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Insuficiência cardíaca pós-miocárdio em oclusão coronariana de peito fechado/modelo de reperfusão em Miniporcos de Göttingen e Poros landrace

Published: April 17, 2021
doi:
10.3791/61901
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1Department of Pharmacology and Pharmacotherapy,Semmelweis University, 2Pharmahungary Group, 3Diagnostic, Radiation Oncology, Research and Teaching Center,Moritz Kaposi Somogy County Teaching Hospital, 4Faculty of Agricultural and Environmental Sciences,Kaposvar University, 5Heart and Vascular Center,Semmelweis University, 6Quark Pharmaceuticals, Inc, 7Heart Institute, Medical School,University of Pécs

Summary

O objetivo geral do presente estudo é apresentar as técnicas de indução do infarto do miocárdio (MI) e insuficiência cardíaca pós-miocárdio (pós-MI HF) em miniporcos de Göttingen adultos e a caracterização do modelo pós-MI HF em miniporcos de Göttingen em comparação com os porcos landrace.

Abstract

O desenvolvimento da insuficiência cardíaca é o mais poderoso preditor da mortalidade a longo prazo em pacientes que sobrevivem ao infarto agudo do miocárdio (MI). Há uma necessidade clínica não atendida de prevenção e terapia de insuficiência cardíaca pós-miocárdio (pós-MI HF). Modelos de suínos clinicamente relevantes do pós-MI HF são pré-requisitos para estudos finais de prova de conceito antes de entrar em ensaios clínicos no desenvolvimento de medicamentos e dispositivos médicos.

Aqui buscamos caracterizar um modelo suíno de peito fechado de pós-MI HF em miniporcos adultos de Göttingen com acompanhamento a longo prazo, incluindo ressonância magnética cardíaca serial (CMRI) e compará-lo com o modelo de porco Landrace comumente usado.

MI foi induzido pela oclusão de balão intraluminal da artéria coronária descendente anterior esquerda por 120 min em miniporcos de Göttingen e por 90 min em porcos landrace, seguido de reperfusão. O CMRI foi realizado para avaliar a morfologia cardíaca e a função na linha de base em ambas as raças e aos 3 e 6 meses em miniporcos de Göttingen e aos 2 meses em suínos landrace, respectivamente.

Os tamanhos das cicatrizes eram comparáveis nas duas raças, mas o MI resultou em uma diminuição significativa da fração de ejeção ventricular esquerda (LVEF) apenas em miniporcos de Göttingen, enquanto os porcos landrace não apresentaram uma redução do LVEF. A fração de ejeção ventricular direita (RV) aumentou em ambas as raças, apesar dos insignificantes tamanhos de cicatriz rv. Em contraste com o aumento significativo da massa ventricular final-diastólica (LVED) esquerda em suínos landrace aos 2 meses, os miniporões de Göttingen apresentaram um ligeiro aumento na massa LVED apenas aos 6 meses.

Em resumo, esta é a primeira caracterização do HF pós-MI em miniporcos de Göttingen em comparação com os porcos landrace, mostrando que o modelo de miniporco de Göttingen reflete parâmetros pós-MI HF comparáveis à patologia humana. Concluímos que o modelo de miniporco de Göttingen é superior ao modelo de suíno Landrace para estudar o desenvolvimento do HF pós-MI.

Introduction

Apesar da diminuição da mortalidade por infarto agudo do miocárdio (MI), a incidência de insuficiência cardíaca pós-miocárdio (pós-MI HF) não mudou ao longo do tempo1. A insuficiência cardíaca (HF) é um dos preditores mais poderosos da morte em pacientes comMI 2. Até o momento, a terapia de reperfusão é a única opção de tratamento disponível para limitar o tamanho do infarto do miocárdio e reduzir o risco de um HF3,4,5. HF e outras complicações podem ocorrer como consequência de lesão por reperfusão; portanto, ainda há uma necessidade não atendida para o desenvolvimento de terapias cardioprotetoras além da reperfusão oportuna6,7,8. Inúmeras terapias cardioprotetos eficazes mesmo em grandes modelos animais foram descritas, mas apenas o condicionamento isquêmico remoto (RIC) parecia melhorar os resultados clínicos do HF pós-MI em um pequeno ensaio clínico9. No entanto, este resultado encorajador sobre a eficácia do RIC foi questionado em um ensaio controlado randomizado único (CONDI-2/ERIC-PPCI) realizado em 33 centros em toda a Europa em pacientes STEMI, onde o RIC não conseguiu melhorar os resultados clínicos10. As razões potenciais para a tradução fracassada dos dados pré-clínicos podem ser o uso de modelos animais subótimos pós-MI HF com baixa relevância clínica11.

A morfologia cardiovascular (patho)e a fisiologia (patho)dos modelos suínos se assemelham às condições humanas; assim, é amplamente utilizado e aceito em pesquisa cardiovascular translacional12,13,14. As raças suínas utilizadas na pesquisa cardiovascular pertencem às diversas espécies de suínos domésticos (Sus scrofa domestica) que incluem suínos que variam em tamanho, aparência e fundo genético15,16. Embora o HF pós-MI tenha sido pesquisado extensivamente em suínos, nenhum estudo foi publicado com o objetivo de caracterizar e comparar o efeito do MI sobre o resultado do HF pós-MI em porcos landrace e miniporcos de Göttingen. A taxa de crescimento intensiva dos suínos landrace pode afetar os desfechos morfofuncionais cardíacos; no entanto, miniporcos de Göttingen com padrões de crescimento restritos podem superar essas preocupações e podem servir como um modelo viável para o acompanhamento de longo prazo na avaliação do HF pós-MI. Além disso, uma diretriz sobre a relevância do rigor e da reprodutibilidade em estudos pré-clínicos sobre cardioproteção recomenda o uso de ressonância magnética cardíaca (CMRI) como modelo clinicamente relevante para a medição da função ventricular em suínos12.

Para analisar o interesse científico sobre o HF pós-MI em suínos realizamos pesquisa de literatura no PubMed usando a seguinte sequência de pesquisa: “((porco ou suíno ou suíno ou sus-scrofa ou miniporco ou mini-porco ou miniatura-porco ou miniatura– suíno) E (infarto* ou isqueiro* ou isqueiro* OU reperfus*) E (coração OU cardi* OU miocard*) E (LAD OU ESQUERDA-anterior* OU LCX OU esquerda-circunflexo OU RCA) E (insuficiência cardíaca ou lvef ou ejeção-fração ou tamanho infarto ou infarto-tamanho)” e descobriu que modelos de suínos de isquemia/reperfusão cardíaca são frequentemente usados para estudar MI e pós-MI HF, mas apenas 17% (71 dos 425 artigos) de estudos envolveram miniporcos e 7% (30 dos 425 artigos) usaram miniporcos de Göttingen. Apenas cerca de 1% (5 de 425) dos estudos utilizaram miniporcos de Göttingen e protocolos clinicamente relevantes com acompanhamento a longo prazo (1-9 meses de reperfusão) e CMRI para analisar a função cardíaca. O pequeno número de estudos clinicamente relevantes destaca a diferença translacional entre pesquisas básicas e ensaios clínicos. Portanto, é necessária uma caracterização abrangente dos modelos pós-MI HF de peito fechado em miniporcos de Göttingen e porcos Landrace com avaliação repetida da função ventricular esquerda e direita e anatomia usando CMRI durante o acompanhamento a longo prazo. Aqui, pretendemos focar na viabilidade técnica e relevância clínica de dois modelos pós-MI HF para descrever protocolos experimentais padronizados e reprodutíveis para estudos pós-MI HF que podem ser usados para avaliar drogas cardioprotetoras e/ou terapias de dispositivos médicos.

O presente estudo é o primeiro da literatura a caracterizar um modelo clinicamente relevante de HF pós-MI utilizando miniporcos göttingen adultos e comparar parâmetros funcionais ventriculares morfológicos e cardíacos esquerdo e direito com os dos porcos landrace adolescentes.

Protocol

13 miniporcos fêmeas saudáveis e sexualmente maduras (idade entre 12 e 14 meses) e 10 suínos saudáveis e sexualmente imaturos (idade entre 2 e 3 meses) foram alojados em barracas de porcos em conformidade com as recomendações de tamanho do mais recente Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório DHEW e Diretrizes da UE 63/2010. Os animais não foram pagos. A temperatura dos quartos dos animais foi controlada, e os animais foram mantidos em um ciclo claro/escuro de 12 horas e livre de vermes. A alimentação ad libitum leva ao ganho de peso em ambos os miniporcos de Göttingen e porcos landrace, portanto, os porcos de ambas as raças foram alimentados com um regime alimentar restrito. Os miniporcos de Göttingen foram colocados em dieta restrita tão cedo quanto chegaram à instalação animal e durante toda a duração do estudo. A comida de porco dos Serviços Especiais de Dieta 180-220 g/refeição/animal foi dada duas vezes por dia de acordo com a diretriz “Cuidando bem dos Miniporcos Ellegaard Göttingen” (data de revisão: 13 de março de 2013) nos primeiros 2 dias. Entre os dias 3 e 12, os animais foram alimentados com 50% de comida de porco dos Serviços Especiais de Dieta e 50% de manutenção da dieta de miniporcos. Do dia 14 até o final do estudo, os animais foram alimentados com uma dieta de miniporco de manutenção. Os porcos landrace receberam porca de grávida, 1,5% do peso corporal dado duas vezes por dia de acordo com pic Wean to Finish Manual 2008 e 2013. Todos os animais receberam alimentos dispensados individualmente e a ingestão de alimentos foi monitorada para evitar a competição por comida. Os animais com dificuldades de alimentação foram alimentados individualmente por pessoas atendidas. Todos os animais receberam ad libitum da água da torneira. O protocolo experimental do HF pós-MI em miniporcos de Göttingen e em porcos landrace é mostrado na Figura 1. Figura 1. Protocolo experimental para insuficiência cardíaca induzida por infarto pós-miocárdio em porcos landrace e miniporcos de Göttingen. CMRI – ressonância magnética cardíaca. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. 1. CMRI de linha de base Retire os alimentos dos animais pelo menos 12 horas antes do início da anestesia, mas garanta o acesso à água para evitar a desidratação. anestesia Induzir anestesia dos animais com cloridrato de cetamina (12 mg/kg), xilazina (1 mg/kg) e atropina (0,04 mg/kg) como injeção intramuscular na região do pescoço. Meça o peso corporal e o comprimento dos animais. O cálculo das fórmulas das áreas de superfície corporal (BSA) foi descrito por Itok et al. para miniporcos Göttingen (BSA [m2] = (7,98 × BW [kg]2/3)/100)17 e por Swindle et al. para suínos Landrace (BSA [m2] = (7,34 × BW [kg]0,656)/100)18. Intubar animais, manter anestesia com isoflurano (2% isoflurane, 2 L/min de oxigênio). O tamanho do tubo endotraqueal depende das características anatômicas individuais de cada animal e varia entre 6,0 e 7,5 mm. Cannulate a veia do ouvido com agulha de 18 G e comece a administração de 5% de glicose na solução Ringer (1 L/hora). CMRI Transfira animal para a instalação cmri e administre 0,4-0,5 mg/kg de atracurium besylate i.v.. O besílato de atracurium é um relaxante muscular esquelético não desdepolarizador que é usado para evitar artefatos respiratórios durante as medições de CMRI. Iniciar ventilação positiva de pressão (frequência de 16/min, volume de 350 mL, pressão positiva de 25-30 mmHg). Posicione os animais na posição supina. Coloque bobinas flexíveis no peito e bobinas de 32 canais são colocadas na cama CMRI. Realize ressonância magnética cardíaca sem contraste com um scanner 1.5T, utilizando uma bobina de matriz em fases e um sistema de eletrocardiograma vetorial (ECG) para avaliar a função cardíaca e a morfologia (fração de ejeção (EF), saída cardíaca (CO), dimensões de câmara e parede). Adquira imagens de cinema de ressonância magnética usando uma técnica de pré-venda de estado-estável e livre de estritos em vistas de curto eixo e longo eixo do coração usando tempo de eco de 1,2 ms, tempo de repetição de 40 ms, ângulo de 50 graus, 300 mm de campo de visão, espessura de fatia de 8 mm e pelo menos 256×256 matriz de imagem. Quantificar os volumes ventricular-diatólicos finais esquerdo e direito (LVEDV e RVEDV) e volumes sistólicos finais (LVESV e RVESV), volumes de traçado (LVSV e RVSV), EF-s (LVEF e RVEF) e massas por planimetria manual de imagens cine de eixo curto (massa LVED) e de eixo curto de eixo curto(massa RVED). Quantifique o volume atrial esquerdo por traçadores nas imagens do cine de duas e quatro câmaras. Corrija os volumes atrial esquerdos para BSA para obter o volume atrial esquerdo indexado à área da superfície corporal (LAVi). Avalie a presença de edema pulmonar nas imagens do localizador. Para cálculo do índice cardíaco (IC) use BSA e saída cardíaca. Acabar com a anestesia com a retirada de isoflurane. Quando a respiração espontânea retorna, extubar o animal, remover a cânula i.v. e devolvê-lo para sua gaiola. 2. Premedicação, acesso vascular e oclusão da artéria coronária Premeditação Um dia antes do procedimento cirúrgico administrar 500 mg de ácido salicílico acetil e 300 mg de clopidogrel oralmente. Aplique analgesia (meloxicam 0,4 mg/kg de peso corporal) e coquetel antibiótico (benzylpenicilina-procain (24,8 mg/mL), benzylpenicillin-benzatine (83,8 mg.0 6 mg/mL), dihidrostreptomia-sulfato (156,3 mg/mL), 3 mL/50 kg de peso corporal) por injeções intramusculares no dia da oclusão da artéria coronária. Repita as etapas descritas nas seções 1.2.1-1.2.4. Use a cânula da veia do ouvido para substituição de fluidos e administração de medicamentos. Administre 1g de sulfato de magnésio durante todo o procedimento via veia auditiva a cada 30 minutos para evitar taquicardia ventricular (TV) e fibrilação ventricular (VF). Acesso vascular Coloque o animal sobre a mesa de operação, conserte os membros e aplique cunhas para imobilizar o animal na posição supina. Desinfete o local cirúrgico com povidone-iodo. O local cirúrgico é em torno da dobra da pele entre o músculo gracilis e sartorius. Remova o cabelo no local cirúrgico com uma navalha. Coloque eletrodos de ECG de superfície no triângulo de Einthoven. Este triângulo é formado pelos dois membros anteriores e membro traseiro esquerdo e os eletrodos são colocados nos membros. Iniciar ventilação positiva de pressão (frequência de 16/min, volume de 350 mL, pressão positiva de 25-30 mmHg). Isole a área cirúrgica desinfetada com uma cortina cirúrgica. Aproxime-se da região femoral, conforme descrito em detalhes por K. S. Ettrup et al.19. Resumindo, faça uma incisão longitudinal na pele entre os músculos gracilis e sartório. Separe o tecido subcutâneo e a fáscia. Isole a artéria femoral e coloque duas suturas cirúrgicas abaixo dela para controlar a hemorragia. Puna e cannulate a artéria femoral com um introdutor 6F-ACT usando a técnica Seldinger20,21. Conserte a baia na pele. Use a artéria para amostragem de sangue para novas análises bioquímicas. Administre 5000 UI de heparina através da baia femoral para garantir a anticoagulação adequada e prevenir trombose durante a intervenção cirúrgica. Readminister 2500 UI heparin a cada 60 minutos durante todo o procedimento. Os animais receberam aproximadamente 370-440 UI/kg de heparina durante toda a intervenção. Conecte um sensor de pressão ao vaso femoral para monitorar a pressão arterial durante toda a intervenção cirúrgica. Para calibração da pressão coloque o sistema de gravação de pressão no nível do coração de cada animal. Depois de remover as bolhas de ar, a calibração de pressão zero é realizada quando a torneira de três vias é aberta à direção do ar livre. Oclusão da artéria coronária, reperfusão e administração de medicamentos intracoronáriosNote-se que essa intervenção deve ser realizada apenas por cardiologista intervencionista treinado. Através da baia femoral, introduza e avance o fio-guia para o arco aórtico e introduza o cateter guia de 5F sobre o fio guia. Primeiro, avance o fio-guia para aproximar a raiz aórtica atraumaticamente. Realizar intubação profunda por um cateter guia fino de 5F para evitar obstrução significativa do fluxo sanguíneo. Posicione o fluoroscópio na posição antero-posterior. Certifique-se de que não há trombo ou bolha de ar dentro do cateter com a aspiração de pelo menos 5 mL de sangue, o volume do cateter, com a seringa conectada ao cateter. Conecte a porção externa do cateter a uma seringa cheia de agente radiocontrast (iobitridol 1,1 mL/50 kg de peso corporal). Tome cuidado para que a seringa seja mantida elevada para evitar a infusão de bolhas de ar na artéria coronária. Para realizar a angiografia de linha de base, entubar separadamente e preencher com agente de contraste seletivamente a ostia da artéria coronária direita e artéria coronária principal esquerda. Para mais detalhes técnicos, consulte os livros didáticos de cateterismo20,21. Executar bari (Bypass Angioplasty Revascularization Investigation Myocardial Jeopardy Index) pontuação após a angiografia da linha de base. Uma pontuação para todas as artérias terminais (parte terminal da descida anterior esquerda, circunflexo esquerda e artéria coronária direita, bem como o ramus, diagonais, marginais obtusos, ramificações descendentes posteriores e posterolateral) é atribuída com base em seu comprimento e calibre de acordo com os critérios específicos22,23. Um valor de 0 representa um tamanho de vaso quase insignificante. Em contraste, um valor de 3 define uma artéria de grande porte com um comprimento de dois terços da distância entre a base e o ápice cardíaco. Não leve em conta os marginais ventriculares e os ramos septais posteriores da artéria descendente. Calcule o escore final de BARI (% do ventrículo esquerdo em risco) dividindo o valor total da artéria relacionada ao infarto pelos valores totais de todas as artérias (Figura 2A-D) que fornecem o LV. Escolha o local de oclusão na artéria coronária descendente anterior esquerda (LAD) para alcançar aproximadamente 25-30% de miocárdio em risco, conforme avaliado pela pontuação do BARI. Insira o fio-guia de angioplastia transluminal percutânea (PTCA) através do cateter orientador. Posicione-o distally para o local planejado da oclusão sob orientação fluoroscópica, e verifique a angiografia para possíveis complicações (por exemplo, dissecção coronária, perfuração). Determine por estimativa visual o tamanho ideal do balão com base no diâmetro da artéria coronária. Coloque o cateter de balão (diâmetro do balão de 2,5 mm e comprimento do balão 12 mm) sobre o fio-guia PTCA e avance-o para a posição planejada. Encha o balão com agente de contraste e verifique a posição do cateter de balão por angiografia. Infle o balão abaixo da pressão nominal (7-9 atmosferas) do balão para desenvolver o toque suave entre a parede lateral do balão e a superfície do vaso. O toque suave é definido como interação de parede lateral de balão que é suficiente para ocluir o vaso sem causar ferimentos na parede do vaso. Confirme a oclusão (TIMI 0) com angiografia visualizando a parada do fluxo de contraste. Mantenha no lugar o fio-guia e o balão e puxe o cateter guia do ostium da artéria coronária para evitar isquemia cardíaca difusa. Instrumentos de fita para a cortina cirúrgica para evitar a luxação do balão intracoronário. Registre e documente o sinal de OCG de oclusão por elevação de ST. Durante todo o procedimento, monitore cuidadosamente os sinais vitais, frequência cardíaca (HR), pressão arterial, temperatura do núcleo usando sonda retal e oximetria de pulso. Cubra o animal com um dispositivo de aquecimento para manter a temperatura do núcleo. Administre 1 g de sulfato de magnésio como um bolus intravenoso se ocorrer VT ou VF sem pulso e inicie compressões torácicas com uma frequência de 100/min imediatamente. Aplique choque 300J DC e lidocaína 2-4 mg/kg como um bolus intravenoso. Tratado asstole com 1 mg de epinefrina como um bolus intravenoso. Verifique a pressão do balão a cada 30 minutos durante a oclusão coronária. Se houver uma diminuição de mais de 0,5 bar na pressão do balão, coloque-o de volta aos valores iniciais. Realize a angiografia pouco antes do fim da oclusão coronária para verificar a colocação do balão mantido e ausência de fluxo distally para o local de oclusão. Administre 2500 UI de heparina e 1 g de sulfato de magnésio intracoronarily como um bolus lento para evitar trombose e arritmias. Inicie a reperfusão com deflação de balão após 120 min de isquemia cardíaca em miniporcos de Göttingen e depois de 90 min em porcos landrace. Remova o balão deflacionado. Confirme o sucesso da reperfusão com angiografia coronária para demonstrar o fluxo sanguíneo na parte distal do vaso coronário (TIMI 3). 3. Administração de drogas intracoronárias Para evitar a embolização da artéria coronária, preencha o microcateter de perfusão terapêutica com soro fisiológico. Coloque o microcateter sobre o fio guia PTCA. Avance e confirme a posição do microcateter. A ponta do microcateter deve ser colocada ao nível de oclusão. Remova o fio-guia PTCA. Conecte o microcateter com a bomba de perfusão e inicie a administração intracoronária 5 minutos após o início da reperfusão. Depois que a administração de drogas remover o microcateter. Faça a angiografia de controle para verificar o fluxo timi de 3 º grau do contraste e excluir essa intervenção levou a embolia de ar ou dissecção coronária. 4. Fechamento de feridas e cuidados pós-operatórios Retire a baia arterial e amarre a artéria femoral proximal ao local da punção. A oclusão da artéria femoral após a intervenção angiográfica não tem efeito na função das pernas em suínos, conforme avaliado pelas observações veterinárias diárias. Feche a ferida usando suturas contínuas e aplique revestimento antisséptico. Acabar com a anestesia com a retirada de isoflurane. Monitore de perto os animais no período de recuperação e inspecione-os a cada 12 horas até o pós-operatório dia 3, depois a cada 24 horas até o final do estudo. Deve-se dar atenção especial ao comportamento alimentar e alcoerva, letargia, sinais de infecção, condição dolorosa, mudança de peso, mobilidade e estado geral de saúde. Após o procedimento, os animais foram transportados com uma van em pequenos grupos em gaiolas para evitar estresse desnecessário no início do pós-operatório. 5. CMRI pós-MI e sua avaliação anestesia Use o protocolo anestésico descrito nas seções 1.2.1-1.2.4. CMRI Administre um bolus intravenoso de agente de contraste, 0,2 mmol/kg gadobutrol a uma taxa de 4 mL/seg, utilizando um injetor manual. Pegue imagens de aprimoramento atrasadas usando uma sequência de eco de gradiente e gradiente preparada para recuperação de inversão. Obtenha imagens de eixo curto e longo de eixo de 10 a 15 minutos após a administração do agente de contraste. avaliação Realize a avaliação utilizando o software de análise MASS 7.6 de forma cega. Avalie a espessura da parede segmental de diastólica final em imagens cine de eixo curto. Meça a transmuralidade da cicatriz em imagens de aprimoramento do eixo curto. Quantifique a necrose miocárdica com planimetria manual nas imagens de aprimoramento de contraste retardada, delineando o miocárdio com intensidade de sinal 5 SDs acima do sinal médio obtido no miocárdio remoto e não infartado. 6. Estatísticas Mostre dados contínuos como erro padrão ± média. Avalie a diferença usando medidas repetidas ANOVA, seguida pelo teste de LSD de Fisher em miniporcos de Göttingen e teste t emparelhado em suínos Landrace. Os escores de BARI foram comparados com as taxas não pagas de t-test e mortalidade com o teste qui-quadrado entre as duas raças. Use o Prisma do GraphPad para avaliação de dados. As diferenças foram alegadas como estatisticamente significativas se p<0,05.

Representative Results

mortalidade Dos 13 miniporcos de Göttingen submetidos ao infarto do miocárdio, dois animais morreram (15,4% de mortalidade), um durante o período isquêmico devido a VT irreversível e outro devido à asstole na reperfusão. Nos miniporcos de Göttingen, um animal foi ressuscitado com sucesso durante a isquemia cardíaca. A taxa de mortalidade foi de 0% em suínos landrace, dez em cada dez animais sobreviveram, dois deles necessitaram de ressuscitação devido à VF no período isquêmico. A mortalidade não difere significativamente entre as duas raças. Os tamanhos da cicatriz do miocárdio eram comparáveis entre as duas raças Para medir a extensão da cicatriz cardíaca como consequência do MI, foi realizada a ressonância magnética. Os tamanhos das cicatrizes e os escores de BARI foram comparáveis entre as duas raças medidas no 2º mês de seguimento em suínos landrace, e no 3º e 6º mês em miniporcos de Göttingen(Figura 2E,F). Não foram observadas diferenças quando os tamanhos das cicatrizes estavam relacionados aos escores de BARI em suínos landrace aos 2 meses (0,55 ± 0,1) e nos miniporcos de Göttingen aos 3 meses e 6 meses, respectivamente (0,75 ± 0,12 e 0,57 ± 0,08). As cicatrizes foram localizadas nos segmentos anterior, anteroeseptal, septal, anteroáptico e apical do coração em ambas as raças. A parede lateral foi afetada apenas em miniporcos de Göttingen. O infarto ventricular direito foi insignificante, afetou apenas um animal dos onze miniporcos sobreviventes de Göttingen e um em cada dez porcos landrace (2,11 ± 2,11 contra 0,97 ± 0,97). Aumento da massa ventricular esquerda foi mais acentuado em suínos landrace durante o acompanhamento A taxa de crescimento cardíaco foi medida pelo CMRI. A massa LVED em miniporcos de Göttingen aumentou apenas moderadamente (8%) aos 6 meses (Figura 3A). Em contrapartida, nos suínos landrace, a massa LVED aumentou quase 100% em 2 meses(Figura 3B). Fração de ejeção ventricular esquerda diminuiu apenas em miniporcos de Göttingen LVEF, como parâmetro mais utilizado da função sistólica ventricular esquerda, foi medido pelo CMRI. O MI resultou em uma diminuição significativa do LVEF em miniporcos aos 3 meses e 6 meses(Figura 4A). Em landrace suínos, LVEF não mudou após 2 meses (Figura 4B). Pós-infarto LVESV e LVEDV aumentaram significativamente em ambas as raças(Tabela 1). O LVESV aumentou 69% e 80% nos miniporcos de Göttingen após 3 e 6 meses, respectivamente, e em 80% em suínos landrace após 2 meses. A LVEDV apresentou um aumento de 28% após 3 meses e um aumento de 42% após 6 meses nos miniporcos de Göttingen e um aumento de 82% nos suínos landrace após 2 meses. O LVSV dos suínos landrace aumentou 85% em 2 meses e o LVSV dos minipigs de Göttingen não aumentou significativamente mesmo aos 6 meses. O volume atrial esquerdo indexado à área da superfície corporal aumentou apenas em miniporcos de Göttingen, mas ambas as raças desenvolveram edema pulmonar após infarto do miocárdio Para examinar ainda mais os sinais de HF, realizamos a medição do volume atrial esquerdo indexado à área da superfície corporal (LAVi). O LAVi aumentou 34% nos miniporcos de Göttingen após 6 meses(Figura 5A) e não mudou significativamente nos suínos landrace após 2 meses(Figura 5B). Imagens representativas mostram o rastreamento da atria esquerda (Figura 5C-D). Além disso, a presença ou ausência de edema pulmonar foi avaliada pelo CMRI nas imagens do localizador (Figura 5E). O edema pulmonar foi observado em ambas as raças como resultado da descompensação cardíaca. Dez dos onze miniporcos de Göttingen e nove em cada dez porcos landrace mostraram sinais óbvios de edema pulmonar. Aumento do peso corporal foi mais acentuado em suínos landrace durante o acompanhamento Em Göttingen, o ganho de peso corporal foi de apenas 8% após 3 meses e 30% após 6 meses(Figura 6A),enquanto o aumento do peso cardíaco foi acompanhado por um aumento de quase 100% no peso corporal em suínos landrace aos 2 meses(Figura 6B). Tendências nos parâmetros funcionais cardíacos diferem entre miniporcos de Göttingen e porcos Landrace A oclusão da artéria coronária levou a uma diminuição quase significativa na pressão arterial média (MAP) em miniporões de Göttingen (57,9 ± 3,98 mmHg vs. 49,89 ± 1,24 mmHg) e diminuiu significativamente em suínos Landrace (65,4 ± 5,97 mmHg vs. 45,47 ± 4,79* mmHg) na fase de reperfusão precoce em comparação com os valores da linha de base (pré-infarto). A IC é um indicador confiável de desempenho cardíaco, que relaciona co ventricular esquerdo à BSA. Nos miniporcos de Göttingen, a IC não alterou nos pontos de tempo medidos(Figura 7A),enquanto nos suínos landrace uma tendência de aumento foi detectada no índice cardíaco(Figura 7B). O RH dos miniporcos de Göttingen aumentou significativamente em 3 (20%) e 6 meses (22%) após MI em comparação com os valores da linha de base(Tabela 2). Em contrapartida, o RH dos suínos landrace não mudou significativamente durante o período de seguimento. Em Göttingen, o CO de miniporcos apresentou um aumento significativo de 32% apenas em 6 meses de seguimento, enquanto o CO aumentou 76% em suínos landrace após 2 meses devido a um aumento significativo na LVSV (Tabela 2). A BSA aumentou significativamente em ambas as raças nos pontos de tempo medidos(Tabela 2). A BSA aumentou 4% e 19% nos miniporcos de Göttingen após 3 e 6 meses, respectivamente, e em 54% em suínos landrace após 2 meses. O aumento dos parâmetros morfofuncionais ventriculares direito foi observado tanto nos miniporcos de Göttingen quanto nos porcos landrace O MI afetou não apenas a função ventricular esquerda, mas também resultou em um aumento significativo de RVEF em ambas as raças(Figura 8) medido pelo CMRI, apesar do insignificante tamanho da cicatriz ventricular direita. A massa rved aumentou apenas em suínos landrace(Tabela 3). A RVESV não mudou durante o seguimento em nenhuma das raças. O RVEDV aumentou significativamente 37% apenas em suínos landrace(Tabela 3). Enquanto o RVSV em miniporcos de Göttingen aumentou significativamente 23% somente após 6 meses, em Landrace, observou-se um aumento significativo de 80% no RVSV em 2 meses. Figura 2. Estimativa do miocárdio em risco com base no escore de BARI (Bypass Angioplasty Revascularization Investigation Myocardy Jeopardy Index) (A-D). O valor total da artéria relacionada ao infarto é dividido pela soma dos 3 valores totais de cada artéria coronária, da artéria coronária direita (RCA), da artéria coronária circunflexa esquerda (LCX) e da artéria coronária descendente anterior esquerda (LAD). Tamanhos de cicatriz ventricular esquerda em miniporcos de Göttingen e porcos landrace medidos por ressonância magnética cardíaca(E). O tamanho da cicatriz é mostrado como uma razão de massa de infarto com a massa do ventrículo esquerdo no final da diastole (LVED). Pontuação de BARI em miniporcos de Göttingen e porcos landrace medidos antes da oclusão coronariana(F). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 3. Massa ventricular final-diastólica (LVED) de miniporcos de Göttingen (A) e landrace (B) medida por ressonância magnética cardíaca. *p<0,05 vs. linha de base correspondente (medidas repetidas ANOVA unidirecional seguida pelo teste de LSD de Fisher em miniporcos de Göttingen; teste t emparelhado em porcos Landrace). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 4. Fração de ejeção ventricular esquerda (LV) (%) de miniporcos de Göttingen (A) e porcos landrace (B) medidos por ressonância magnética cardíaca. *p<0,05 vs. linha de base correspondente (medidas repetidas ANOVA unidirecional seguida pelo teste de LSD de Fisher em miniporcos de Göttingen; teste t emparelhado em porcos Landrace). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Parâmetro medido Miniporca göttingen Porcos landrace referência 3 meses 6 meses referência 2 meses LVESV [ml] 25.77 ± 1.73 43,65 ± 4,53* 46.28 ± 4.35* 54.59 ± 2.00 98.26 ± 8.60* LVEDV [ml] 55.49 ± 3.14 71.08 ± 5.25* 78,81 ± 5,46* 93,99 ± 3,85 171,20 ± 11,50* LVSV [ml] 29.71 ± 1.65 27.44 ± 1.97 32.52 ± 2.37 39.40 ± 3.05 72,94 ± 3,99* Mesa 1. Volume ventricular esquerdo end-sistólica (LVESV), volume ventricular de final diastólico esquerdo (LVEDV) e volume de traçado ventricular esquerdo (LVSV) nos pontos de tempo medidos em porcos Landrace e minipigs Göttingen. *p<0,05 vs. linha de base correspondente (medidas repetidas ANOVA unidirecional seguida pelo teste de LSD de Fisher em miniporcos de Göttingen; teste t emparelhado em porcos Landrace). Figura 5. Volume atrial esquerdo indexado à área da superfície corporal (LAVi) em mL/m2 em minipigs de Göttingen (A) e poros landrace (B) medidos por ressonância magnética cardíaca. Imagens representativas de volumes atrial esquerdos, foram feitas traçadas nas imagens de dois e quatro salas (D). As setas brancas mostram a presença de edema pulmonar na imagem do localizador representativo (E). *p<0,05 vs. linha de base correspondente (teste t emparelhado em miniporcos de Göttingen e porcos Landrace). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 6. Peso corporal (kg) de miniporcos de Göttingen (A) e landrace (B). *p<0,05 vs. linha de base correspondente (medidas repetidas ANOVA unidirecional seguida pelo teste de LSD de Fisher em miniporcos de Göttingen; teste t emparelhado em porcos Landrace). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 7. Índices cardíacos ventriculares esquerdos (LV) (L/min/m2) de minipigs de Göttingen (A) e landrace (B). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Parâmetro medido Miniporca göttingen Porcos landrace referência 3 meses 6 meses referência 2 meses HR [1/min] 79.64 ± 4.03 95,55 ± 5,34* 97,00 ± 4,46* 93.44 ± 2.73 88.00 ± 2.52 CO [L/min] 2.37 ± 0.16 2.58 ± 0.20 3.12 ± 0,24* 3.65 ± 0.25 6.41 ± 0,39* BSA [m2] 0,70 ± 0,01 0,73 ± 0,01* 0,83 ± 0,03* 0,70 ± 0,01 1,08 ± 0,03* Mesa 2. Frequência cardíaca (HR), saída cardíaca (CO) e área da superfície corporal (BSA) de miniporcos de Göttingen e porcos Landrace. *p<0,05 vs. linha de base correspondente (medidas repetidas ANOVA unidirecional seguida pelo teste de LSD de Fisher em miniporcos de Göttingen; teste t emparelhado em porcos Landrace). Figura 8. Frações de ejeção ventricular direita (RV) (%) de miniporcos de Göttingen (A) e porcos landrace (B). *p<0,05 vs. linha de base correspondente (medidas repetidas ANOVA unidirecional seguida pelo teste de LSD de Fisher em miniporcos de Göttingen; teste t emparelhado em porcos Landrace). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Parâmetro medido Miniporca göttingen Porcos landrace referência 3 meses 6 meses referência 2 meses Massa RVED [g] 8.64 ± 0,68 8.98 ± 0,76 7.94 ± 0,77 16.49 ± 0,90 23.61 ± 1,40* RVESV [ml] 18.27 ± 1.47 16.91 ± 1.80 14.57 ± 1.02 43.59 ± 3.68 42.65 ± 2.37 RVEDV [ml] 44.16 ± 2.61 42.14 ± 2.83 46.27 ± 3.45 83.03 ± 3.42 113,72 ± 5,12* RVSV [ml] 25.82 ± 1.72 25.25 ± 1.67 31.71 ± 2.99* 39.44 ± 3.52 71.06 ± 3.38* Tabela 3. Massa ventricular end-diastólica (RVED), volume final ventricular direito sistólica (RVESV), volume ventricular direito de diastólica final (RVEDV) e volume de traçado ventricular direito (RVSV) em miniporcos Göttingen e porcos Landrace. *p<0,05 vs. linha de base correspondente (medidas repetidas ANOVA unidirecional seguida pelo teste de LSD de Fisher em miniporcos de Göttingen; teste t emparelhado em porcos Landrace).

Discussion

Aqui descrevemos um protocolo detalhado destacando as etapas críticas de uma técnica de indução de MI agudo e a avaliação do HF pós-MI em um modelo de peito fechado de miniporcos Göttingen adultos. Também descrevemos o método de administração de medicamentos intracoronários, pontuação bari, e relataram alterações ventriculares cardíacas ventriculares esquerda e direita morfofuncional em um modelo translacional pós-MI HF. Esta é a primeira caracterização do HF pós-MI em miniporcos de Göttingen em comparação com os porcos landrace, mostrando que o modelo de minipig de Göttingen reflete parâmetros pós-MI HF comparáveis aos humanos. Concluímos que o modelo de minipig de Göttingen é superior ao porco Landrace para acompanhar o desenvolvimento de modelos de suínos pós-MI HF. Modelos de suínos clinicamente relevantes do pós-MI HF são pré-requisitos para estudos finais de prova de conceito antes de entrar em ensaios clínicos na maioria dos projetos de desenvolvimento de medicamentos cardiovasculares e dispositivos médicos6,7,12. De fato, os modelos de suínos se assemelham aos seres humanos em propriedades de anatomia, fisiologia e bioquímica, em particular no campo da pesquisa mi, à medida que desenvolvem infartos trans-mural devido à falta de perfusão colateral14. Portanto, os modelos suínos podem servir como modelos para a análise de terapias cardioprotetoras e seus mecanismos24,25,26,27,28,29.

Aqui descobrimos que, apesar dos tamanhos iguais da cicatriz, das taxas de mortalidade e dos escores de BARI nas duas raças, a disfunção ventricular esquerda caracterizada pela diminuição do LVEF foi observada apenas nos miniporcos de Göttingen. Aqui observamos uma mortalidade aguda de 15,4% nos miniporcos de Göttingen e nenhuma mortalidade no período de seguimento, esta última é comparável à dos estudos clínicos. De fato, uma meta-análise em nível de paciente de 10 ensaios clínicos randomizados descobriu que a taxa de 1 ano de mortalidade por todas as causas era tão baixa quanto 2,2% após o infarto do miocárdio30. Os tamanhos das cicatrizes relatados aqui são comparáveis aos dos ensaios clínicos. Em ensaios clínicos realizados por Lonborg et al e Stone et al em pacientes sobreviventes do infarto do miocárdio de elevação de ST, os tamanhos médios da cicatriz, medidos como % da massa miocárade ventricular esquerda foram de 9,5% e 17,9%, respectivamente.30,31. Além disso, os tamanhos das cicatrizes no presente estudo estão de acordo com os relatados em publicações anteriores em miniporcos de Göttingen (12-25%)32,33,34,35,36,37 e em suínos landrace (14-18%)38,39,40. O presente achado sobre a linha de base LVEF em suínos Landrace é de acordo com dados relatados por outros em suínos de grande porte13,41,42. Esses valores em suínos grandes são menores em comparação com faixas de referência humanas saudáveis (58-61%)43 e valores de linha de base (pré-infarto) em miniporcos de Göttingen (55-73%)33,44,45. No entanto, vale ressaltar que apenas os dados pós-infarto ou as alterações delta do LVEF são relatados na maioria das publicações46,47,48,49,50. De acordo com os resultados atuais, estudos anteriores de 45 a 90 min de oclusão lad seguido de reperfusão ou por oclusão lad permanente demonstraram nenhuma redução ou redução modesta de LVEF em landrace ou yorkshire suíno após 4-6 semanas de seguimento em comparação com a linha de base (pré-infarto) LVEF51,52,53. No entanto, Schuleri et al. compararam parâmetros morfofuncionais entre miniporcos de Göttingen e suínos de Yorkshire e descobriram que ambas as raças apresentaram uma diminuição do LVEF 8 semanas após a indução de MI por 120 a 150 min LAD oclusão-reperfusão; no entanto, os valores lvef linha de base em yorkshire suínos não foram relatados54. Em outros experimentos em suínos dalland landrace fêmeas pós-MI remodelação adversa foi induzido por 90 min LAD oclusão, no entanto, LVEF não foi relatado após 4 semanas de acompanhamento55. Em contraste com nossos achados, em um estudo de de Jong et al., LVEF diminuiu acentuadamente em porcos landrace submetidos a oclusão lad peito aberto e seguido por um acompanhamento de 12 semanas56. Essa diferença pode ser atribuída ao período isquêmico substancialmente mais longo (150 min), o que resultou em maior tamanho de infarto (23,4 ± 2,1% de LV). Em outros lugares, 120 min de oclusão de peito fechado da artéria coronária circunflexa esquerda (LCX) em suínos alemães landrace levou a uma redução significativa no LVEF após oito semanas de reperfusão, sugerindo que a localização diferente do MI também pode afetar a função ventricular esquerda global57. Nossos resultados atuais são consistentes com outros que mostram redução significativa do LVEF no HF pós-MI em miniporcos de Göttingen após o acompanhamento a longo prazo33,44,45.

A redução do LVEF em miniporcos de Göttingen após o MI é consistente com dados clínicos que mostram disfunção cardíaca como consequência da remodelação ventricular em pacientes após aMI58. Em conclusão, os miniporcos de Göttingen melhor imitam as condições humanas, uma vez que o LVEF pré-infarto, o tamanho da cicatriz, o LVEF pós-infarto e a mortalidade são todos comparáveis aos parâmetros encontrados em humanos.

Aqui observamos um aumento de 8% na massa LVED após seis meses em miniporcos de Göttingen e um acentuadamente maior (97%) aumento de massas LVED em porcos Landrace após dois meses. Dados semelhantes foram relatados por Schuleri et al. em suínos de Yorkshire, onde um aumento de 40% no peso cardíaco foi observado após dois meses. Em contraste, em outros experimentos de peito fechado pós-MI HF em miniporcos de Göttingen não foram observadas alterações significativas nas massas ventriculares esquerdas33,44. Portanto, as diferenças entre as duas raças em relação ao LVEF podem ser atribuídas a uma taxa de crescimento cardíaco intensivo em suínos landrace e, portanto, a remodelação cardíaca alterada.

Em ambientes clínicos, além do LVEF, o volume ventricular esquerdo fornece uma visão valiosa sobre o prognóstico de longo prazo e a taxa de mortalidade em pacientes pós-MI59. LVESV é o principal determinante da mortalidade precoce e tardia em pacientes após aMI60,61. Aqui mostramos que o volume ventricular avaliado pelo CMRI aumentou significativamente em ambas as raças. A remodelagem pós-MI induziu um aumento mais acentuado no LVESV do que no LVEDV em miniporcos de Göttingen, enquanto tanto lvesv quanto LVEDV foram aumentados por uma taxa semelhante em porcos landrace. Consequentemente, a fração de ejeção ventricular esquerda (LVEF) foi significativamente diminuída em 3 e 6 meses apenas em miniporcos de Göttingen, mas não em porcos landrace após 2 meses. Esses resultados devem ser interpretados com cautela nos suínos landrace, onde o aumento do LVESV, LVEDV e LVSV (calculados como a diferença entre o LVESV e o LVEDV) são mais propensos a um aumento intensivo da massa cardíaca. O aumento do LVESV e do LVEDV são consistentes com os dados clínicos de pacientes com HFpós-MI 62,63,64. Além disso, a remodelagem ventricular esquerda adversa foi definida como um aumento de 15% ou mais no LVEDV em estudos clínicos65,66 e encontramos aqui um aumento de 28% após 3 meses e um aumento de 42% após 6 meses em LVEDV em miniporcos de Göttingen mostrando uma remodelagem adversa clinicamente relevante. Além disso, aqui mostramos que o LAVi aumentou apenas em miniporcos de Göttingen, mas não em porcos landrace. O aumento do volume atrial esquerdo é uma alteração estrutural adicional no contexto da FH e é um preditor independente de morte e internação de HF em pacientes sobreviventes do MI67.

A função ventricular direita raramente é estudada em modelos pós-MI HF. Aqui descobrimos que a fração de ejeção ventricular direita aumentou em ambas as raças. Embora o RV não estivesse praticamente envolvido na necrose do miocárdio, a RVEF aumentou significativamente em ambas as raças indicando sobrecarga de volume de RV e, portanto, disfunção ventricular esquerda. Da mesma forma, um estudo clínico que registrou 2008 pacientes com HF sistólica crônica mostrou que 733 pacientes (37%) pertencia à categoria normal de função ventricular direita com RVEF≥40%68.

Em conclusão, mostramos aqui que o modelo adulto de miniporca Göttingen com acompanhamento de longo prazo imita parâmetros funcionais e morfológicos do HF pós-MI comparável aos humanos. Nossos dados atuais também mostram que os suínos landrace não são adequados para a avaliação do HF pós-MI, principalmente devido às consequências do rápido aumento do peso corporal e cardíaco que não permite o acompanhamento a longo prazo e interfere na patologia pós-MI HF. Os porcos da terra podem ser adequados para avaliar as consequências do infarto agudo do miocárdio. A caracterização abrangente presente dos modelos de infarto de peito fechado em miniporcos Landrace e Göttingen será útil para escolher os modelos animais grandes ideais para estudar o HF pós-MI e desenvolver novas terapias contra essa patologia.

Limitações

O experimento atual foi realizado apenas em suínos do sexo feminino, portanto, o efeito potencial dos diferentes sexos no HF pós-MI permanece desconhecido nesses modelos69. Os sinais de HF foram avaliados pelo CMRI, de acordo com recomendações de uma diretriz recente sobre a relevância do rigor e da reprodutibilidade em estudos pré-clínicos sobre cardioproteção12. No entanto, o uso de angulação mais direcionada de planos de imagem CMRI e sequência mais direcionada pode resultar em melhor estimativa dos volumes atrial esquerdo, e edema pulmonar. Embora não tenhamos medido biomarcadores e sinais histológicos de pós-MI HF neste estudo, esses modelos são adequados para análise de quaisquer biomarcadores desde a disponibilidade de amostras de plasma e tecido. Devido à diferente suscetibilidade das 2 raças à lesão de isquemia/reperfusão, foram selecionadas diferentes durações de oclusão coronariana que podem limitar a comparação dos dois modelos, porém, por essa abordagem alcançamos tamanho infarto semelhante. O tempo de seguimento nas 2 raças foi diferente, pois nos suínos landrace apenas 2 meses de seguimento podem ser alcançados por razões técnicas, ou seja, rápido aumento do peso corporal que mostra uma grande limitação do modelo Landrace. Outra limitação é a falta de diferentes fatores de risco e comorbidades e, portanto, os atuais grandes modelos animais não imitam completamente a situação clínica em termos da presença de múltiplos fatores de risco, incluindo co-morbidades e seus medicamentos. No entanto, atualmente, não existem grandes modelos animais estabelecidos com múltiplas comorbidades para uso rotineiro. Esses grandes modelos animais não podem ser alimentados para análise de mortalidade por razões éticas animais e pelo alto custo desses estudos.

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudo foi financiado pela Quark Pharmaceuticals Inc, onde a S.A. e a E.F. são funcionários. Este estudo também foi apoiado pelo Escritório Nacional de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação da Hungria (NKFIA; NVKP-16-1-2016-0017 Programa Nacional do Coração), e pelo Programa de Excelência Institucional de Ensino Superior do Ministério das Capacidades Humanas na Hungria, no âmbito do programa temático de Desenvolvimento Terapêutico da Universidade Semmelweis. O GB.B. foi apoiado pela EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00009 e gedeon Richter Plc. Scholarship. Z.G. foi apoiado por uma Bolsa de Pesquisa János Bolyai da Academia Húngara de Ciências e pelo ÚNKP-19-4 Novo Programa Nacional de Excelência do Ministério das Capacidades Humanas.

Materials

Special Diet Services pig chow  SDS, Witham, England, Hungarian distributor: Akronom Kft.
maintenance minipig diet  no. 9023, Altromin
pregnant sow chow Bonafarm-Bábolna Takarmány Plc
ketamine hydrochloride Richter Pharma AG
xylazine Medicus Partner
atropine Egis
endotracheal tube  Portex
isoflurane Abbot
anesthetic machine Dräger Julian
18 G needle Anhul Kangda Medical Products Co. Ltd.
5% glucose in Ringer solution B Braun
atracurium besylate GSK
cardiac magnetic resonance machine Siemens Healthineers Medical GmbH
acetyl salicylic acid Bayer
clopidogrel Zentiva
meloxicam (meloxidyl) Ceva
antibiotic coctail (tardomyocel) comp III. Norbrook
ear vein cannula B Braun Melsungen AG
magnesium sulfate Wörwag Pharma GmbH
povidone-iodine Egis
ECG electrodes Leonhard Lang GmbH
6F-ACT introducer St Jude Medical
heparin TEVA
arterial pressure sensor and monitoring system GE Healthcare
guidewire  PT2MS Boston Scientific
5F guiding catheter Medtronic Launcher, 5F
fluoroscope, C-bow Siemens Medical GmbH
Iobitridol (Xenetix) Guerbet
balloon catheter Boston Scientific, EMERGE, 2.5mm x 12mm
heating device 3M
rectal probe Vatner Kft
pulse oxymeter Comen medical
epinephrine Richter Gedeon Rt.
lidocaine EGIS
microcatheter Caravel ASAHI
defibrillator GE Marquette Responder 1100
perfusion pump  TSE system
antiseptic coating Friedrich Huber aeronova GmbH&Co
gadobutrol Bayer
MASS 7.6 analysis software Medis Medical Imaging Software, Leiden
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Referencias

  1. Gerber, Y., et al. A contemporary appraisal of the heart failure epidemic in Olmsted County, Minnesota 2000 to 2010. JAMA Internal Medicine. 175 (6), 996-1004 (2015).
  2. Gerber, Y., et al. Mortality Associated With Heart Failure After Myocardial Infarction: A Contemporary Community Perspective. Circulation: Heart Failure. 9 (1), e002460 (2016).
  3. Paradies, V., Chan, M. H. H., Hausenloy, D. J., Watson, T. J., Ong, P. J. L., Tcheng, J. E. . Primary Angioplasty: A Practical Guide. , 307-322 (2018).
  4. Ponikowski, P., et al. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC)Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. European Heart Journal. 37 (27), 2129-2200 (2016).
  5. Windecker, S., et al. ESC/EACTS Guidelines on myocardial revascularization: The Task Force on Myocardial Revascularization of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS)Developed with the special contribution of the European Association of Percutaneous Cardiovascular Interventions (EAPCI). European Heart Journal. 35 (37), 2541-2619 (2014).
  6. Hausenloy, D. J., et al. Novel targets and future strategies for acute cardioprotection: Position Paper of the European Society of Cardiology Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. 113 (6), 564-585 (2017).
  7. Lecour, S., et al. ESC working group cellular biology of the heart: position paper: improving the preclinical assessment of novel cardioprotective therapies. Cardiovascular Research. 104 (3), 399-411 (2014).
  8. Ferdinandy, P., Hausenloy, D. J., Heusch, G., Baxter, G. F., Schulz, R. Interaction of risk factors, comorbidities, and comedications with ischemia/reperfusion injury and cardioprotection by preconditioning, postconditioning, and remote conditioning. Pharmacological Reviews. 66 (4), 1142-1174 (2014).
  9. Gaspar, A., et al. Randomized controlled trial of remote ischaemic conditioning in ST-elevation myocardial infarction as adjuvant to primary angioplasty (RIC-STEMI). Basic Research in Cardiology. 113 (3), 14 (2018).
  10. Hausenloy, D. J., et al. Effect of remote ischaemic conditioning on clinical outcomes in patients with acute myocardial infarction (CONDI-2/ERIC-PPCI): a single-blind randomised controlled trial. Lancet. 394 (10207), 1415-1424 (2019).
  11. Heusch, G. Cardioprotection research must leave its comfort zone. European Heart Journal. 39 (36), 3393-3395 (2018).
  12. Bøtker, H. E., et al. Practical guidelines for rigor and reproducibility in preclinical and clinical studies on cardioprotection. Basic Research in Cardiology. 113 (5), 39 (2018).
  13. McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nature Protocols. 7 (8), 1479-1496 (2012).
  14. Cesarovic, N., Lipiski, M., Falk, V., Emmert, M. Y. Animals in cardiovascular research. European Heart Journal. 41 (2), 200-203 (2020).
  15. Gutierrez, K., Dicks, N., Glanzner, W. G., Agellon, L. B., Bordignon, V. Efficacy of the porcine species in biomedical research. Frontiers in Genetics. 6, 293 (2015).
  16. Lelovas, P. P., Kostomitsopoulos, N. G., Xanthos, T. T. A comparative anatomic and physiologic overview of the porcine heart. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 53 (5), 432-438 (2014).
  17. Itoh, T., et al. Body surface area measurement in laboratory miniature pigs using a computed tomography scanner. Journal of Toxicological Sciences. 41 (5), 637-644 (2016).
  18. Swindle, M. M., Makin, A., Herron, A. J., Clubb, F. J., Frazier, K. S. Swine as models in biomedical research and toxicology testing. Veterinary Pathology. 49 (2), 344-356 (2012).
  19. Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Gottingen minipig: intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), (2011).
  20. Pepine, C. J., Hill, J. A., Labert, C. R. . Diagnostic and therapeutic cardiac catheterization. , (1998).
  21. Thompson, C. A. . Textbook Of Cardiovascular Intervention. , (2016).
  22. Moral, S., et al. Quantification of myocardial area at risk: validation of coronary angiographic scores with cardiovascular magnetic resonance methods. Revista Española de Cardiología (English Edition). 65 (11), 1010-1017 (2012).
  23. Candell-Riera, J., et al. Culprit lesion and jeopardized myocardium: correlation between coronary angiography and single-photon emission computed tomography. Clinical Cardiology. 20 (4), 345-350 (1997).
  24. Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67 (2017).
  25. Giricz, Z., et al. Swiprosin-1/EFhD-2 Expression in Cardiac Remodeling and Post-Infarct Repair: Effect of Ischemic Conditioning. International Journal of Molecular Sciences. 21 (9), (2020).
  26. Gyöngyösi, M., et al. Inhibition of interleukin-1beta convertase is associated with decrease of neointimal hyperplasia after coronary artery stenting in pigs. Molecular and Cellular Biochemistry. 249 (1-2), 39-43 (2003).
  27. Gyöngyösi, M., et al. Platelet activation and high tissue factor level predict acute stent thrombosis in pig coronary arteries: prothrombogenic response of drug-eluting or bare stent implantation within the first 24 hours. Thrombosis and Haemostasis. 96 (2), 202-209 (2006).
  28. Lukovic, D., et al. Transcriptional Alterations by Ischaemic Postconditioning in a Pig Infarction Model: Impact on Microvascular Protection. International Journal of Molecular Sciences. 20 (2), (2019).
  29. Pavo, N., et al. On-line visualization of ischemic burden during repetitive ischemia/reperfusion. JACC Cardiovascular Imaging. 7 (9), 956-958 (2014).
  30. Stone, G. W., et al. Relationship Between Infarct Size and Outcomes Following Primary PCI: Patient-Level Analysis From 10 Randomized Trials. Journal of the American College of Cardiology. 67 (14), 1674-1683 (2016).
  31. Lønborg, J., et al. Final infarct size measured by cardiovascular magnetic resonance in patients with ST elevation myocardial infarction predicts long-term clinical outcome: an observational study. European Heart Journal: Cardiovascular Imaging. 14 (4), 387-395 (2013).
  32. Karantalis, V., et al. Synergistic Effects of Combined Cell Therapy for Chronic Ischemic Cardiomyopathy. Journal of the American College of Cardiology. 66 (18), 1990-1999 (2015).
  33. Natsumeda, M., et al. A Combination of Allogeneic Stem Cells Promotes Cardiac Regeneration. Journal of the American College of Cardiology. 70 (20), 2504-2515 (2017).
  34. Quevedo, H. C., et al. Allogeneic mesenchymal stem cells restore cardiac function in chronic ischemic cardiomyopathy via trilineage differentiating capacity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (33), 14022-14027 (2009).
  35. Schuleri, K. H., et al. CT for evaluation of myocardial cell therapy in heart failure: a comparison with CMR imaging. JACC: Cardiovascular Imaging. 4 (12), 1284-1293 (2011).
  36. Schuleri, K. H., et al. Cardiovascular magnetic resonance characterization of peri-infarct zone remodeling following myocardial infarction. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 14 (1), 24 (2012).
  37. Schuleri, K. H., et al. Autologous mesenchymal stem cells produce reverse remodelling in chronic ischaemic cardiomyopathy. European Heart Journal. 30 (22), 2722-2732 (2009).
  38. Jansen of Lorkeers, S. J., et al. Xenotransplantation of Human Cardiomyocyte Progenitor Cells Does Not Improve Cardiac Function in a Porcine Model of Chronic Ischemic Heart Failure. Results from a Randomized, Blinded, Placebo Controlled Trial. PLoS One. 10 (12), e0143953 (2015).
  39. van Hout, G. P., et al. Admittance-based pressure-volume loops versus gold standard cardiac magnetic resonance imaging in a porcine model of myocardial infarction. Physiological Report. 2 (4), e00287 (2014).
  40. Thavapalachandran, S., et al. Platelet-derived growth factor-AB improves scar mechanics and vascularity after myocardial infarction. Science Translational Medicine. 12 (524), (2020).
  41. Pahlm, U. S., et al. Regional wall function before and after acute myocardial infarction; an experimental study in pigs. BMC Cardiovascular Disorders. 14, 118 (2014).
  42. Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67 (2017).
  43. Petersen, S. E., et al. Reference ranges for cardiac structure and function using cardiovascular magnetic resonance (CMR) in Caucasians from the UK Biobank population cohort. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 19 (1), 18 (2017).
  44. Bellera, N., et al. Single intracoronary injection of encapsulated antagomir-92a promotes angiogenesis and prevents adverse infarct remodeling. Journal of the American Heart Association. 3 (5), e000946 (2014).
  45. Sharp, T. E., et al. Cortical Bone Stem Cell Therapy Preserves Cardiac Structure and Function After Myocardial Infarction. Circulation Research. 121 (11), 1263-1278 (2017).
  46. Crisostomo, V., et al. Delayed administration of allogeneic cardiac stem cell therapy for acute myocardial infarction could ameliorate adverse remodeling: experimental study in swine. Journal of Translational Medicine. 13, 156 (2015).
  47. Uitterdijk, A., et al. VEGF165A microsphere therapy for myocardial infarction suppresses acute cytokine release and increases microvascular density but does not improve cardiac function. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 309 (3), H396-H406 (2015).
  48. Vilahur, G., et al. HMG-CoA reductase inhibition prior reperfusion improves reparative fibrosis post-myocardial infarction in a preclinical experimental model. International Journal of Cardiology. 175 (3), 528-538 (2014).
  49. Vilahur, G., et al. Reperfusion-triggered stress protein response in the myocardium is blocked by post-conditioning. Systems biology pathway analysis highlights the key role of the canonical aryl-hydrocarbon receptor pathway. European Heart Journal. 34 (27), 2082-2093 (2013).
  50. Zalewski, J., et al. Cyclosporine A reduces microvascular obstruction and preserves left ventricular function deterioration following myocardial ischemia and reperfusion. Basic Research in Cardiology. 110 (2), 18 (2015).
  51. Galvez-Monton, C., et al. Comparison of two preclinical myocardial infarct models: coronary coil deployment versus surgical ligation. Journal of Translational Medicine. 12, 137 (2014).
  52. Ghugre, N. R., Pop, M., Barry, J., Connelly, K. A., Wright, G. A. Quantitative magnetic resonance imaging can distinguish remodeling mechanisms after acute myocardial infarction based on the severity of ischemic insult. Magnetic Resonance in Medicine. 70 (4), 1095-1105 (2013).
  53. Sim, D. S., et al. Cardioprotective effect of fimasartan, a new angiotensin receptor blocker, in a porcine model of acute myocardial infarction. Journal of Korean Medical Science. 30 (1), 34-43 (2015).
  54. Schuleri, K. H., et al. The adult Gottingen minipig as a model for chronic heart failure after myocardial infarction: focus on cardiovascular imaging and regenerative therapies. Comparative Medicine. 58 (6), 568-579 (2008).
  55. Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. Journal of Visualized Experiments. (86), (2014).
  56. de Jong, R., et al. Cardiac function in a long-term follow-up study of moderate and severe porcine model of chronic myocardial infarction. BioMed Research International. 2015, 209315 (2015).
  57. Raake, P. W. J., et al. Comprehensive cardiac phenotyping in large animals: comparison of pressure-volume analysis and cardiac magnetic resonance imaging in pig post-myocardial infarction systolic heart failure. International Journal of Cardiovascular Imaging. 35 (9), 1691-1699 (2019).
  58. Burns, R. J., et al. The relationships of left ventricular ejection fraction, end-systolic volume index and infarct size to six-month mortality after hospital discharge following myocardial infarction treated by thrombolysis. Journal of the American College of Cardiology. 39 (1), 30-36 (2002).
  59. Cohn, J. N., Ferrari, R., Sharpe, N. Cardiac remodeling–concepts and clinical implications: a consensus paper from an international forum on cardiac remodeling. Behalf of an International Forum on Cardiac Remodeling. Journal of the American College of Cardiology. 35 (3), 569-582 (2000).
  60. Migrino, R. Q., et al. End-systolic volume index at 90 to 180 minutes into reperfusion therapy for acute myocardial infarction is a strong predictor of early and late mortality. The Global Utilization of Streptokinase and t-PA for Occluded Coronary Arteries (GUSTO)-I Angiographic Investigators. Circulation. 96 (1), 116-121 (1997).
  61. White, H. D., et al. Left ventricular end-systolic volume as the major determinant of survival after recovery from myocardial infarction. Circulation. 76 (1), 44-51 (1987).
  62. Asgeirsson, D., et al. Longitudinal shortening remains the principal component of left ventricular pumping in patients with chronic myocardial infarction even when the absolute atrioventricular plane displacement is decreased. BMC Cardiovascular Disorders. 17 (1), 208 (2017).
  63. Pfeffer, M. A., Lamas, G. A., Vaughan, D. E., Parisi, A. F., Braunwald, E. Effect of captopril on progressive ventricular dilatation after anterior myocardial infarction. New England Journal of Medicine. 319 (2), 80-86 (1988).
  64. McKay, R. G., et al. Left ventricular remodeling after myocardial infarction: a corollary to infarct expansion. Circulation. 74 (4), 693-702 (1986).
  65. Cung, T. T., et al. Cyclosporine before PCI in Patients with Acute Myocardial Infarction. New England Journal of Medicine. 373 (11), 1021-1031 (2015).
  66. Savoye, C., et al. Left ventricular remodeling after anterior wall acute myocardial infarction in modern clinical practice (from the REmodelage VEntriculaire [REVE] study group). American Journal of Cardiology. 98 (9), 1144-1149 (2006).
  67. Meris, A., et al. Left atrial remodelling in patients with myocardial infarction complicated by heart failure, left ventricular dysfunction, or both: the VALIANT Echo study. European Heart Journal. 30 (1), 56-65 (2009).
  68. Meyer, P., et al. Effects of right ventricular ejection fraction on outcomes in chronic systolic heart failure. Circulation. 121 (2), 252-258 (2010).
  69. Perrino, C., et al. Improving Translational Research in Sex-specific Effects of Comorbidities and Risk Factors in Ischemic Heart Disease and Cardioprotection: Position Paper and Recommendations of the ESC Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. , (2020).

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Brenner, G. B., Giricz, Z., Garamvölgyi, R., Makkos, A., Onódi, Z., Sayour, N. V., Gergely, T. G., Baranyai, T., Petneházy, Ö., Kőrösi, D., Szabó, G. P., Vago, H., Dohy, Z., Czimbalmos, C., Merkely, B., Boldin-Adamsky, S., Feinstein, E., Horváth, I. G., Ferdinandy, P. Post-Myocardial Infarction Heart Failure in Closed-chest Coronary Occlusion/Reperfusion Model in Göttingen Minipigs and Landrace Pigs. J. Vis. Exp. (170), e61901, doi:10.3791/61901 (2021).
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