Dit protocol beschrijft varkens myocardiaal infarct (MI)-model met een 90 min gesloten borst coronaire ballon occlusie van de LAD (LAD), gevolgd door reperfusie. Bovendien is het protocol voor meerdere uitkomstparameters, zoals hartfunctie, hemodynamica, microvasculaire weerstand en infarctgrootte, worden ook gepresenteerd.
Introductie van nieuw ontdekte Cardiovascular Therapeutics in first-in-man proeven is afhankelijk van een strikt gereguleerd ethische en juridische roadmap. Een belangrijke voorwaarde is een goed begrip van alle verkregen in een groot dier model dat op geldige wijze weerspiegelen de menselijke scenario van myocardinfarct (MI) veiligheid en de efficiëntie. Varkens worden veel gebruikt in dit verband aangezien hun cardiale grootte, hemodynamica en coronaire anatomie dicht bij die van mensen. Hier presenteren we een effectief protocol volgens de varkens MI model met een gesloten kist coronaire ballon occlusie van de LAD (LAD), gevolgd door reperfusie. Deze benadering is gebaseerd op 90 min van myocardiale ischemie, induceren grote linkerventrikel infarct van de voorste, septum inferoseptal wanden. Verder presenteren we protocollen voor verschillende uitkomstmaten die een breed scala van informatie op het hart te bieden, zoals cardiale systolische en diastolische functie, hemodynamics, coronaire stroomsnelheid, microvasculaire weerstand, en de grootte van het infarct. Dit protocol kan gemakkelijk worden aangepast om te voldoen aan studeren specifieke eisen voor de validatie van nieuwe cardioregenerative Biologics in verschillende stadia (dwz direct na de acute ischemische belediging, in de subacute instelling of zelfs in de chronische MI eenmaal littekenvorming is afgerond). Dit model biedt dus een nuttig hulpmiddel om translationeel MI studeren, latere nadelige remodeling, en het potentieel van nieuwe cardioregenerative agenten.
Acuut myocardinfarct (AMI) en de lange-termijn gevolgen, zoals chronisch hartfalen (CHF) een diepgaande impact prognose voor de patiënt en de kwaliteit van het leven, laat staan de hoge kosten beperkingen opgelegd aan onze beschikbare middelen in de gezondheidszorg 1. De prevalentie van CHF in de westerse wereld wordt geschat op 1-2%, waarvan ~ 60% van de gevallen zijn het gevolg van AMI als hoofdoorzaak 2. In de Verenigde Staten alleen al ongeveer 5,7 miljoen patiënten lijden aan CHF goed voor ongeveer $ 30 miljard aan jaarlijkse kosten voor gezondheidszorg in 2008, met een voorspelde drievoud in de kosten oplopen tot $ 97000000000 per jaar in 2030 1. Samen vormen deze cijfers een sterk argument voor de ontwikkeling van nieuwe cardioregenerative behandelingen die, voor een snelle vertaling, rekenen op een reproduceerbare en betrouwbare groot dier myocardinfarct model dat nauwkeurig bootst de menselijke scenario.
Varkens (Sus scrofa) worden steeds vaker gebruikt in cardiovascular onderzoek voor farmacologische en toxicologische testen 3. Een van de eigenschappen die verantwoordelijk zijn voor dit succes als een translationele research tool is hun gelijkenis in hartfunctie en anatomie van het menselijk hart 4,5. Zo hebben varkenshartklep tot lichaam gewichtsverhouding, cardiale grootte en coronaire anatomie distributie alle getoonde opmerkelijk vergelijkbaar mens 4 zijn. Bovendien hebben cardiomyocyt metabolisme, elektrofysiologische eigenschappen en reactie op een ischemie zoals AMI gemeld aan sterke overeenkomst met de humane situatie 6,7 vertonen. Uiteindelijk, aan de hierboven beschreven criteria voldoen, een gestandaardiseerd MI-protocol dat produceert robuuste en duurzame MI voor het testen van onderzoeks nieuwe drugs (IND) nodig. Hier presenteren we zo'n standaardmodel dat een 90 min gesloten borst coronaire ballon occlusie van de LAD (LAD) gevolgd door reperfusie gebruikt, waardoor er reproduceerbaar in myocardialefarction voor de anteroapical, septum inferoseptal wanden van de linker ventrikel.
Intracoronaire ballon occlusie van de LAD verschaft een reproduceerbare en consistente MI preklinisch model bij varkens die gebruikt kunnen worden om de veiligheid en werkzaamheid van nieuwe cardiovasculaire therapieën die nauw bootst de menselijke situatie te onderzoeken. Zoals getoond in figuur 5, de gepresenteerde ischemie / reperfusie hartinfarctmodel bepaalt het platform dat verder kan worden aangepast aan verschillende fasen van MI en post-MI remodellering onderzoeken terwijl de oorspronkelijke ischemie / reperfusie schade is voor beide.
Het succes van het beschreven protocol hier beschreven is afhankelijk van het myocardiale ischemie als de meest kritische fase van het protocol. Correcte plaatsing van de ballon distaal van de tweede diagonale tak van de LAD is van cruciaal belang voor het bereiken van voldoende grootte van het infarct en tegelijkertijd een hoog overlevingspercentage. Op basis van dit MI-model, werd een ~ 15% sterfte waargenomen, terwijl uitgebreide midden en apicale segmenten van de voorste, septum en mindeof wanden werden geïnfarceerde zoals op CMR TTC kleuring (Figuren 2A en 2B). De duur van de ischemie kan worden afgestemd op de gewenste infarctgrootte. Hoewel we Landrace varkens gebruikt in dit protocol, minivarkens (dwz Göttingen minivarkens) vereisen doorgaans een langere looptijd van myocardiale ischemie (bijv. 150 min occlusie).
Uitkomstanalyse in preklinische en klinische studies MI is vaak gebaseerd op de LVEF. Hoewel de lagere LVEF is stevig in verband gebracht met een verhoogd risico op cardiovasculaire mortaliteit, het blijft afhankelijk van hemodynamische parameters zoals preload 9. Ongetwijfeld, gezien het feit dat gemiddeld slechts 10-15% van de LV is geïnfarceerde, verschillende conceptuele en praktische beperkingen gerelateerd zijn aan LVEF zijnde een globale maat van LV systolische functie in plaats van rekening houdend met plaatselijke verbetering van 10. Daarom is de voorgestelde maatregelen van de uitkomsten die in dit model licht werpen op de verschillende aspecten van MI en post-MI remodeling waardoor de onderzoekers de middelen om de doeltreffendheid van nieuwe therapieën op meerdere niveaus nauwkeurig te beoordelen.
De vertaling optimaliseren van preklinische modellen naar klinische praktijk, kiezen we gebruik van grote varkens in plaats van varkens. Hemodynamische metingen medicijndosering en chirurgische apparaten kunnen eenvoudig worden uitgewisseld met klinische praktijk. Vergeleken met minivarkens, grote varkens krijgen relatief veel gewicht. Dit kan leiden tot een probleem in de lange-termijn follow-up, met betrekking tot de vergelijkbaarheid van seriële resultaten. Vrouw Dalland Landrace varkens wegen ongeveer 70 kg op een leeftijd van 6 maanden. Overvloedige gewichtstoename tijdens de follow-up periode te voorkomen, worden gehouden dieren op een dieet. Varkens ontvangen 750 g maat lage calorie voedsel (bevattende: eiwit 15,6%, vet 2,0%, vezels 14,8%, 8,8% as, 0,9% calcium, fosfor 0,57%, 0,29% magnesium en kalium 0.18%) tweemaal per dag krijgen ongeveer 10 kg gewicht in 4 weken.
e_content "> McCall en collega's hebben eerder een soortgelijk protocol voor myocardinfarct gepubliceerd in varkens 11. aanzienlijke overlap bestaat tussen dit protocol en die van hen, het benadrukken van de voorkeur voor de LAD in plaats van de linker circumflex arterie (LCX) of de rechter kransslagader (RCA ). In onze ervaring, is er een mindere mate van infarct grootte van de totale linker ventrikel met behulp van de LCX terwijl de RCA infarct gaat gepaard met een hogere kans op ongewenste geleidingsstoornissen (dwz disfunctie van de sinusknoop, AV-knoop dysfunctie). Een verschil tussen de twee protocollen betrekking op het gebruik van verhoogde farmacologische remming van bloedplaatjes in dit protocol, zoals we hogere no-reflow gebaseerd op trombusvorming als gevolg van 90 min van hemostase in de verstopte kransslagader hebben waargenomen. Deze waarneming is in overeenstemming met bekend hypercoagulabiliteit waargenomen bij varkens 12. Hoewel McCall voorgesteld met behulp van een enkele, hoge dosis, bolus heparine, this protocol gebaseerd op het gebruik van heparine in meerdere lagere doseringen verspreid over de operatie om trombotische complicaties te minimaliseren.Samengevat, presenteren we een varken MI model dat onderzoekers in staat stelt gebruik te maken van een effectieve, reproduceerbare en bovenal praktische grote diermodel voor menselijke ziekte om nieuwe therapieën te bestuderen als een essentiële stap op weg naar een first-in-man klinische trial.
The authors have nothing to disclose.
Cees Verlaan, Joyce Visser, Merel Schurink en Grace Croft worden vriendelijk bedankt voor hun uitstekende technische ondersteuning bij de dierproeven.
0.9% Saline | Braun | ||
6-0 Prolene | Ethicon | ||
Acetylsalicylic acid | 80 mg (Ratiopharm) | ||
Adenosine | 3mg/ml apotheek UMCU | ||
AdVantage PV loop system | Transonic Scisence | ||
Amiodarone | Cordarone I.V. (Sanofi) | ||
Amiodaron HCl (PCH) | |||
Amoxicilline/ clavulaanzuur | 500/50mg (Sandoz) | ||
Atropinesulfaat | 0,5 mg/ml (PCH) | ||
Bone Marrow Wax | Syneture | ||
Cardiac Defibrillator | Philips | ||
Clopidogrel | Clopidrogel 75A (Apothecon B.V.) | ||
Contrast agent | Telebrix | ||
Endotracheal tube | Covidien | ||
Fentanyl patch | Durogesic® 25 mcg/h (Janssen-Cilag) | ||
Fogarty catheter | Edwards Lifesciences | ||
Gadolinium | Gadovist | ||
Guidewire | Abbott | ||
Heparin | Leo | ||
I.V. cannula | Abbocath® (Hospira venisystems) | ||
Iodine | Jodiumtictuur 2% (Eurovet) | ||
Ketamine | Narketan® 10 Vétoquinol | ||
Midazolam | 5mg/ml (Actavis) | ||
Nitroglycerin | 1mg/ml Pohl Boskamp | ||
Pancuronium bromide | 2mg/ml | ||
Seldinger vascular sheath 8F | Arrow | ||
Sufentanil | 50 mcg/ml (Sufentanil-hameln) | ||
Swann-Ganz catheter | Criticath ref 680078 (Argon) | ||
Synolux | 250 mg (Pfizer) | ||
Tetra-polar catheter | Transonic Scisence | ||
Thiopental | 0,5 g (Inresa) | ||
Triphenyl-tetrazolium chloride | Merck | ||
Venofundin | Braun | ||
Vicryl 2-0 | Ethicon | ||
Volcano ComboMap system | Volcano |