Le modèle d’ischémie-reperfusion myocardique du cœur de rat est amélioré en utilisant un rétracteur auto-fabriqué, un tube de polychlorure de vinyle et une méthode de nouage unique. L’électrocardiogramme, le chlorure de triphényltétrazolium et la coloration histologique, ainsi que les résultats de l’analyse de la survie en pourcentage ont montré que le groupe modèle amélioré a des taux de réussite et de survie plus élevés que le groupe modèle déjà existant.
L’ischémie myocardique et les lésions de reperfusion (MIRI), induites par une maladie coronarienne (CHD), endommagent les cardiomyocytes. De plus, les preuves suggèrent que le traitement thrombolytique ou l’intervention coronarienne percutanée primaire (ICPP) ne prévient pas les lésions de reperfusion. Il n’existe toujours pas de modèle animal idéal pour MIRI. Cette étude vise à améliorer le modèle MIRI chez le rat pour rendre la chirurgie plus facile et plus réalisable. Une méthode unique pour établir MIRI est développée en utilisant un tube souple pendant une étape clé de la période ischémique. Pour explorer cette méthode, trente rats ont été répartis au hasard en trois groupes: groupe simulé (n = 10); groupe modèle expérimental (n = 10); et groupe de modèles existant (n = 10). Les résultats de la coloration au chlorure de triphényltétrazolium, de l’électrocardiographie et du pourcentage de survie sont comparés pour déterminer la précision et les taux de survie des opérations. Sur la base des résultats de l’étude, il a été conclu que la méthode chirurgicale améliorée est associée à un taux de survie plus élevé, à un segment ST-T élevé et à une taille d’infarctus plus grande, ce qui devrait mieux imiter la pathologie de MIRI.
La cardiopathie ischémique est la principale cause de mortalité dans le monde. La mortalité cardiovasculaire joue un rôle crucial dans la santé publique et l’épidémiologie à l’échelle mondiale1. L’ischémie myocardique et la lésion de reperfusion jouent un rôle essentiel dans les cardiopathies ischémiques, qui font référence à un processus physiopathologique complexe qui comprend l’épuisement de l’adénosine triphosphate2, la génération excessive d’espèces réactives de l’oxygène3, les réactions inflammatoires4 et le dysfonctionnement mitochondrial dû à une surcharge en calcium5, qui déclenche un infarctus aigu du myocarde via un dysfonctionnement métabolique et des dommages structurels6.
Cependant, les mécanismes détaillés sous-jacents à l’ischémie myocardique et à la lésion de reperfusion (MIRI) restent inconnus. Le présent travail vise à développer un modèle animal unique qui simule de manière adéquate la présentation clinique et le traitement du MIRI. Sinon, dans le processus de recherche sur les modèles MIRI, les grands animaux7 (tels que les porcs) nécessitent une chirurgie interventionnelle, ce qui est coûteux. Les petits animaux (tels que les lapins8, les souris 9,10,11,12 et les rats13) nécessitent une chirurgie délicate sous microscopie10, des saccules télécommandés 8,11 ou la compression du cœur hors de la cavité 9, ce qui nécessite un haut niveau de technologie et peut entraîner plusieurs complications postopératoires qui perturbent la précision des résultats. Un modèle MIRI idéal avec un taux de survie plus élevé et un coût inférieur jouera un rôle crucial dans la recherche pathologique.
Cette étude visait à lutter contre ces problèmes en établissant un modèle plus accessible et réalisable de MIRI chez le rat afin de faciliter la recherche sur la pathologie de MIRI, ce qui pourrait conduire à la découverte de thérapies cliniques pour MIRI.
La principale différence entre les méthodes déjà existantes et améliorées était l’utilisation de tubes en PVC dans le processus de ligature. Dans la méthode chirurgicale existante, le tissu myocardique a été ligaturé en utilisant uniquement la suture de soie 6-0, ce qui a induit des dommages au myocarde pendant la ligature entraînant la mort peropératoire. De plus, la pulsation du cœur desserrerait le nœud glissant. En revanche, dans la méthode améliorée avec le tube en PVC, le nœud glissant placé dans la rainure du tube pourrait être resserré et la zone du myocarde affectée par la ligature augmentait. Ces avantages ont été observés au cours de la procédure expérimentale et confirmés par la coloration TTC et les résultats de survie en pourcentage.
L’étape critique de la méthode chirurgicale améliorée consistait à placer le tube mou sur l’artère coronaire LAD proximale, accompagnée de nerfs, de vaisseaux lymphatiques et de tissu myocardique pendant la ligature pendant la période ischémique. Ce tube mou pré-préparé peut agir comme un coussin qui protège les tissus périphériques (nerfs, myocarde et vaisseaux lymphatiques) et diminue la mortalité lors de la ligature de l’artère coronaire. La chirurgie effectuée par la méthode déjà existante était similaire à la chirurgie de l’infarctus du myocarde. Les résultats de survie en pourcentage ont indiqué que les rats du groupe modèle existant sont principalement morts pendant la période ischémique (deux rats sont morts à 2 minutes après la ligature et deux rats sont morts à 45 minutes après la ligature). Sinon, les causes sous-jacentes de la mort ne sont pas encore claires, et il existe une série d’hypothèses, y compris des dommages supplémentaires aux structures nerveuses23, aux vaisseaux lymphatiques et au myocarde.
En ce qui concerne les lésions nerveuses, des études antérieures ont indiqué que pendant la période ischémique dans le modèle animal, outre les effets locaux directs de l’ischémie sur les structures nerveuses, il y a aussi probablement une diminution significative des niveaux de neuropeptide Y (NPY) qui contribuent à des perturbations du transport axoplasmique dans l’innervation sympathique24. Cette découverte concorde avec les résultats rapportés par Han et al.25, qui ont révélé qu’une disparition progressive du NPY s’est produite dans le myocarde infarctus après la ligature de l’artère coronaire LAD chez le rat. Cependant, le rôle du NPY dans ce contexte reste incertain. Sa délétion atténue le dysfonctionnement cardiaque et l’apoptose lors de l’infarctus aigu du myocarde26 et est associée à l’arythmie27, à l’hypertension artérielle et à la fonction microvasculaire coronaire28.
En outre, une obstruction défavorable du flux lymphatique cardiaque s’est produite pendant la période ischémique, entraînant un œdème cardiaque grave, un dysfonctionnement gauche et des hémorragies29, qui pourraient être une autre cause de décès chez le rat. Au cours de ce processus pathologique, la ligature de l’artère coronaire LAD peut être attribuée à l’obstruction des artères coronaires ou au transport lymphatique cardiaque dans la zone de l’infarctus, ce qui peut entraîner des complications supplémentaires, telles qu’un remodelage défavorable des lymphatiques collecteurs épicardiques, une réduction du flux lymphatique et un œdème persistant30.
Par conséquent, la circulation dans les vaisseaux lymphatiques joue un rôle fonctionnel dans l’homéostasie cardiaque31 et la cicatrisation des plaies32, et les résultats de survie en pourcentage dans cette étude suggèrent que l’intervention chirurgicale MIRI améliorée pourrait éviter les dommages lymphatiques et favoriser la reperfusion lymphatique en plaçant le tube mou sur l’artère coronaire LAD pendant la ligature. En comparaison, la méthode chirurgicale existante est plus susceptible de déchirer le muscle cardiaque et de provoquer une hémorragie massive lors de la ligature de l’artère coronaire LAD, sans l’effet amortissant du tube mou. De plus, le diamètre du tube mou pré-préparé était beaucoup plus grand que la suture de soie 6-0, et le tube peut s’être contracté et avoir induit une taille d’infarctus plus grande lorsque le nœud glissant était attaché au tube pendant la période ischémique.
Cette étude comportait quelques limites. La taille de l’infarctus du cœur a été analysée dans l’expérience préliminaire. La formule de substitution (N = 7,75) a été calculée à l’aide d’une équation33 précédemment rapportée. Compte tenu de la mort possible de rats au cours de l’opération, N a été augmenté de 25%; par conséquent, n = 10 (dix rats pour chaque groupe) a été décidé. Sinon, la méthode déjà existante pour générer le modèle MIRI avait un taux de mortalité élevé. Par conséquent, peu de cas (faible taille de l’échantillon) dans le groupe du modèle expérimental ont influencé les résultats statistiques. Plusieurs évaluations, y compris l’échocardiographie30, la coloration bleue d’Evans34 et la mesure de l’enzyme myocardique35, ont été essentielles pour l’évaluation et l’analyse de la fonction cardiaque. En raison de la faible taille de l’échantillon de ce travail, ces évaluations n’ont pas été effectuées et seront décrites dans une étude future de la recherche pharmacodynamique dans MIRI. Cependant, étant donné que la procédure chirurgicale existante pour générer le modèle MIRI est associée à des lésions myocardiques étendues, il vaut la peine de signaler cette méthode actuelle pour améliorer la modélisation de MIRI chez le rat et apporter de la lumière à ce modèle préclinique qui simule correctement la cardiopathie ischémique.
En conclusion, la méthode chirurgicale améliorée pour générer le modèle MIRI avait un taux de survie plus élevé, un segment ST-T élevé et une taille d’infarctus plus grande que la méthode de génération de modèle MIRI existante, ce qui suggère que le modèle amélioré simule mieux la pathologie MIRI.
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par l’Administration de la médecine traditionnelle chinoise [SLJ0204], l’Hôpital provincial de médecine chinoise du Jiangsu (Y21017), la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine [81973763, 81973824,82004239].
10% Neutral Formalin | Chunyu, China | _ | |
2,3,5-Triphenyl-2H-Tetrazolium Chloride | Solarbio, China | T8107 | |
75% Alchol | SCR, China | 10009261 | |
Artery Clip | Zhonglin Dongsheng, China | 6.5cm | |
Camera | Olympus Corporation, Japan | EPL5 | |
Cotton ball | Huachen, China | _ | |
Dpilatory cream | Veet, China | _ | |
Eye speculum | Shanghai Jingzhong, China | _ | |
Gauze | Zhonggan, China | _ | |
GraphPad | GraphPad Software, USA | 8.0 | |
H&E Kit | Solarbio, China | G1120 | |
High-pressure steam sterilizer | TOMY, Japan | SX-500 | |
ImageJ | NIH, USA | _ | |
Masson Kit | Solarbio, China | G1340 | |
Medical Tape | Mr.Song, China | _ | |
Microscope | Olympus Corporation, Japan | CKX31 | |
Microscopy | TEKSQRAY, China | _ | |
Microtome | Leica, Germany | RM2235 | |
Microtome Blade | Leica, Germany | 819 | |
Needle holder | Shanghai Jingzhong, China | _ | |
Ophthalmic scissors | Shanghai Jingzhong, China | _ | |
Ophthalmic tweezers | Shanghai Jingzhong, China | _ | |
Paper clip | Chenguang, China | ABS91613 | |
Physiological saline solution | Kelun, China | _ | |
Powerlab ECG | ADINSTRUMENTS ,China | 4/35 | |
PVC tube | Guanzhijia, China | _ | |
Small animal ventilator | TECHMAN, China | HX-101E | |
Sodium Pentobarbital | SIGEMA, USA | 1030001 | |
Suction trocar | TECHMAN, China | HX-101E | |
Suture line | Lingqiao, China | 4-0 | |
Suture needle with thread | Shanghai Pudong Jinhua Medical Products Co LTD, China | 6-0 |