Foetale muis cardiovasculaire Imaging met behulp van een systeem van hoge-frequentie echografie (30 / 45MHZ)

Aangeboren afwijkingen van het hart zijn heterogene structurele gebreken die zich tijdens de vroege ontwikkeling van de cardiale voordoen. Vooruitgang van de huidige operationele procedures die hebben geleid tot aanzienlijke verbeteringen in de overlevingscijfers van zuigelingen met CHDs^1,2. Kwaliteit van leven is echter vaak gecompromitteerde secondary met langdurige hospitalisatie en behoeften voor reparatie van chirurgische procedures^1,2,3,4,5geënsceneerd. Prenatale opsporing van de moleculaire mechanismen van CHDs is van cruciaal belang om het plan van de vroege interventies, voor het verrichten van nieuwe preventiestrategieën, en ter verbetering van de levenslange resultaten^6,7.

Hoewel meerdere genetische en ecologische factoren zijn betrokken bij CHDs pathogenese, blijft tot oprichting van de causaliteit een unmet behoefte om diagnostische, therapeutische en preventieve strategieën^{1,8,9 ,10,11,12}. Bovendien opent onderzoekt de rol van in utero stressfactoren en epigenetische modifiers nieuwe locaties voor toekomstige onderzoeken^11,12. De afgelopen tien jaar is inderdaad getuige geweest van snelle vooruitgang in de technologie volgende generatie sequencing met inbegrip van één nucleotide polymorphism (SNP) microarray, hele exome sequencing en methylation van genoom-brede studies, hun gebruik in het bestuderen van de genetische modificatie oorzaken van complexe ziekten bij de mens, met inbegrip van CHDs^1,8,9,10,11 is de weg effent naar het identificeren van nieuwe mutaties en genetische varianten die nog niet hebben getest voor hun pathogeniteit geschikt diermodellen.

Onder de andere ziekte modelsystemen is muis de diermodel van keuze, niet alleen voor het onderzoek naar mechanismen van CHDs tijdens de vroege cardiogenesis^13,14,15,16, maar ook om te verhelderen hun effect op cardiale kamer rijping en functie op late zwangerschap in prenatale en perinatale stressfactoren. Vandaar, het uitvoeren van in vivo fenotypische karakterisering van een mutant foetale muis hart, tijdens zowel de vroege en de late stadia van ontwikkeling, is cruciaal om te begrijpen van de rol van deze genetische variaties en milieufactoren op cardiale ontwikkeling, en de mogelijke toekomstige gevolgen voor kamer specifieke rijping processen in muizen.

Vroegtijdige opsporing en accurate diagnose van cardiale afwijkingen tijdens ontwikkeling is essentieel voor Interventionele planning^17,18. Wordt veilig, eenvoudig, draagbare en herhaalbare, foetale echografie is inderdaad uitgegroeid tot de standaard imaging techniek voor cardiale evaluatie in de kliniek. Beoordeling van de foetale circulatie met behulp van Doppler echografie wijd gebruikt in de klinische praktijk niet alleen voor de detectie van cardiale afwijkingen, maar ook om vasculaire afwijkingen, placenta insufficiëntie en uteriene groei beperking te detecteren en te evalueren het foetale welzijn in reactie op in utero beledigingen hypoxemia, maternale ziekte, alsmede drug toxiciteit^17,18. Parallel aan de waarde bij de evaluatie van de menselijke gebreken en ziekten, heeft echografie beoordeling van foetale muizen opgedaan toenemende utility in experimental instellingen^{19,20,21,22, 23}. In het bijzonder, kunt foetale hart echografie (echocardiografie) sequentiële in vivo visualisatie van het ontwikkelende hart. Vele experimentele studies hebben echografie-imaging technologie gebruikt om het observeren van foetale cardiovasculaire ontwikkeling in transgene foetale muizen. Doppler echografie is vooral handig voor het ophelderen van de pathofysiologische parameters, zoals de stromingspatronen in de foetale circulatie onder fysiologische uitdagingen of^10,19van de voorwaarden van de ziekte. Bij zowel mensen als dieren, kan abnormale stroom of zuurstof bloedtoevoer naar de foetus voortvloeien uit verschillende omstandigheden die kunnen verstoren milieu van de foetus in utero en beïnvloeden de fetoplacental as, met inbegrip van de afwijkingen van de placenta, maternale hypoxie, Zwangerschapsdiabetes en farmaceutisch geïnduceerde vasculaire vernauwing^15,22. Daarom, tot vaststelling van gestandaardiseerde methoden voor het uitvoeren van Doppler ultrasone klanken op foetale muizen zal enorm de emancipatie van toekomstige studies van CHDs doordat de stromingspatronen toezicht en belangrijke hemodynamische indexcijfers van de cardiovasculaire circuits tijdens verschillende stadia van ontwikkeling van de cardiale in genetische Muismodellen.

Hoge frequentie echografie heeft ontpopt als een krachtig instrument voor het meten van de ontwikkelings- en fysiologische parameters van het cardiovasculaire systeem in muismodellen en ziekten bij de mens¹⁸. Deze technologie is verder verfijnd geweest in de afgelopen jaren. Wij en andere onderzoekers hebben aangetoond de haalbaarheid van dit systeem voor de uitvoering van ultra-hoge frequentie echografie studies naar de foetale muis hart^{15,19,20,21,22 ,23}. Het systeem is uitgerust met Doppler kleur flow mapping en lineaire matrix omvormers die het genereren van tweedimensionale, dynamische beelden met hoge frequentie (30 tot 50 MHz) framesnelheden. Deze voordelen, in vergelijking met lage frequentie echografie systemen en de vorige generatie van hoge frequentie echografie^21,22, voorzien in de nodige gevoeligheid en resolutie grondige evaluatie van de foetale bloedsomloop systeem, met inbegrip van uitgebreide karakterisering van hart structuren, kamer functie en stroom indexcijfers van de foetale muizen in experimentele instellingen. Hierin duidelijk naar voren komt methoden voor het uitvoeren van snelle beoordeling van cardiopulmonale omloop en feto-placenta embryonale dag E18.5 in vivo verkeer met behulp van een hoogfrequent systeem. We kozen voor een 30/45 MHz transducer waarmee een axiale resolutie van ongeveer 60 µm en een laterale resolutie van 150 µm. Echter, een hogere frequentie omvormer (40/50 MHz) kan worden gekozen voor het analyseren van eerder ontwikkelingsstadia door een vergelijkbare methodologische aanpak te volgen. De geselecteerde M-modus kunnen de visualisatie van weefsels in beweging op hoge temporele resolutie niveaus (1.000 frames/s). Tot slot, we de haalbaarheid van hoge echografie voor gedetailleerde uitgebreide fenotypische karakterisering van foetale cardiovasculaire hemodynamische status en functie in muizen op basislijn en in reactie op stress prenatale hypoxie aantonen.