Инфаркт миокарда и функциональная оценка результат в Свиней
Summary
Этот протокол описывает свиной инфаркта миокарда (ИМ) модель, используя 90 мин закрытые груди коронарной баллонной окклюзии левой передней нисходящей артерии (ПНА), а затем реперфузии. Кроме того, протокол для нескольких параметров результатов, таких как сердечной функции, гемодинамики, сопротивление микрососудов и размер инфаркта, также представлены.
Abstract
Внедрение вновь открывшимся сердечно-сосудистых терапии в первой в-человека испытаний зависит от строго регламентированной этического и правового дорожной карты. Одним из важных условием является хорошее понимание всех аспектов безопасности и эффективности, полученных в большой животной модели, что на законных основаниях отразить человеческую сценарий инфаркта миокарда (ИМ). Свиньи широко используются в этом отношении, так как их размер сердца, гемодинамика, и коронарной анатомии близки к у людей. Здесь мы представляем эффективную протокол для использования свиной модель MI использованием закрытого груди коронарной баллонной окклюзии левой передней нисходящей артерии (LAD), а затем реперфузии. Этот подход основан на 90 мин ишемии миокарда, вызывая большой левого желудочка миокарда передней, септальной и inferoseptal стен. Кроме того, мы представляем протоколы для различных мер исхода, которые предоставляют широкий спектр информации о центре, таких как сердечная систолического и диастолического функции, hemodynamiCS, коронарная скорость потока, микрососудистой сопротивление, и размер инфаркта. Этот протокол может быть легко адаптирована для удовлетворения изучать конкретные требования к валидации новых cardioregenerative биопрепаратов на различных этапах (т.е. непосредственно после острого ишемического инсульта, в условиях подострого или даже в хронической ИМ раз образование рубцовой была завершена). Следовательно, модель обеспечивает полезную поступательное инструмент для изучения ИМ, последующее негативное ремоделирование, и потенциал новых cardioregenerative агентов.
Introduction
Острый инфаркт миокарда (ОИМ) и его долгосрочных последствий, таких как хронической сердечной недостаточности (ХСН) глубоко повлиять прогноз и качество жизни пациента, не говоря уже о высоких ограничения затрат, налагаемые на наших имеющихся ресурсов здравоохранения 1. Распространенность ХСН в западном мире оценивается в 1-2%, из которых ~ 60% случаев являются следствием ОИМ как основной причины 2. Только в США около 5,7 млн. пациентов страдают от CHF долю компании приходится около 30 миллиардов долларов в ежегодных расходов на здравоохранение в 2008 году, с предсказанной трех экземплярах расходов поднимаясь на 97 миллиардов долларов в год в 2030 году 1. Взятые вместе, эти цифры сделать сильный аргумент в пользу разработка новых cardioregenerative лечения, которые, для быстрого перевода, полагаются на воспроизводимым и надежным большой животных миокарда модели инфаркта, который точно имитирует человеческий сценарий.
Свиньи (Sus SCROFA) все чаще используются в сердечноЛар исследования для фармакологических и токсикологических испытаний 3. Одна из черт, ответственных за этот успех как поступательного исследовательского инструмента является их сходство в сердечной функции и анатомии с человеческим сердцем 4,5. Например, сердца свиньи к телу весу, сердечная размер и ишемической распределение анатомия артерия все показали, чтобы быть удивительно похожа на парня 4. Кроме того, кардиомиоциты метаболизм, электрофизиологические свойства и реакция на ишемического инсульта, таких как AMI, как сообщается, показывают высокий уровень согласованию с человеческой ситуации 6,7. В конечном счете, для выполнения описанных выше критериев, стандартизированный MI-протокол, который производит надежной и стабильной MI для испытания исследуемых новых препаратов (IND) нужен. Здесь мы представляем такую стандартную модель, которая использует 90 мин закрытые груди коронарной баллонной окклюзии левой передней нисходящей артерии (ПНА), а затем реперфузии, тем самым создавая воспроизводимую инфарктамиокарда, охватывающий anteroapical, Септальные и inferoseptal стены левого желудочка.
Protocol
Representative Results
Discussion
Внутрикоронарное баллон окклюзия LAD обеспечивает воспроизводимое и последовательное доклинической модели MI у свиней, которые могут быть использованы для исследования безопасности и эффективности новых сердечно-сосудистых терапии, которые точно имитирует человеческую ситуацию. Как показано на фиг.5, представлена модель миокарда ишемией / реперфузией обеспечивает платформу, которая может быть дополнительно с учетом исследовать различные фазы инфаркта миокарда и пост-MI ремоделирования в то время как начальная травма ишемией / реперфузией одинакова для обоих.
Успех описанного протокола, изложенной здесь зависит от ишемии миокарда, как наиболее острой фазы протокола. Правильное расположение баллона дистальнее второй диагональной ветви ПМЖВ имеет решающее значение для достижения адекватного размера инфаркта в то время как обеспечение высокого выживаемость. На основе этой модели М. И., скорость ~ смертности 15% наблюдался, в то время как обширные середине и верхушечные сегменты передней, септальной и инфериили стены инфаркта, как видно на CMR и окрашивания ТТС (фиг.2А и 2В). Продолжительность ишемии может быть адаптирована в соответствии с желаемым размером инфаркта. Хотя мы использовали ландрас свиней в данном протоколе, карликовых свиней (т.е. Геттинген карликовых свиней), как правило, требуют более длительного продолжительности ишемии миокарда (например, 150 мин окклюзии).
Анализ результат в доклинических и клинических исследований ИМ часто основывается на ФВ ЛЖ. Хотя ниже ФВ ЛЖ была прочно ассоциируется с повышенным риском для сердечно-сосудистой смертности, она остается зависимой от гемодинамических параметров, таких как преднагрузки 9. Можно утверждать, что, учитывая, что в среднем только 10-15% от РН инфаркта, несколько концептуальные и практические ограничения, связанные с ФВ ЛЖ будучи глобальной мерой систолической функции ЛЖ, а не отражает местную улучшение 10. Таким образом, предлагаемые меры исхода, используемого в этой модели пролить свет на различные аспекты М.И. и пост-MI ремоделирования тем самым обеспечивая следователи средства для точной оценки эффективности новых методов лечения на нескольких уровнях.
Для оптимизации перевод от доклинических моделях в клинической практике, мы выбираем с использованием больших свиней вместо карликовых свиней. Гемодинамические измерения, лекарства дозы и хирургические устройства могут быть легко обмениваться с клинической практике. По сравнению с карликовых свиней, большие свиньи получить относительно большой вес. Это может привести к проблема в долгосрочной перспективе следить, в отношении сопоставимости серийных результатов. Женский Dalland ландрас свиней весят приблизительно 70 кг в возрасте 6 месяцев. Для предотвращения обильные увеличение веса во время последующего периода, животные содержатся на ограниченной диеты. Свиньи получать 750 г на заказ еды низкокалорийного (содержащее: белки 15,6%, жиры 2,0%, волокна 14,8%, пепел 8.8%, кальций 0,9%, фосфор 0,57%, магний 0,29% и калий 0,18%), два раза в день и получить около 10 кг веса в течение 4 недель.
e_content "> Макколл и его коллеги ранее опубликовал аналогичный протокол для инфаркта миокарда у свиней 11. значительное совпадение существует между этим протоколом и их, подчеркивая предпочтение ЛАД, а не левой огибающей артерии (LCX) или правой коронарной артерии (RCA ). По нашему опыту, существует меньшая степень размера инфаркта от общего левого желудочка с помощью LCX в то время как RCA миокарда сопровождается повышенной вероятностью нежелательных нарушения проводимости (т.е. дисфункции синусового узла, AV-узла дисфункции). Одно из различий между два протокола относится к применению повышенного торможения фармакологической тромбоцитов в этом протоколе, как мы видели более высокие темпы не-оплавления на основе тромбообразования в результате 90 мин гемостаза в закупоренной коронарной артерии. Это наблюдение согласуется с Известно, гиперкоагуляция наблюдается у свиней 12. Несмотря на то, Макколл предложил использовать единый, высокие дозы, болюс гепарина, Тхис Протокол основан на использовании гепарина в нескольких более низких дозах распространяются по всему операции, чтобы минимизировать тромботических осложнений.Таким образом, мы представляем свиной MI модель, которая позволяет исследователям использовать эффективной, воспроизводимым и, прежде всего практической большой животной модели заболевания человека для изучения новых терапевтических качестве важного шага на пути к первой-в-человека клинических испытаний.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Сес Verlaan, Джойс Виссер, Merel Schurink, и Грейс Крофт любезно признал за отличную техническую помощь в проведении экспериментов на животных.
Materials
| 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 |
References
- Roger, V. L., et al. Heart disease and stroke statistics-2012 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 125 (1), (2012).
- Mosterd, A., Hoes, A. W. Clinical epidemiology of heart failure. Heart. 93 (9), 1137-1146 (1136).
- vander Spoel, T. I. G., et al. Human relevance of pre-clinical studies in stem cell therapy: systematic review and meta-analysis of large animal models of ischaemic heart disease. Cardiovasc. Res. 91 (4), 649-658 (2011).
- Crick, S., Sheppard, M., Ho, S., Gebstein, L., Anderson, R. Anatomy of the pig heart : comparisons with normal human cardiac structure. J. Anat. 193 (1), 105-119 (1998).
- Stubhan, M., et al. Evaluation of cardiovascular and ECG parameters in the normal, freely moving Göttingen Minipig. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 57 (3), 202-211 (2008).
- Heusch, G., Skyschally, A., Schulz, R. The in-situ pig heart with regional ischemia/reperfusion – ready for translation. J. Mol. Cell Cardiol. 50 (6), 951-963 (2011).
- Skyschally, A., van Caster, P., Iliodromitis, E. K., Schulz, R., Kremastinos, D. T., Heusch, G. Ischemic postconditioning: experimental models and protocol algorithms. Basic Res Cardiol. 104 (5), 469-483 (2009).
- Iekushi, K., Seeger, F., Assmus, B., Zeiher, A. M., Dimmeler, S. Regulation of cardiac microRNAs by bone marrow mononuclear cell therapy in myocardial infarction. Circulation. 125 (14), 1765-1773 (2012).
- Sijbesma, R. P., et al. Reversible polymers formed from self-complementary monomers using quadruple hydrogen bonding. Science. 278 (5343), 1601-1604 (1997).
- van Slochteren, F. J., et al. Advanced measurement techniques of regional myocardial function to assess the effects of cardiac regenerative therapy in different models of ischaemic cardiomyopathy. Eur. Heart J. Cardiovasc. Imaging. 13 (10), 808-818 (2012).
- McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nature Protoc. 8 (7), 1479-1496 (2012).
- Roussi, J., Andre, P., et al. Platelet functions and haemostasis parameters in pigs: absence of side effects of a procedure of general anaesthesia. Thromb Res. 81 (3), 297-305 (1996).
