Name: delivery of cardioactive therapeutics in a porcine myocardial infarction model
Uploaded: 2023-02-10T12:40:00
Duration: 7 min 20 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Delivery of Cardioactive Therapeutics in a Porcine Myocardial Infarction Model at JoVE.com

Ces travaux ont été financés par des subventions du Conseil national de la santé et de la recherche médicale APP1194139/APP1126276 (JC), de la National Stem Cell Foundation of Australia et du Bureau de la santé et de la recherche médicale du gouvernement de la Nouvelle-Galles du Sud (JC). DS a été soutenu par le Royal Australasian College of Physicians, l’Institute of Clinical Pathology and Medical Research et le programme de formation à la recherche du gouvernement australien. La TD a reçu le soutien de l’Institute of Clinical Pathology and Medical Research, de la bourse d’études de la famille Penfolds, du National Health and Medical Research Council (APP2002783) et de la National Heart Foundation of Australia (104615).

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	<li>Vogel, 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=ST-segment+elevation+myocardial+infarction.">ST-segment elevation myocardial infarction.</a> Nature Reviews Disease Primers. 5 (1), 39 (2019).</li><li>Niccoli, 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=Optimized+treatment+of+ST-elevation+myocardial+infarction.">Optimized treatment of ST-elevation myocardial infarction.</a> Circulation Research. 125 (2), 245-258 (2019).</li><li>Ezekowitz, J. 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=Declining+in-hospital+mortality+and+increasing+heart+failure+incidence+in+elderly+patients+with+first+myocardial+infarction.">Declining in-hospital mortality and increasing heart failure incidence in elderly patients with first myocardial infarction.</a> Journal of the American College of Cardiology. 53 (1), 13-20 (2009).</li><li>Hastings, C. L., 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=Drug+and+cell+delivery+for+cardiac+regeneration.">Drug and cell delivery for cardiac regeneration.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 84, 85-106 (2015).</li><li>Silva, K. A. S., Emter, C. A. <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+translational+bridge+to+clinical+success.">Large animal models of heart failure: a translational bridge to clinical success.</a> JACC: Basic to Translational Science. 5 (8), 840-856 (2020).</li><li>Suzuki, Y., Yeung, A. C., Ikeno, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+representative+porcine+model+for+human+cardiovascular+disease.">The representative porcine model for human cardiovascular disease.</a> Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 195483 (2011).</li><li>Thavapalachandran, S., 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=Platelet-derived+growth+factor-AB+improves+scar+mechanics+and+vascularity+after+myocardial+infarction.">Platelet-derived growth factor-AB improves scar mechanics and vascularity after myocardial infarction.</a> Science Translational Medicine. 12 (524), (2020).</li><li>Hou, 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=Radiolabeled+cell+distribution+after+intramyocardial,+intracoronary,+and+interstitial+retrograde+coronary+venous+delivery:+implications+for+current+clinical+trials.">Radiolabeled cell distribution after intramyocardial, intracoronary, and interstitial retrograde coronary venous delivery: implications for current clinical trials.</a> Circulation. 112, 150-156 (2005).</li><li>Tousoulis, D., Briasoulis, A., Antoniades, C., Stefanadi, E., Stefanadis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+regeneration:+what+cells+to+use+and+how.">Heart regeneration: what cells to use and how.</a> Current Opinion in Pharmacology. 8 (2), 211-218 (2008).</li><li>Bonnet, G., Ishikawa, K., Hajjar, R. J., Kawase, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+myocardial+injection+of+vectors.">Direct myocardial injection of vectors.</a> Methods in Molecular Biology. 1521, 237-248 (2017).</li><li>Marchlinski, F. E., Callans, D. J., Gottlieb, C. D., Zado, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linear+ablation+lesions+for+control+of+unmappable+ventricular+tachycardia+in+patients+with+ischemic+and+nonischemic+cardiomyopathy.">Linear ablation lesions for control of unmappable ventricular tachycardia in patients with ischemic and nonischemic cardiomyopathy.</a> Circulation. 101 (11), 1288-1296 (2000).</li><li>Polin, G. 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=Endocardial+unipolar+voltage+mapping+to+identify+epicardial+substrate+in+arrhythmogenic+right+ventricular+cardiomyopathy/dysplasia.">Endocardial unipolar voltage mapping to identify epicardial substrate in arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy/dysplasia.</a> Heart Rhythm. 8 (1), 76-83 (2011).</li><li>Tatay, 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> Veterinary Sutures Handbook. , (2018).</li><li>McCall, F. C., 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=Myocardial+infarction+and+intramyocardial+injection+models+in+swine.">Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine.</a> Nature Protocol. 7 (8), 1479-1496 (2012).</li><li>Sun, S., 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=Establishing+a+swine+model+of+post-myocardial+infarction+heart+failure+for+stem+cell+treatment.">Establishing a swine model of post-myocardial infarction heart failure for stem cell treatment.</a> Journal of Visualized Experiments. (159), e60392 (2020).</li><li>Gwon, H. C., 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=The+feasibility+and+safety+of+fluoroscopy-guided+percutaneous+intramyocardial+gene+injection+in+porcine+heart.">The feasibility and safety of fluoroscopy-guided percutaneous intramyocardial gene injection in porcine heart.</a> International Journal of Cardiology. 79 (1), 77-88 (2001).</li><li>Krause, 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=Percutaneous+intramyocardial+stem+cell+injection+in+patients+with+acute+myocardial+infarction:+first-in-man+study.">Percutaneous intramyocardial stem cell injection in patients with acute myocardial infarction: first-in-man study.</a> Heart. 95 (14), 1145-1152 (2009).</li><li>Wang, X., Shangguan, W., Li, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angiotensin-(1-7)+prevents+atrial+tachycardia+induced-heat+shock+protein+27+expression.">Angiotensin-(1-7) prevents atrial tachycardia induced-heat shock protein 27 expression.</a> Journal of Electrocardiology. 51 (1-7), 117-120 (2018).</li><li>Klatt, 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=Development+of+nonfibrotic+left+ventricular+hypertrophy+in+an+ANG+II-induced+chronic+ovine+hypertension+model.">Development of nonfibrotic left ventricular hypertrophy in an ANG II-induced chronic ovine hypertension model.</a> Physiological Reports. 4 (17), 12897 (2016).</li><li>Singh, B., Dyce, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dyce, Sack, and Wensing's Textbook of Veterinary Anatomy. , (2018).</li><li>Percie du Sert, 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=Reporting+animal+research:+Explanation+and+elaboration+for+the+ARRIVE+guidelines+2.0.">Reporting animal research: Explanation and elaboration for the ARRIVE guidelines 2.0.</a> PLOS Biology. 18 (7), 3000411 (2020).</li><li>Sch&#252;ttler, 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+practical+guide+to+setting+up+pig+models+for+cardiovascular+catheterization,+electrophysiological+assessment+and+heart+disease+research.">A practical guide to setting up pig models for cardiovascular catheterization, electrophysiological assessment and heart disease research.</a> Lab Animals. 51 (2), 46-67 (2022).</li></ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Injection intramyocardique transépicardique Cette procédure présente l’avantage d’une visualisation cardiaque directe et il a été démontré qu’elle permet une plus grande rétention locale des agents thérapeutiques que les méthodes d’administration systémique 9,10,14. Cependant, les thoracotomies sont invasives, nécessitent des compétences techniques considérables et présentent un risque plus élevé de morbidité et de mortalité que les autres méthodes discutées10,15. La connaissance des étapes critiques et précaires de la procédure peut aider à la médiation de ce risque accru.
Il faut faire preuve d’une grande prudence lors de la manipulation du cœur pour exposer l’apex cardiaque en raison du risque élevé d’arythmie et de compromis hémodynamique associé. La surveillance invasive continue de la pression artérielle et l’électrocardiographie permettent d’identifier rapidement l’hypotension ou les arythmies instables, ce qui facilite une intervention et une correction rapides. L’hypotension transitoire peut généralement être traitée par des bolus de métaraminol. L’hypotension prolongée peut être retardée en réduisant l’anesthésique par inhalation (surveillance attentive de la profondeur de l’anesthésie) et en commençant une perfusion de vasopresseur, tout en déterminant simultanément la cause de l’hémodynamique altérée. Les arythmies instables, telles que la tachycardie ventriculaire ou la fibrillation ventriculaire, peuvent être traitées par cardioversion électrique avec ou sans antiarythmiques intraveineux.
Il est tout aussi important pour la survie de l’animal de réussir à éliminer les gaz libres de la cavité pleurale avant de fermer le thorax. Le non-respect de cette consigne peut entraîner le développement d’un pneumothorax, exposant l’animal à un risque élevé de compromission respiratoire et de décès une fois débranché du ventilateur mécanique au moment de la récupération. La pression positive des voies respiratoires doit être maintenue pendant au moins 30 s jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de bulles. Le tube en silicone est rapidement retiré à l’arrêt du bouillonnement, et le thorax est alors rapidement fermé. Il est également possible de placer chirurgicalement une sonde de thoracostomie à la fermeture, ce qui permet l’élimination manuelle de l’air et du liquide inflammatoire au cours des prochaines 24 à 72 heures. Ceci, cependant, est difficile à garder propre et intact, surtout si les animaux sont logés ensemble. L’endommagement ou la contamination du tube peut entraîner un pyothorax, un pneumothorax ou une septicémie. D’après notre expérience, l’insertion d’un drain thoracique temporaire n’est pas nécessaire si le gaz libre est correctement éliminé avant la fermeture du coffre.
Injection intramyocardique transendocardique percutanée Cette méthode d’administration thérapeutique a l’avantage de permettre l’administration locale de tissus avec un risque moindre en raison de sa nature moins invasive par rapport à une approche chirurgicale10,14. Cette technique est déjà utilisée dans les études sur les grands animaux, avec à la fois la fluoroscopie et la cartographie électromécanique comme guide en l’absence de visualisation directe10,16,17.
Étant donné que le cœur n’est pas sous vision directe, il est prudent pour le procédurier d’utiliser des vues fluoroscopiques orthogonales lors du choix d’un site d’injection. De plus, l’injection d’un produit de contraste iodé dilué avant et l’administration du traitement est extrêmement précieuse pour confirmer le contact myocardique. Un contact approprié peut être confirmé par l’observation d’un « rougissement myocardique » caractéristique, qui peut être l’un des seuls marqueurs du succès de l’injection avant le prélèvement de tissus. En raison du risque de perforation de la chambre, il est également recommandé que l’épaisseur de la paroi myocardique au site d’injection sélectionné soit supérieure à 9 mm14,16.
Minipompe osmotique veineuse jugulaire La minipompe osmotique est un dispositif populaire couramment utilisé dans les études sur les petits animaux. Il y a eu un intérêt croissant pour l’utilisation de ce dispositif dans de grands modèles animaux 7,18,19, compte tenu de son avantage unique d’administrer un agent thérapeutique à un rythme constant sur une période de temps donnée. Une limite possible de cette méthode est l’incapacité de modifier ou d’arrêter les débits de perfusion du médicament sans remplacer ou retirer la pompe. Cela devrait être pris en compte avant d’essayer un traitement de cette manière.
Cette étude a démontré que cette méthode pouvait être réalisée avec un taux de réussite élevé chez les porcs, avec une faible morbidité et mortalité. Il convient de noter que de nombreuses structures vitales sont adjacentes au site chirurgical, notamment les ganglions lymphatiques, le thymus et l’artère carotide. L’adhésion à la méthode et la consultation des textes anatomiques20 sont fortement recommandées pour éviter d’endommager par inadvertance l’une de ces structures. La complication la plus préoccupante de cette méthode est le choc hémorragique dû à une lésion accidentelle de la veine jugulaire ou d’une structure environnante. Il est donc essentiel que les tissus mous entourant la veine jugulaire soient soigneusement retirés. Si vous n’effectuez pas correctement cette étape, il peut être difficile de placer la tubulure de la minipompe ou de contrôler les saignements involontaires.
Cet article a décrit trois méthodes d’administration de thérapies cardioactives. Malgré le succès rapporté de chaque technique, il y a des limites inhérentes à prendre en compte. Les procédures invasives (injection transépicardique) permettent d’augmenter la précision de l’administration thérapeutique ; Cependant, ils présentent un risque accru de complications potentiellement mortelles. De plus, l’accouchement invasif nécessite davantage de compétences techniques afin de minimiser le risque de complications. De même, l’injection transendocardique guidée par fluoroscopie nécessite un certain degré de compétence technique pour le cathétérisme et la manipulation du matériel. Si cette méthode n’est pas effectuée correctement, l’échec de l’injection et des complications fatales sont possibles.
Les méthodes d’injection directe décrites permettent l’administration unique d’un médicament dans le tissu cible. La minipompe osmotique veineuse jugulaire permet l’administration systémique d’un traitement sur une période de 7 jours. Comparativement, cette méthode est plus simple et associée à moins de risques, cependant, elle repose sur une découverte thérapeutique systémique du myocarde. De plus, une fois la pompe en place, il est impossible d’arrêter l’administration ou de modifier le débit de dose sans réanesthésier l’animal et retirer la pompe.
Toutes les méthodes décrites dans cet article ont été réalisées sur des animaux le jour ou 2 semaines après l’infarctus du myocarde. Par conséquent, ce travail ne peut pas rapporter le succès des méthodes mentionnées chez les animaux sains ou les animaux soumis à une pathologie cardiaque alternative. Enfin, la pharmacologie et la biotechnologie de tout agent envisagé doivent être soigneusement examinées, car elles seront intrinsèquement liées à l’efficacité de la voie d’administration choisie. Une discussion détaillée à ce sujet dépasse le cadre de ce manuscrit.
Des descriptions complètes des méthodes précliniques profitent au bien-être animal et à la communauté scientifique au sens large. L’amélioration de la reproductibilité des procédures et des résultats qui en résulte entraîne moins de complications pour la santé animale, une réduction du nombre d’animaux nécessaires pour produire des résultats significatifs et une plus grande confiance dans les résultats expérimentaux21,22. Trois méthodes d’administration de nouveaux traitements sont décrites dans cet article pour le traitement de l’infarctus du myocarde dans un modèle porcin. En détaillant les techniques utilisées et en articulant les avantages et les risques de chacune d’elles, on s’attend à ce que les chercheurs soient en mesure de créer confortablement des modèles précliniques cohérents et fiables qui répondent à leurs objectifs de recherche.

La maladie coronarienne (coronaropathie) et l’infarctus du myocarde avec élévation du segment ST (STEMI) associé sont les principales causes de décès dans le monde. Au cours des deux dernières décennies, de grands progrès ont été réalisés dans la réduction de la mortalité hospitalière des patients présentant un STEMI, grâce à l’avènement de l’intervention coronarienne percutanée, des thérapies fibrinolytiques et de la standardisation des algorithmes de traitement pour garantir que la reperfusion est réalisée en temps opportun 1,2,3. Malgré cela, la morbidité associée au STEMI reste un fardeau important, créant ainsi un grand besoin de développer de nouvelles thérapies cardioprotectrices et régénératives 2,3. Une composante essentielle du développement thérapeutique est la détermination de la manière dont une nouvelle thérapie doit être administrée4. L’innocuité, l’efficacité et la faisabilité de chaque méthode doivent correspondre aux caractéristiques de la thérapie elle-même.
Des modèles de grands animaux physiologiquement pertinents sont essentiels pour évaluer ces attributs de diverses stratégies d’administration thérapeutique5. En raison de leurs similitudes avec les humains en matière de physiologie cardiovasculaire, d’anatomie vasculaire coronaire et de rapport poids/poids cardiaque, les porcs sont l’une des espèces préférées dans l’évaluation préclinique de nouvelles thérapies pour l’infarctus du myocarde6. Nous avons déjà utilisé un modèle STEMI porcin pour démontrer la capacité réparatrice d’une thérapie protéique recombinante7, et nous continuons à étudier de nouvelles thérapies pharmacologiques, cellulaires et génétiques à l’aide de ce modèle. Ici, trois techniques d’administration thérapeutique utilisées dans des modèles porcins après la création d’un infarctus sont décrites : la thoracotomie et l’injection transépicardique, l’injection transendocardique percutanée et l’implantation d’une minipompe osmotique veineuse jugulaire. Les deux premières méthodes permettent l’administration locale de tissus, ce qui réduit les doses requises, les effets hors cible et le métabolisme hépatique de premier passage 8,9,10. La minipompe osmotique permet l’administration continue d’un médicament à demi-vie courte, ce qui élimine la dépendance à l’égard d’une pompe à perfusion et d’une canule intraveineuse brevetée, qui sont toutes deux difficiles à instituer dans de grands modèles animaux.
En décrivant ces techniques, nous espérons que cet article pourra aider les scientifiques translationnels à étudier de nouveaux agents cardioprotecteurs ou régénératifs à la suite d’un infarctus du myocarde dans de grands modèles animaux.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Central line placement</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-0 sutures</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>JJ9220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arrow&#39; Paediatric Two-Lumen Central Venous Catheterisation Set with Blue FlexTip Catheter (contains 18G cook needle and 0.035&#34; J-tip wire)</td>
			<td>Teleflex</td>
			<td>CS-14502</td>
			<td>Central Line</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Green Fluorsence Protein (GFP)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab13970</td>
			<td>1:100 dilution ratio</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histology antibodies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ku80</td>
			<td>Cell Signalling Technology</td>
			<td>C48E7</td>
			<td>1:500 dilution ratio</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 11 scalpel</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td>203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sparq&#39; Ultrasound System</td>
			<td>Philips</td>
			<td>MP11742 Medpick</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile ultrasound probe cover</td>
			<td>Atris</td>
			<td>28041947</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swine Jacket with Pocket, size &#39;Medium&#39;</td>
			<td>Lomir Biomedical</td>
			<td>SS J2YJJET</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jugular vein osmotic minipump implantation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adson Brown Tissue Forceps</td>
			<td>Icon Medical Supplies</td>
			<td>KLINI316012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bellucci Self-Retaining Retractor</td>
			<td>surgicalinstruments.net.au</td>
			<td>group-24.26.02</td>
			<td>Self retaining tissue retractor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrosurgical Pencils with &#39;Edge&#39; Coated Electrodes</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>E2450H</td>
			<td>Cautery Pencil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metzenbaum Scissors</td>
			<td>Icon Medical Supplies</td>
			<td>ARMO3250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 22 scalpel blade</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td>208</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon Suture&#160; (2-0, 3-0)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>D9635, 663G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Osmotic Infusion Minipump</td>
			<td>Alzet</td>
			<td>2ML1, 2ML2, 2ML4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vascular Silicone Ties</td>
			<td>Vecmedical</td>
			<td>95001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vicryl suture (5-0)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>W9982</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Percutaneous transedocardial injection</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artis Zee&#39; C-Arm Fluoroscopy&#160;</td>
			<td>Siemens&#160;</td>
			<td>IR-19-1994</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CARTO&#39; 3 System&#160;&#160;</td>
			<td>Biosense Webster</td>
			<td></td>
			<td>Electrophysiological Mapping Software &#38; System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cook Access Needle</td>
			<td>Cook Medical</td>
			<td>G07174</td>
			<td>Cannulation needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast-Cath&#39; Introducer (6 French, 8 French)</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>406204, 406142</td>
			<td>Vascular sheath with introducer and guidewire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Myostar&#39; Injection Catheter</td>
			<td>Biosense Webster</td>
			<td>121117S, 121119S, 1211120S</td>
			<td>Intramyocardial injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No.11 scalpel</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td>203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Omnipaque&#39; Iohexol Contrast</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>AUST R 39861&#160;</td>
			<td>Iodinated contrast agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sparq&#39; Ultrasound System</td>
			<td>Philips</td>
			<td>MP11742 Medpick</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sedation &#38; general anaesthesia</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compound Sodium Lactate Hartmann&#39;s Solution</td>
			<td>Free flex</td>
			<td>894451</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fentanyl 50 mcg/mL</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>AUST R 107027.</td>
			<td>Intravenous anaesthesia and analgesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forthane&#39; Isoflurane</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>AUST R 29656&#160;</td>
			<td>Inhalant anaesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GE Aestiva 5 Anaesthesia Machine&#160;</td>
			<td>Datex Ohmeda</td>
			<td>17002-9, 17002A9 Avante Health Solutions</td>
			<td>Anaesthetic Machine&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypnovel&#39; Midazolam 5 mg/mL</td>
			<td>Roche</td>
			<td>AUST R 13726</td>
			<td>Sedative</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intravenous cannula</td>
			<td>BD Angiocath</td>
			<td>381137</td>
			<td>20 gauge cannula</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamil&#39; Ketamine 10 mg/mL</td>
			<td>Ilium</td>
			<td>APVMA number: 51188c&#160;</td>
			<td>Sedative</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laryngoscope</td>
			<td>Miller</td>
			<td>VDI-6205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medetomidine 1 mg/mL</td>
			<td>Ilium</td>
			<td>APVMA number 64251; ACVM number A10488&#160;</td>
			<td>Sedative</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metaraminol 10 mg/mL</td>
			<td>Phebra</td>
			<td>AUST R 284784</td>
			<td>Short-acting vasopressor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methadone 10 mg/mL</td>
			<td>Ilium</td>
			<td>APVMA number: 63712&#160;</td>
			<td>Sedative, Restricted drug</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Onsetron&#39; Ondansetron 2 mg/mL</td>
			<td>Accord Healthcare</td>
			<td>AUST R 205593&#160;</td>
			<td>Anti-emetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propofol-Lipuro&#39; Propofol 10 mg/mL</td>
			<td>Braun</td>
			<td>AUST R 142906&#160;</td>
			<td>Intravenous anaesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse Oximeter&#160;</td>
			<td>Meditech</td>
			<td>GVPMT-M3S</td>
			<td>Portable pulse oximeter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shiley&#39; Cuffed Basic Endotracheal Tube (Size 5.5 &#38; 6.0)</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>86108-, 86109-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shiley&#39; Intubating Stylet, 10 Fr</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>85864</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride 0.9%</td>
			<td>Free flex</td>
			<td>FAH1322</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thoracotomy and epicardial Cell Injection</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27 G Insulin needle</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>51907</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adson Brown Tissue Forceps</td>
			<td>Icon Medical Supplies</td>
			<td>KLINI316012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CARTO&#39; 3 System&#160;&#160;</td>
			<td>Biosense Webster</td>
			<td></td>
			<td>Electrophysiological Mapping Software &#38; System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cefazolin 1 g Vial</td>
			<td>AFT Pharmaceuticals</td>
			<td>9421900137367 CH2</td>
			<td>Antibiotic Prophylaxis&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chest drainage tube</td>
			<td>SurgiVet</td>
			<td>SKU-336</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cook Access Needle</td>
			<td>Cook Medical</td>
			<td>G07174</td>
			<td>Cannulation needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooley Sternotomy Retractor Paediatric</td>
			<td>Millennium Surgical</td>
			<td>9-61287</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Durogesic&#39; 100 mcg/h Fentanyl Patch</td>
			<td>Janssen</td>
			<td>AUST R 112371&#160;</td>
			<td>Postoperative analgesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrosurgical Pencils with &#39;Edge&#39; Coated Electrodes</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>E2450H</td>
			<td>Cautery Pencil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrosurgical Pencils with &#39;Edge&#39; Coated Electrodes</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>E2450H</td>
			<td>Cautery Pencil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast-Cath&#39; Introducer (6 French, 8 French)</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>406204, 406142</td>
			<td>Vascular sheath with introducer and guidewire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lignocaine 20 mg/mL</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>AUST R 49296, AUST R 49297, AUST R 49293 and AUST R 49295.</td>
			<td>Local anaesthesia, anti-arrhythmic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Marcaine&#39; Bupivacaine 0.5%</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>AUST R 48328&#160;</td>
			<td>Local anaesthesia.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metzenbaum Scissors</td>
			<td>Icon Medical Supplies</td>
			<td>ARMO3250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 22 scalpel</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td>208</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon Suture&#160; (2-0, 3-0)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>D9635, JJ76264</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Size 1 PDS suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>JJ75414</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sparq&#39; Ultrasound System</td>
			<td>Philips</td>
			<td>MP11742 Medpick</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile gauze</td>
			<td>Kerlix</td>
			<td>KE5072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile laparotomy sponges</td>
			<td>Propax</td>
			<td>2907950</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocool Smartouch&#39; Catheter</td>
			<td>Biosense Webster</td>
			<td>D133601, D133602, D133603</td>
			<td>Epicardial Mapping Catheter</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

delivery of cardioactive therapeutics in a porcine myocardial infarction model

L’infarctus du myocarde est l’une des principales causes de décès et d’invalidité dans le monde, et il est urgent de mettre au point de nouvelles stratégies cardioprotectrices ou régénératives. Un élément essentiel du développement d’un médicament consiste à déterminer comment un nouveau traitement doit être administré. Les modèles animaux de grande taille physiologiquement pertinents sont d’une importance cruciale pour évaluer la faisabilité et l’efficacité de diverses stratégies d’administration thérapeutique. En raison de leurs similitudes avec les humains en matière de physiologie cardiovasculaire, d’anatomie vasculaire coronarienne et de rapport poids/poids cardiaque, les porcs sont l’une des espèces préférées dans l’évaluation préclinique de nouvelles thérapies pour l’infarctus du myocarde. Le présent protocole décrit trois méthodes d’administration d’agents thérapeutiques cardioactifs dans un modèle porcin. Après un infarctus du myocarde induit par voie percutanée, les porcs landrace femelles ont reçu un traitement avec de nouveaux agents par : (1) thoracotomie et injection transépicardique, (2) injection transendocardique par cathéter, ou (3) perfusion intraveineuse via minipompe osmotique de la veine jugulaire. Les procédures employées pour chaque technique sont reproductibles, ce qui permet d’administrer des médicaments cardioactifs fiables. Ces modèles peuvent être facilement adaptés pour s’adapter à des modèles d’étude individuels, et chacune de ces techniques d’administration peut être utilisée pour étudier une variété d’interventions possibles. Par conséquent, ces méthodes sont un outil utile pour les scientifiques translationnels qui poursuivent de nouvelles approches biologiques dans la réparation cardiaque après un infarctus du myocarde.

Thoracotomie et injection de cellules épicardiques Sur les 29 animaux qui ont subi une thoracotomie et une injection épicardique, 26 ont survécu. L’analyse histologique a confirmé la prise de greffe de cellules humaines par cette méthode chez tous les animaux survivants (Figure 1E). Un animal a présenté des arythmies mortelles lors de l’injection de cellules et n’a pas pu être réanimé. Un autre a connu une activité électrique sans pouls pendant la fermeture et l’application prolongée d’une pression positive sur les voies respiratoires et n’a pas pu être récupéré. Un troisième animal a vomi et a fait un arrêt respiratoire lors de l’extubation. Cet animal n’a pas pu être réanimé.
Deux animaux ont connu des complications majeures, mais ont pu être récupérés. Un animal a développé une fibrillation ventriculaire lors d’une injection intramyocardique et a pu être réanimé à l’aide de palettes de défibrillation interne et d’un massage cardiaque. Le deuxième animal a vomi lors de l’extubation et a eu un bref arrêt respiratoire, mais a pu être rapidement réintubé et s’est bien rétabli. Tous ces événements se sont produits au cours des premières expériences, avec une diminution des effets indésirables à mesure que l’expérience de l’équipe avec le protocole augmentait (tableau 1).
Implantation d’une minipompe osmotique de la veine jugulaire Aucune mortalité ou complication majeure n’a été associée à l’implantation d’une minipompe osmotique jugulaire. La plupart des sept animaux ont présenté un léger gonflement au site chirurgical au cours des 24 premières heures, qui a disparu sans intervention. L’analyse ELISA réalisée sur le sérum au jour 3 après l’implantation de la pompe a démontré l’efficacité de la pompe, atteignant une concentration sanguine significative de facteur de croissance dérivé des plaquettes AB humain (PDGF-AB) par rapport aux témoins7 (Figure 2E).
Injection transendocardique percutanée Au total, 22 animaux ont reçu des injections endocardiques. Parmi ces injections, 17 ont été considérées comme « réussies », déterminées par la fluorescence ou la coloration à l’encre observée dans le tissu cible à l’autopsie (Figure 3B). Il n’y a pas eu de mortalité associée à cette procédure. Un animal a développé un épanchement péricardique de petit volume à la suite d’une perforation ventriculaire droite. Cela s’est résolu d’elle-même et n’a pas entraîné de compromis cardiovasculaire. Ce même animal est mort ; Cependant, il s’agissait d’une procédure supplémentaire non liée après l’injection intramyocardique.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig01.jpg"> Figure 1 : L’injection transépicardique de cardiomyocytes permet une visualisation cardiaque directe et permet d’obtenir une proportion élevée de cellules viables délivrées au myocarde. (A) L’apex cardiaque est exposé à travers une écharpe de gaze humidifiée guidée sous la base du cœur. (B) Un cathéter de cartographie épicardique délimite les zones cicatricielles et frontalières et annote les sites d’injection. (C) Une aiguille de 31 G est utilisée pour injecter des cellules par voie transépicardique dans le myocarde. (D) Carte de tension épicardique avec annotation du site d’injection. Violet : tension normale, myocarde sain ; Rouge : tension anormale, myocarde malade ; Points gris : sites d’injection. Après le sacrifice, le cœur est recueilli et fixé au formol pour une évaluation histologique en aval. En (E), les cellules humaines greffées sont détectées par immunomarquage de l’anticorps antinucléaire humain, Ku80, et d’un anticorps anti-GFP. Barre d’échelle = 200 μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig02.jpg"> Figure 2 : L’insertion de la minipompe de la veine jugulaire constitue une méthode sûre et fiable d’administration de PDGF sur une période de 7 jours. (A) La veine jugulaire droite est exposée et les tissus mous sont dégagés du vaisseau. (B) Les attaches vasculaires obstruent le vaisseau tandis qu’une aiguille de 14 G est utilisée pour faire une ponction, à travers laquelle le tube de la minipompe est enfilé. (C) La tubulure de la minipompe est avancée dans la veine et le corps de la minipompe est fixé aux tissus mous adjacents. (D) Le corps de la minipompe et la tubulure avant l’implantation. (E) La concentration sérique de la protéine recombinante délivrée par la minipompe et le PDGF-AB a été mesurée à l’aide d’un test ELISA chez chaque animal le jour 3 après l’implantation. Il a été démontré que les animaux recevant le PDGF-AB avaient une concentration sanguine significativement plus élevée de PDGF-AB que les animaux témoins, ce qui confirme l’efficacité de la méthode d’administration de la minipompe osmotique. **indique une différence statistiquement significative entre les groupes (p = 0,005, test U de Mann-Whitney) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig02large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig03.jpg"> Figure 3 : L’injection intramyocardique transendocardique permet une méthode d’administration thérapeutique peu invasive. (A) Une image fluoroscopique oblique antérieure droite montrant le cathéter d’injection (flèche blanche) administrant un produit de contraste (flèche jaune) dans le myocarde. L’injection de produit de contraste précède et suit l’injection thérapeutique afin que la mise en place de l’aiguille dans le myocarde puisse être confirmée. (B) Le vecteur injecté exprimait une protéine fluorescente verte (GFP) de sorte que le matériel injecté devenait fluorescent lors du prélèvement de tissus, confirmant ainsi le succès de l’injection. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig03large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td>Injection transépicardique (n = 29)</td>
			<td>Injection transendocardique (n = 22)</td>
			<td>Minipompe osmotique (n = 7)</td>
		</tr><tr><td>Mortalité</td>
			<td>3</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Vomissements postopératoires et arrêt respiratoire</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Fibrillation ventriculaire lors de l’injection</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Activité électrique sans pouls pendant la fermeture thoracique</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Morbidité</td>
			<td>0</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Pneumothorax</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Épanchement pleural</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Perforation de la cavité cardiaque</td>
			<td>0</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Hémorragie</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr></tbody></table>Tableau 1 : Liste des complications.

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Delivery of Cardioactive Therapeutics in a Porcine Myocardial Infarction Model

Le présent protocole décrit trois méthodes d’administration d’agents thérapeutiques cardioactifs dans un modèle porcin. Les porcs femelles ont reçu un traitement par : (1) thoracotomie et injection transépicardique, (2) injection transendocardique par cathéter, ou (3) perfusion intraveineuse par minipompe osmotique de la veine jugulaire.

Administrer des traitements cardioactifs dans un modèle d’infarctus du myocarde porcin

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