Мышиной модели имплантации стента в сонной артерии по изучению рестеноза
Summary
Модель имплантации стента в артерии мыши сонных описано. По сравнению с другими подобными методами, эта процедура является очень быстрым, простым и доступным, предлагая возможность учиться в удобном виде сосудистой реакции стены различных стентов с лекарственным покрытием и молекулярные механизмы рестеноза.
Abstract
Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в развитии стента в последние десятилетия, сердечно-сосудистые заболевания остаются основной причиной смерти в западных странах. Помимо преимуществ, предлагаемых развитие различных стентов с лекарственным покрытием, коронарной реваскуляризации несет и опасных для жизни риски в тромбоз стента и рестеноза. Исследование новых терапевтических стратегий нарушается из-за отсутствия соответствующих методов для изучения имплантации стента и рестеноза процессов. Здесь мы описываем быстрой и доступной процедурой имплантации стента в сонную артерию мышь, которая предоставляет возможность учиться в удобном виде молекулярных механизмов ремоделирования сосудов и влияния различных покрытий препарата.
Introduction
Сердечно-сосудистые заболевания, вызванные прогрессирование атеросклероза являются ведущей причиной смерти в промышленно развитых странах. Атеросклероз представляет собой координационный, воспалительные фиброзно-пролиферативный ответ сосудистой стенки к повреждение эндотелия 1, в результате чего формирование расширенной бляшки в просвет сосуда, влияющие на кровоток в коронарных артерий. Более 75% инфарктов миокарда результат от разрыва тонкой крышкой волокнистых воспаленного 2 бляшки. Так как это осложнение может быть фатальным, чрескожная (коронарная) ангиопластика (ЧТКА) с имплантацией стента стал первым выбором терапии в современной медицинской практике. Метод позволяет расширение суженной коронарной артерии и, следовательно, восстановление кровотока. Одновременно это вызывает степень повреждения эндотелия и стенки сосуда 3. Однако длительное действие этой терапии ограничена чрезмерной артериальной ReModeЛин и рестеноза 4.
По занятость стентов, PTCA стал более эффективным в лечении сложных поражений, позволяя реваскуляризации после экстренного закрытия сосуда 5. Этот способ снижает частоту рестеноза в стенте до менее чем 10% 6. Помимо этих преимуществ, это первый выбор терапии для коронарной реваскуляризации несет и опасных для жизни риски в тромбоз стента и рестеноза.
В тромбоза вызвана де-эндотелизации сосуда, а затем массовый адгезию тромбоцитов и фибрина пострадавшим сайта. 26% пациентов страдают от В-тромбоза стента и 63% умирают от инфаркта миокарда 7. Рестеноз относится к процессу заживления раны после механического повреждения стенки сосуда, включая гиперплазию неоинтимы (миграцию и пролиферацию клеток гладких мышц сосудов (VSMC), отложение внеклеточного матрикса (ECM) и ремоделированиесосуда. Часто инвазивных повторное вмешательство становится необходимым dilatate сильно сузился атеросклеротических сосудов за счет В-тромбоза стента и рестеноза.
Для предотвращения в тромбоз стента, длительное лечение с анти лекарственные препараты необходимо 8. Для предотвращения рестеноза, новое поколение покрытых стентов элюирования антипролиферативные агенты, такие как иммунодепрессанты (например, сиролимус, эверолимуса, Zotarolimus) и противораковых лекарственных средств (например, паклитаксел) с полимерным покрытием в течение нескольких месяцев 9,10. Хотя эти препараты уменьшить образование неоинтимы и рестеноза, они сохраняют высокий риск в тромбоза путем ингибирования повторного эндотелизации.
После повреждения артерий, содержание эндотелиальных отсека является необходимым для предупреждения тромботических осложнений. В физиологических условиях эндотелия человека показывает небольшую текучесть кадров 11. Под Pathological условиях, однако, эндотелиальные целостность нарушена, так что быстрое восстановление окружающими зрелых эндотелиальных клеток и циркулирующих эндотелиальных клеток-предшественников (EPC) требуется 12,13.
Изучение этих сложных молекулярных механизмов в более крупных животных в 14-16 или мыши артерии аорты является очень сложной процедурой, предлагая ограниченные данные 17-19. Для проверки работоспособности новых стент-покрытий для уменьшения в тромбоз стента и рестеноза новых моделей являются императивными.
Нитинол представляет собой идеальную платформу для стентов из-за его "высокая эластичность, эффект памяти формы и хорошую переносимость у пациентов, успешно используются в качестве голых металлических стентов в клинической практике. Этот сплав сделали возможным создание миниатюрных стента с внешним диаметром 500 мкм, которое может быть нанесено покрытие 20 и имплантировали в сонной артерии мышей. Развитие миниатюрных нитинола стента для мыши сarotid артерии, позволяет исследовать точные молекулярные механизмы индуцированного имплантации стента и дает возможность проверить быстрого и эффективного воздействия различных наркотиков покрытия для предотвращения рестеноза. Более того, существование различных нокаут мышей штаммами представляет огромное преимущество в выяснении роли различных молекул, участвующих в росте и неоинтима в тромбоз стента.
Protocol
Representative Results
Discussion
Для снижения риска в тромбоз стента и рестеноза, а также обеспечить разработку новых покрытий для стентов с лекарственным покрытием, легким, простым и доступным методом имплантации стента в животной модели не требуется. Мышей доставить идеальной системы для изучения сложных механизмов артериальной ремоделирования после имплантации стента и эффективность таких препаратов. Существующие модели для рестеноза стента в мышь трудно, требует высоких хирургических навыков и подразумевают высокий риск осложнений, как кровотечение или паралич 17-19. Например, в модели стента имплантации в торакальной аорты мыши-донора после баллонной дилатации сосуда и затем трансплантации стентированного сегмента в сонной артерии у мыши получатель 17, изучение пато-механизмы не влияет только получатель реакция на донорский материал, но и массивным повреждением сосуды ваз и адвентиции. Имплантация нержавеющей SteeL стента непосредственно в брюшной аорты после баллонной дилатации 19 сопровождается высокой смертностью (35%) из-за паралич задних конечностей после тромбоза или кровотечения из брюшного отдела аорты на сайте артериотомии. Имплантация спиралевидные саморасширяющимся нитинолом-стента в брюшную аорту через бедренную артерию 18 нуждается в высокой хирургических навыков, в основном из-за слепо направляя стента вдоль отходящих от бедренной артерии в аорту поставить стент в нужное положение. Эта процедура выполняется высоким риском повреждения бедренный нерв, поэтому паралич задних ног. По сравнению с этими процедурами, наша модель имплантации стента в мышь не нужно высоких хирургических навыков.
Наша модель предлагает простой, легкий и эффективный метод для анализа влияния различных наркотиков покрытий на артериальную реконструкцию, размещение стента производится по виду, и нет риска повреждения нервов или других структур. COMсложные молекулярные механизмы могут быть исследованы проще в нашей модели мыши стентирование сонной артерии, не только прямой доступ судна, но и в связи с существованием различных нокаут мышей штаммами.
Как одно ограничение, по сравнению с клинической процедуры, наша модель использует здоровых мышей / артерии и не выполняет стентирования на уже существующих бляшек (не в рестенозом, но внутри стента стеноз). Мы также не выполняют баллонного расширения стента до имплантации. Тем не менее, в связи с массовым повреждение стенки сосуда в обеих моделях репарационных процессы аналогичны. К сожалению, из-за металла полученных артефактов в естественных условиях мониторинга неоинтимы рост не является возможным существующих методов визуализации, как УЗИ или компьютерной томографии. Другим ограничивающим фактором является тонким секционирования на основе металлов стенты, которые требуется некоторый опыт в обработке металла.
С помощью этого метода мыудалось показать, что нейтрофилы инструктаж biofunctionalized миниатюрных нитинолом-стенты, покрытые LL-37 снижения рестеноза внутри стента, обеспечивая новую концепцию содействия сосудистой заживления после инвазивного лечения 21.
Несмотря на эти ограничения, эта модель, кажется, до сих пор, наиболее подходящие системы, тем самым денег и экономия времени, исследовать новый препарат-покрытий для стентов и их влияния на молекулярные события, во время артериальной реконструкции. Кроме того, эта модель может быть легко адаптирована к хомяк, который больше похож на человека, так что каждый терапевтических гипотеза может быть проверена до обращения в более крупных животных или человека, чтобы избежать неприятных и неожиданных эффектов.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим г-жа Ангела Фройнд за отличную техническую помощь в секционирования пластиковых встроенных стентов. Мы благодарим также г-жа Roya Солтан и г-жа Ангела Фройнд для профессиональной помощи иммуногистохимического окрашивания.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| nitinol-stents (self-made from nitinol-struts) | Fort Wayne Metals, Castlebar, Ireland NiTi#1, superelastic, straight annealed, light oxide, diameter 500 μm | custom-made product | Institute for Textile Technology and Mechanical Engineering |
| silicon tube | IFK Isofluor, Germany | custom-made product | diameter 500 μm, section thickness 100 μm, polytetrafluorethylene catheter |
| stereomicroscope | Olympus | SZ/X9 | |
| forceps | FST, Germany | 91197-00 | standard tip curved 0.17 mm |
| Ketamine 10% | CEVA, Germany | ||
| Xylazine 2% | Medistar, Germany | ||
| Bepanthene | Bayer, Germany | ||
| Scissors | FST, Germany | 91460-11 | Straight |
| Vannas scissor | Aesculap, Germany | OC 498 R | |
| 5/0 Silk | Seraflex | IC 108000 | |
| 7/0 Silk | Seraflex | IC 1005171Z | |
| guide-wire | Abbott Vascular | 1001782-HC | 0.014-inch angioplastie guide-wire |
| Michel suture clips | Aesculap, Germany | BN507R | 7.5 x 1.75 mm |
| Michel Forcep | Aesculap, Germany | BN730R |
References
- Ross, R., et al. Response to injury and atherogenesis. Am. J. Pathol. 86, 675-684 (1977).
- Virmani, R., et al. Pathology of the vulnerable plaque. J. Am. Coll. Cardiol. 47, 13-18 (2006).
- Farb, A., et al. Pathology of acute and chronic coronary stenting in humans. Circulation. 99, 44-52 (1999).
- Weber, C., Noels, H. Atherosclerosis: current pathogenesis and therapeutic options. Nat. Med. 17, 1410-1422 (2011).
- Lenzen, M. J., et al. Management and outcome of patients with established coronary artery disease: the Euro Heart Survey on coronary revascularization. Eur. Heart J. 26, 1169-1179 (2005).
- Babapulle, M. N., et al. A hierarchical Bayesian meta-analysis of randomised clinical trials of drug-eluting stents. Lancet. 364, 583-591 (2004).
- Wiviott, S. D., et al. Intensive oral antiplatelet therapy for reduction of ischaemic events including stent thrombosis in patients with acute coronary syndromes treated with percutaneous coronary intervention and stenting in the TRITON-TIMI 38 trial: a subanalysis of a randomised trial. Lancet. 371, 1353-1363 (2008).
- van Werkum, J. W., et al. Predictors of coronary stent thrombosis: the Dutch Stent Thrombosis Registry. J. Am. Coll. Cardiol. 53, 1399-1409 (2009).
- Finn, A. V., et al. Vascular responses to drug eluting stents: importance of delayed healing. Arterioscler. Thromb Vasc. Biol. 27, 1500-1510 (2007).
- Joner, M., et al. Pathology of drug-eluting stents in humans: delayed healing and late thrombotic risk. J. Am. Coll. Cardiol. 48, 193-202 (2006).
- Cines, D. B., et al. Endothelial cells in physiology and in the pathophysiology of vascular disorders. Blood. 91, 3527-3561 (1998).
- Hristov, M., Weber, C. Endothelial progenitor cells: characterization, pathophysiology, and possible clinical relevance. J. Cell Mol. Med. 8, 498-508 (2004).
- Rabelink, T. J., et al. Endothelial progenitor cells: more than an inflammatory response?. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 24, 834-838 (2004).
- Schwartz, R. S., et al. Preclinical evaluation of drug-eluting stents for peripheral applications: recommendations from an expert consensus group. Circulation. 110, 2498-2505 (2004).
- Schwartz, R. S., et al. Differential neointimal response to coronary artery injury in pigs and dogs. Implications for restenosis models. Arterioscler. Thromb. 14, 395-400 (1994).
- Schwartz, R. S., et al. Restenosis and the proportional neointimal response to coronary artery injury: results in a porcine model. J. Am. Coll. Cardiol. 19, 267-274 (1992).
- Ali, Z. A., et al. Increased in-stent stenosis in ApoE knockout mice: insights from a novel mouse model of balloon angioplasty and stenting. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 27, 833-840 (2007).
- Chamberlain, J., et al. A novel mouse model of in situ stenting. Cardiovasc. Res. 85, 38-44 (2010).
- Rodriguez-Menocal, L., et al. A novel mouse model of in-stent restenosis. Atherosclerosis. 209, 359-366 (2010).
- Costa, F., et al. Covalent immobilization of antimicrobial peptides (AMPs) onto biomaterial surfaces. Acta Biomaterialia. 7, 1431-1440 (2011).
- Soehnlein, O., et al. Neutrophil-derived cathelicidin protects from neointimal hyperplasia. Science Translational Medicine. 3, 103ra198 (2011).
