura e della funzione del RV è necessaria come nuovi bersagli nel trattamento del rimodellamento dei RV con indirizzo PAH 4,14. Questo studio descrive un protocollo dettagliato che consente la caratterizzazione di successo della struttura e della funzione del camp...

La PAH è una malattia progressiva definita come una pressione arteriosa polmonare media a riposo superiore a 20 mmHg1. I cambiamenti patologici nella PAH includono il rimodellamento dell'arteria polmonare (PA), la vasocostrizione, l'infiammazione e l'attivazione e la proliferazione dei fibroblasti. Questi cambiamenti patologici portano ad un aumento della resistenza vascolare polmonare e, di conseguenza, al rimodellamento ventricolare destro, all'ipertrofia e al fallimento2. La PAH è una malattia complessa che coinvolge la diafonia tra diverse vie di segnalazione. I farmaci attualmente approvati per il trattamento della PAH mirano principalmente alle vie vasodilatatorie, tra cui la via dell'ossido nitrico-guanosina monofosfato ciclico, la via della prostaciclina e la via dell'endotelina. Le terapie mirate a queste vie sono state utilizzate sia come monoterapie che in terapia combinata 3,4. Nonostante i progressi nel trattamento per la PAH nell'ultimo decennio, i risultati del registro REVEAL con sede negli Stati Uniti mostrano uno scarso tasso di sopravvivenza a 5 anni per i pazienti di nuova diagnosi5. Più recentemente, le modalità terapeutiche emergenti si sono concentrate su agenti modificanti la malattia che possono avere un impatto sulla fisiopatologia multifattoriale del rimodellamento vascolare che si verifica nella PAH nella speranza di interrompere la malattia6.
I modelli animali di PAH sono strumenti inestimabili per valutare l'efficacia di nuovi trattamenti farmacologici. Il modello di ratto PAH indotto da MCT è un modello animale ampiamente utilizzato caratterizzato dal rimodellamento dei vasi arteriosi polmonari, che a sua volta porta ad un aumento della resistenza vascolare polmonare e ipertrofia e disfunzione ventricolare destra 7,8. Per valutare l'efficacia dei nuovi trattamenti, i ricercatori normalmente si concentrano sulla valutazione terminale della pressione RV senza considerare la valutazione longitudinale della pressione PA, della morfologia RV e della funzione RV. L'uso di tecniche di imaging non invasive e non terminali è fondamentale per un esame completo della progressione della malattia nei modelli animali. L'ecocardiografia transtoracica rimane l'approccio standard per valutare la morfologia e la funzione del cuore nei modelli animali grazie al suo basso costo e alla facilità d'uso rispetto ad altre modalità di imaging, come la risonanza magnetica. Tuttavia, la valutazione ecocardiografica del RV può essere difficile a causa del posizionamento del RV sotto l'ombra dello sterno, della sua trabecolazione ben sviluppata e della sua forma anatomica, che rendono difficile delineare il bordo endocardico 9,10,11.
Questo articolo ha lo scopo di descrivere un protocollo completo per valutare le dimensioni, le aree e i volumi RV e la funzione sistolica e diastolica nella PAH naïve e indotta da MCT nei ratti Sprague Dawley (SD). Inoltre, questo protocollo descrive un metodo per valutare le dimensioni ecocardiografiche nell'atrio destro normale e dilatato.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% sodium cloride injection USP</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>2B1324</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Braided cotton rolls</td>
			<td>4MD Medical Solutions</td>
			<td>RIHD201205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Depilating agent</td>
			<td>Wallgreens</td>
			<td>Nair Hair Remover&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode gel</td>
			<td>Parker Laboratories&#160;</td>
			<td>15-60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High frequency ultrasound image system and imaging station</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td>
			<td>Vevo 2100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>MedVet</td>
			<td>RXISO-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male sprague Dawley rats</td>
			<td>Charles River Laboratories</td>
			<td>CD 001</td>
			<td>CD IGS Rats (Crl:CD(SD))</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monocrotaline (MCT)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C2401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rectal temperature probe &#160;</td>
			<td>Physitemp&#160;</td>
			<td>RET-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sealed induction chambers</td>
			<td>Scivena Scientific</td>
			<td>RES644&#160;</td>
			<td>3 L size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solid-state array ultrasound transducer</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td>
			<td>Vevo MicroScan transducer MS250S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel digital calipers</td>
			<td>VWR Digital Calipers</td>
			<td>62379-531</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound gel&#160;</td>
			<td>Parker Laboratories&#160;</td>
			<td>11-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vevo Lab software</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Verison 5.5.1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

comprehensive echocardiographic assessment of right ventricle function in a rat model of pulmonary arterial hypertension

L'ipertensione arteriosa polmonare (PAH) è una malattia progressiva causata dalla vasocostrizione e dal rimodellamento delle piccole arterie nei polmoni. Questo rimodellamento porta ad un aumento della resistenza vascolare polmonare, a un peggioramento della funzione ventricolare destra e alla morte prematura. Le terapie attualmente approvate per la PAH mirano in gran parte alle vie vasodilatatorie polmonari; tuttavia, le recenti modalità terapeutiche emergenti si concentrano su altri nuovi percorsi coinvolti nella patogenesi della malattia, incluso il rimodellamento del ventricolo destro (RV). Le tecniche di imaging che consentono la valutazione longitudinale di nuove terapie sono molto utili per determinare l'efficacia di nuovi farmaci negli studi preclinici. L'ecocardiografia transtoracica non invasiva rimane l'approccio standard per valutare la funzione cardiaca ed è ampiamente utilizzata nei modelli di roditori. Tuttavia, la valutazione ecocardiografica del RV può essere difficile a causa della sua posizione anatomica e struttura. Inoltre, mancano linee guida standardizzate per l'ecocardiografia nei modelli preclinici di roditori, rendendo difficile effettuare una valutazione uniforme della funzione RV tra gli studi in diversi laboratori. Negli studi preclinici, il modello di danno monocrotalino (MCT) nei ratti è ampiamente utilizzato per valutare l'efficacia del farmaco per il trattamento della PAH. Questo protocollo descrive la valutazione ecocardiografica del RV in ratti PAH naïve e indotti da MCT.

In questo studio, i ratti trattati con MCT sono stati utilizzati come modello di IPA. L'analisi ecocardiografica è stata eseguita il giorno di studio 23 dopo la somministrazione di MCT e tutte le misurazioni e i calcoli rappresentavano medie di tre cicli consecutivi. I parametri ecocardiografici ottenuti da ratti di controllo (veicolo: acqua deionizzata) e trattati con MCT (60 mg/kg) sono mostrati nella Tabella 1.
Le immagini rappresentative della vista PLAX nei ratti trattat...

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Comprehensive Echocardiographic Assessment of Right Ventricle Function in a Rat Model of Pulmonary Arterial Hypertension

Il presente protocollo descrive la caratterizzazione ecocardiografica della morfologia e della funzione ventricolare destra in un modello di ratto di ipertensione arteriosa polmonare.

Valutazione ecocardiografica completa della funzione del ventricolo destro in un modello di ratto di ipertensione arteriosa polmonare

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive disease caused by vasoconstriction and remodeling of the small arteries in the lungs. This ...

La valutazione ecocardiografica approfondita della struttura e della funzione ventricolare destra è uno strumento prezioso per lo screening dell'efficacia di nuovi bersagli terapeutici in modelli animali di ipertensione polmonare. Il vantaggio principale di questo protocollo è che fornisce una descrizione dettagliata di tutte le viste e le misurazioni ecocardiografiche necessarie per valutare gli atri giusti e la morfologia ventricolare destra, nonché per caratterizzare le funzioni sistolica e diastolica del ventricolo destro. Questa tecnica descrive la caratterizzazione ecocardiografica di un modello di ratto di ipertensione polmonare indotta da Monocrotaline.È importante che l'ecocardiografo trascorra abbastanza tempo a praticare e diventare esperto nell'imaging del ventricolo destro anche se aveva precedenti esperienze con il ventricolo sinistro. Inizia rimuovendo i ratti dalla camera di induzione dopo che hanno perso conoscenza e trasferiscili sulla piattaforma animale della stazione di imaging in posizione di decubito dorsale. Somministrare l'isoflurano utilizzando un cono naso collegato ad un vaporizzatore.Applicare il gel dell'elettrodo su ciascuna zampa e fissare le zampe nelle piastre di piombo dell'elettrocardiogramma della piattaforma animale. Rimuovere la pelliccia radendo il petto e usando un agente depilante. Fissare una sonda di temperatura rettale in posizione.Posizionare rotoli di cotone sul lato destro e sinistro dell'animale e fissarli con del nastro adesivo per mantenere la posizione quando la piattaforma è inclinata. Per acquisire immagini, inclinare la piattaforma verso destra di 10-15 gradi e portarla caudalmente verso il basso di circa cinque gradi. Spostare il trasduttore in modo che punti alla linea parasternale destra del ratto e abbassare il trasduttore.Ruotare il trasduttore in senso antiorario per assicurarsi che l'aorta e la valvola mitrale siano visibili. Posizionare la linea del volume del campione M-mode nella regione in cui il ventricolo destro è più largo e regolare la porta per includere il ventricolo destro e sinistro. Sollevare il trasduttore e riposizionarlo in modo che sia leggermente inclinato verso la linea parasternale destra del ratto.Spostare la piattaforma in una posizione leggermente inclinata verso destra. Abbassare il trasduttore fino a quando non è a contatto con il gel. Spostare la piattaforma caudalmente a destra o a sinistra fino a quando la traccia di deflusso ventricolare destra è in vista e la valvola polmonare è a fuoco e chiaramente visibile.Quindi premere Sign Store per registrare l'immagine B-Mode della valvola dell'arteria polmonare. Mantenendo la stessa posizione dell'immagine B-Mode, premere Colore per facilitare l'identificazione del flusso attraverso la valvola polmonare. Regolare la velocità in modo che sia visibile il punto di velocità più alto.Premere PW o Onda pulsata per quantificare lo spettro del flusso sanguigno. Allineare l'angolo PW parallelamente alla direzione del flusso attraverso la valvola polmonare. Premere l'aggiornamento per visualizzare le velocità polmonari.Inclinare la piattaforma nell'angolo sinistro e verso il basso cranialmente il più lontano possibile. Ruotare il trasduttore in senso antiorario di 30-45 gradi e spostare il trasduttore in modo che punti verso la spalla destra o l'orecchio dell'animale. Abbassare il trasduttore fino a quando non è a contatto con il gel.Garantire una tipica vista a quattro camere in cui sono visibili il ventricolo sinistro e gli atri sinistri, ma l'ombra dello sterno è sopra la parete libera del ventricolo destro. Spostare il trasduttore per regolare la vista a quattro camere applicabile acquisendo una vista focalizzata del ventricolo destro. Spostare la piattaforma leggermente caudalmente, se necessario, fino ad ottenere il piano massimale.Assicurarsi che il ventricolo destro non sia accorciato e che il tratto di deflusso del ventricolo sinistro non sia aperto. Posizionare il cursore M-mode attraverso l'anello tricuspide sulla parete libera ventricolare destra per visualizzare TAPSE e premere Update and Sign Store per registrare i dati TAPSE. Premere la modalità B, quindi premere Colore per facilitare l'identificazione del flusso attraverso il televisore. Premere PW per quantificare lo spettro del flusso sanguigno.Tornare alla modalità B, premere il tessuto e posizionare il gate del volume del campione Tissue Doppler sull'anello tricuspide sulla parete libera del camper. Premere Aggiorna per visualizzare l'immagine Tissue Doppler. Utilizzando le viste PLAX, è stata eseguita una valutazione iniziale della posizione del cuore e della morfologia ventricolare sinistra.La valutazione del ventricolo destro utilizzando una vista PLAX modificata ha mostrato che i ratti monocrotalini o trattati con MCT avevano un ventricolo destro allargato e un ventricolo sinistro spostato rispetto ai ratti di controllo. Un aumento significativo di RVIDd, RVID e RVFWT è stato osservato nei ratti trattati con MCT, indicando la dilatazione del ventricolo destro e l'ispessimento della parete libera ventricolare destra. La vista PLAX modificata è stata utilizzata anche per visualizzare l'arteria polmonare e misurare il diametro della valvola polmonare.La misurazione delle velocità del flusso dell'arteria polmonare mediante imaging doppler ha mostrato che nei ratti di controllo, il flusso polmonare mostrava una forma a V simmetrica con una velocità di picco a metà sistole. Mentre un ratto trattato con MCT, la velocità di picco era più lenta e si verificava prima nella sistole e mostrava una tacca nella sistole tardiva. La vista apicale a quattro camere focalizzata sul ventricolo destro è stata utilizzata per misurare l'area ventricolare destra e sistolica e l'area atriale destra.I ratti trattati con MCT hanno mostrato dilatazione atriale destra a causa dell'aumento della pressione dell'arteria polmonare. Inoltre, la pressione ventricolare destra è stata aumentata con conseguente perdita della normale curvatura del ventricolo sinistro rispetto ai controlli. Anche il setto intraventricolare appariva appiattito.La vista apicale a quattro camere focalizzata sul ventricolo luminoso è stata utilizzata anche per misurare TAPSE dall'interrogazione M-mode dell'anulus tricuspide. La TAPSE è risultata significativamente ridotta nei ratti trattati con MCT, suggerendo una funzione compromessa. La parte più impegnativa di questo protocollo è ottenere una visione apicale ottimale focalizzata sul ventricolo destro a quattro camere.Suggeriamo che l'ecocardiografo si assicuri che l'intero ventricolo destro sia nella vista durante la sistole e la diastole. Le immagini ottenute con una vista apicale a quattro camere focalizzata sul ventricolo destro possono essere successivamente utilizzate per un'analisi della tensione, un potente strumento che può essere utilizzato per valutare la disfunzione sistolica del ventricolo destro nelle fasi iniziali.

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