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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Este trabalho foi apoiado por NHLBI K01 HL155241 e AHA CDA849387 concedido ao autor P.C.R.

Todos os experimentos deste protocolo foram realizados seguindo as diretrizes de cuidados com animais da University of Illinois at Chicago, Chicago Institutional Animal Care and Use Committee. Ratos machos da raça Sprague Dawley (SD) pesavam entre 0,200-0,240 kg no momento da injeção de TCM; no entanto, o protocolo descrito neste artigo pode ser utilizado com uma faixa de peso corporal mais ampla. Os animais foram obtidos de fonte comercial (ver Tabela de Materiais).
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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. F., Lucas, M., Cernacek, P., Dupuis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effectiveness+of+a+nonselective+ET(A/B)+and+a+selective+ET(A)+antagonist+in+rats+with+monocrotaline-induced+pulmonary+hypertension.">Effectiveness of a nonselective ET(A/B) and a selective ET(A) antagonist in rats with monocrotaline-induced pulmonary hypertension.</a> Circulation. 103 (2), 314-318 (2001).</li><li>Stenmark, K. R., Meyrick, B., Galie, N., Mooi, W. J., McMurtry, I. 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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=Guidelines+for+the+echocardiographic+assessment+of+the+right+heart+in+adults:+a+report+from+the+American+Society+of+Echocardiography+endorsed+by+the+European+Association+of+Echocardiography,+a+registered+branch+of+the+European+Society+of+Cardiology,+and+the+Canadian+Society+of+Echocardiography.">Guidelines for the echocardiographic assessment of the right heart in adults: a report from the American Society of Echocardiography endorsed by the European Association of Echocardiography, a registered branch of the European Society of Cardiology, and the Canadian Society of Echocardiography.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 23 (7), 685-713 (2010).</li><li>Jones, N., Burns, A. T., Prior, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Echocardiographic+assessment+of+the+right+ventricle-state+of+the+art.">Echocardiographic assessment of the right ventricle-state of the art.</a> Heart Lung and Circulation. 28 (9), 1339-1350 (2019).</li><li>Spyropoulos, 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=Echocardiographic+markers+of+pulmonary+hemodynamics+and+right+ventricular+hypertrophy+in+rat+models+of+pulmonary+hypertension.">Echocardiographic markers of pulmonary hemodynamics and right ventricular hypertrophy in rat models of pulmonary hypertension.</a> Pulmonary Circulation. 10 (2), 2045894020910976 (2020).</li><li>Armstrong, W. 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>

A avaliação ecocardiográfica do VD é uma valiosa ferramenta de descoberta para o rastreamento da eficácia de novos tratamentos em modelos animais de HAP. A caracterização aprofundada da estrutura e função do VD é necessária como novos alvos no tratamento da HAP abordam o remodelamento do VD 4,14. Este estudo descreve um protocolo detalhado que permite a caracterização bem sucedida da estrutura e função do VD.
A complexa ...

A HAP é uma doença progressiva definida como pressão arterial pulmonar média em repouso maior que 20 mmHg1. As alterações patológicas na HAP incluem remodelamento da artéria pulmonar (AP), vasoconstrição, inflamação e ativação e proliferação de fibroblastos. Essas alterações patológicas levam ao aumento da resistência vascular pulmonar e, consequentemente, ao remodelamento, hipertrofia e falência do ventrículodireito2. A HAP é uma doença complexa que envolve crosstalk entre várias vias de sinalização. As drogas atualmente aprovadas para o tratamento da HAP têm como alvo principal as vias vasodilatadoras, incluindo a via do óxido nítrico-monofosfato de guanosina cíclica, a via da prostaciclina e a via da endotelina. Terapêuticas direcionadas a essas vias têm sido utilizadas tanto como monoterapias quanto em terapias combinadas 3,4. Apesar dos avanços no tratamento da HAP na última década, os achados do registro REVEAL com sede nos EUA mostram uma baixa taxa de sobrevida em 5 anos para pacientes recém-diagnosticados5. Mais recentemente, modalidades terapêuticas emergentes têm se concentrado em agentes modificadores da doença que podem impactar a fisiopatologia multifatorial do remodelamento vascular que ocorre na HAP na esperança de interromper a doença6.
Modelos animais de HAP são ferramentas inestimáveis na avaliação da eficácia de novos tratamentos medicamentosos. O modelo de PAH induzida por TCM em ratos é um modelo animal amplamente utilizado, caracterizado pelo remodelamento dos vasos arteriais pulmonares, o que, por sua vez, leva ao aumento da resistência vascular pulmonar e à hipertrofia e disfunção do ventrículo direito 7,8. Para avaliar a eficácia de novos tratamentos, os pesquisadores normalmente se concentram na avaliação terminal da pressão do VD sem considerar a avaliação longitudinal da pressão PA, da morfologia do VD e da função do VD. O uso de técnicas de imagem não invasivas e não terminais é crucial para um exame abrangente da progressão da doença em modelos animais. A ecocardiografia transtorácica continua sendo a abordagem padrão para avaliar a morfologia e a função cardíaca em modelos animais, devido ao seu baixo custo e facilidade de uso em comparação com outras modalidades de imagem, como a ressonância magnética. Entretanto, a avaliação ecocardiográfica do VD pode ser desafiadora devido ao posicionamento do VD sob a sombra esternal, sua trabeculação bem desenvolvida e sua forma anatômica, o que dificulta o delineamentoda borda endocárdica9,10,11.
Este artigo tem como objetivo descrever um protocolo abrangente para avaliar dimensões, áreas e volumes do VD e função sistólica e diastólica em HAP virgens e induzidas por TCM em ratos Sprague Dawley (SD). Além disso, esse protocolo detalha um método para avaliar as dimensões ecocardiográficas no átrio direito normal e dilatado.

<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

A hipertensão arterial pulmonar (HAP) é uma doença progressiva causada pela vasoconstrição e remodelamento das pequenas artérias pulmonares. Esse remodelamento leva ao aumento da resistência vascular pulmonar, piora da função ventricular direita e morte prematura. As terapias atualmente aprovadas para HAP têm como alvo principal as vias vasodilatadoras pulmonares; no entanto, as recentes modalidades terapêuticas emergentes estão focadas em outras novas vias envolvidas na patogênese da doença, incluindo o remodelamento do ventrículo direito (VD). Técnicas de imagem que permitem a avaliação longitudinal de novas terapêuticas são muito úteis para determinar a eficácia de novas drogas em estudos pré-clínicos. A ecocardiografia transtorácica não invasiva continua sendo a abordagem padrão para avaliar a função cardíaca e é amplamente utilizada em modelos de roedores. Entretanto, a avaliação ecocardiográfica do VD pode ser desafiadora devido à sua posição anatômica e estrutura. Além disso, faltam diretrizes padronizadas para ecocardiografia em modelos pré-clínicos de roedores, dificultando a avaliação uniforme da função do VD em estudos em diferentes laboratórios. Em estudos pré-clínicos, o modelo de lesão por monocrotalina (TCM) em ratos é amplamente utilizado para avaliar a eficácia de drogas no tratamento da HAP. Este protocolo descreve a avaliação ecocardiográfica do VD em ratos virgens e ratos com HAP induzida por TCM.

Neste estudo, ratos tratados com TCM foram usados como modelo de HAP. A análise ecocardiográfica foi realizada no 23º dia do estudo, após a administração do TCM, e todas as medidas e cálculos representaram médias de três ciclos consecutivos. Os parâmetros ecocardiográficos obtidos de ratos controle (veículo: água deionizada) e tratados com TCM (60 mg/kg) são mostrados na tabela 1.
Imagens representativas da visão PLAX em ratos controle e tratados com TCM são mo...

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

O presente protocolo descreve a caracterização ecocardiográfica da morfologia e função do ventrículo direito em um modelo de hipertensão arterial pulmonar em ratos.

Avaliação Ecocardiográfica Abrangente da Função do Ventrículo Direito em Modelo de Hipertensão Arterial Pulmonar em Rato

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

A avaliação ecocardiográfica aprofundada da estrutura e função do ventrículo direito é uma ferramenta valiosa para rastrear a eficácia de novos alvos terapêuticos em modelos animais de hipertensão pulmonar. A principal vantagem desse protocolo é que ele fornece uma descrição detalhada de todas as incidências e medidas ecocardiográficas necessárias para avaliar os átrios direitos e a morfologia do ventrículo direito, bem como para caracterizar as funções sistólica e diastólica do ventrículo direito. Esta técnica descreve a caracterização ecocardiográfica de um modelo de hipertensão pulmonar induzida por monocrotalina em ratos.É importante que o ecocardiografista gaste tempo suficiente praticando e se tornando proficiente em imagens do ventrículo direito, mesmo que tenha experiência prévia com o ventrículo esquerdo. Comece removendo os ratos da câmara de indução após perderem a consciência e transfira-os para a plataforma animal da estação de imagem em decúbito dorsal. Administrar isoflurano usando um cone nasal conectado a um vaporizador.Aplicar gel de eletrodo em cada pata e fixar as patas nas placas de eletrocardiograma da plataforma animal. Retire o pelo raspando o peito e usando um agente depilante. Fixe uma sonda de temperatura retal no lugar.Coloque rolos de algodão no lado direito e esquerdo do animal e prenda-os com fita adesiva para manter a posição quando a plataforma estiver inclinada. Para adquirir imagens, incline a plataforma para a direita em 10 a 15 graus e leve-a caudalmente para baixo aproximadamente cinco graus. Mova o transdutor para apontar para a linha paraesternal direita do rato e abaixe o transdutor.Gire o transdutor no sentido anti-horário para garantir que a aorta e a valva mitral estejam visíveis. Coloque a linha de volume da amostra em modo M na região onde o ventrículo direito é mais largo e ajuste a porta para abranger os ventrículos direito e esquerdo. Levante o transdutor e reposicione-o de forma que ele fique levemente inclinado em direção à linha paraesternal direita do rato.Mova a plataforma para uma posição ligeiramente inclinada para a direita. Abaixe o transdutor até que ele fique em contato com o gel. Mover a plataforma caudalmente para a direita ou esquerda até que a via de saída do ventrículo direito esteja à vista e a valva pulmonar esteja em foco e claramente visível.Em seguida, pressione Sign Store para gravar a imagem em modo B da válvula de artéria pulmonar. Mantendo a mesma localização da imagem em Modo B, pressione Color para auxiliar na identificação do fluxo através da válvula pulmonar. Ajuste a velocidade para que o ponto de maior velocidade seja visível.Pressione PW ou Onda Pulsada para quantificar o espectro de fluxo sanguíneo. Alinhar o ângulo PW paralelo à direção do fluxo através da válvula pulmonar. Pressione atualizar para ver as velocidades pulmonares.Incline a plataforma para o canto esquerdo e para baixo cranialmente na medida do possível. Girar o transdutor no sentido anti-horário em 30 a 45 graus e mover o transdutor para apontar para o ombro direito ou orelha do animal. Abaixe o transdutor até que ele fique em contato com o gel.Certifique-se de uma visão típica de quatro câmaras, onde o ventrículo esquerdo e os átrios esquerdos são visíveis, mas a sombra do esterno está sobre a parede livre do ventrículo direito. Mover o transdutor para ajustar a visão aplicável de quatro câmaras, adquirindo uma visão focada do ventrículo direito. Mover a plataforma ligeiramente caudalmente, se necessário, até obter o plano máximo.Certifique-se de que o ventrículo direito não seja encurtado e que a via de saída do ventrículo esquerdo não esteja aberta. Coloque o cursor do modo M através do anel tricúspide na parede livre do ventrículo direito para visualizar o TAPSE e pressione Update and Sign Store para registrar os dados do TAPSE. Pressione o modo B e, em seguida, pressione Cor para ajudar a identificar o fluxo através da TV. Pressione PW para quantificar o espectro de fluxo sanguíneo.Retorne ao modo B, pressione o tecido e coloque a porta de volume da amostra do Doppler tecidual no anel tricúspide na parede livre do VD. Pressione Atualizar para exibir a imagem do Doppler de tecido. Por meio de incidências PLAX, foi realizada avaliação inicial da posição do coração e da morfologia do ventrículo esquerdo.A avaliação do ventrículo direito usando uma visão PLAX modificada mostrou que os ratos tratados com monocrotalina ou TCM tinham um ventrículo direito aumentado e ventrículo esquerdo deslocado em comparação com os ratos controle. Um aumento significativo na RVIDd, RVIDs e RVFWT foi observado nos ratos tratados com TCM, indicando dilatação do ventrículo direito e espessamento da parede livre do ventrículo direito. A incidência PLAX modificada também foi utilizada para visualizar a artéria pulmonar e medir o diâmetro da valva pulmonar.A medida das velocidades de fluxo da artéria pulmonar pelo Doppler mostrou que, em ratos controle, o fluxo pulmonar exibiu uma forma simétrica em V com um pico de velocidade na sístole média. Enquanto um rato tratado com TCM, o pico de velocidade foi mais lento e ocorreu mais cedo na sístole e exibiu um entalhe na sístole tardia. A incidência apical quatro câmaras focada no ventrículo direito foi utilizada para medir a área ventricular direita, sistólica e atrial direita.Ratos tratados com TCM exibiram dilatação do átrio direito devido ao aumento da pressão da artéria pulmonar. Além disso, a pressão do ventrículo direito estava aumentada, resultando em perda da curvatura normal do ventrículo esquerdo em relação aos controles. O septo intraventricular também se apresentava achatado.A visão apical de quatro câmaras focada no ventrículo brilhante também foi usada para medir a TAPSE a partir da interrogação em modo M do anel tricúspide. A TAPSE foi significativamente reduzida em ratos tratados com TCM, sugerindo comprometimento da função. A parte mais desafiadora desse protocolo é a obtenção de uma visão apical de quatro câmaras ótima focada no ventrículo direito.Sugerimos que o ecocardiografista garanta que todo o ventrículo direito esteja na visão durante a sístole e diástole. As imagens obtidas com uma visão apical quatro câmaras focalizada no ventrículo direito podem ser usadas posteriormente para uma análise de strain, uma ferramenta poderosa que pode ser usada para avaliar a disfunção sistólica do ventrículo direito nos estágios iniciais.

Research

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