Echocardiografische karakterisering van linkerventrikelstructuur, functie en coronaire stroom bij pasgeboren muizen
7 april 2022
Het huidige protocol beschrijft de echocardiografische beoordeling van de morfologie, functie en coronaire bloedstroom van de linkerventrikel bij 7-dagen oude pasgeboren muizen.
Dit protocol kan worden gebruikt om de rol van genetische veranderingen of farmacologische interventies in de hartfunctie en coronaire stroming op vroege postnatale leeftijden te bestuderen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is de vroege herkenning van cardiopathologieën en longitudinale follow-upstudies in linkerventrikelhemodynamiek en coronaire flowparameters in verschillende muizenmodellen. Echocardiografische studies bij neonatale muizen zijn technisch uitdagend.
Dit protocol is ontworpen om het vroege begin van hart- en vaatziekten bij neonatale muizen te bestuderen, waardoor onderzoekers de juiste therapeutische maatregelen kunnen ontwerpen. Begin met het plaatsen van de ECG-gel op de verwarmde platformelektrodepads. Plaats aluminiumfoliestrips bovenop de elektrodepads om het elektrodebereik uit te breiden en bevestig ze met tape.
Plaats vervolgens de ECG-gel bovenop de aluminium strips. Zorg ervoor dat de gel onder de aluminiumfolie strips niet uitdroogt tijdens de procedure. Als dat gebeurt, voeg dan meer gel toe om de geleidbaarheid te behouden.
Plaats de verdoofde pup in rugligging op het beeldvormingsplatform en bevestig de uitgesneden handschoenvinger rond de neus van de pup. Plaats de poten bovenop de aluminiumfoliepads en zet ze vast met tape. Zorg ervoor dat het elektrische circuit is voltooid en dat het ECG wordt opgenomen.
Gebruik twee gaasrollen om de ultrasone gel op zijn plaats te houden. Leg een dikke laag voorverwarmde ultrasone gel op het bovenlichaam van de pup. Gebruik een verwarmingslamp om de normale lichaamstemperatuur van de pup op peil te houden.
Voer transthoracale echocardiografie uit met behulp van een echocardiografie-instrument uitgerust met een lineaire array-transducer op 40 megahertz voor B-Mode en op 32 megahertz voor Doppler volgens echocardiografieprotocollen voor volwassen muizen. Plaats de transducer in de houder met het indexteken in de richting van de rechterschouder van de pup. Laat de transducer zakken totdat deze in contact is met de gel en visualiseer het linkerventrikeluitstroomkanaal in B-Mode.
Vermijd het plaatsen van overmatige druk op de borstholte van de pup bij het plaatsen van de echotransducer tijdens echocardiografische beeldacquisitie. Leg het parasternale lange asbeeld van de linker ventrikel, het linker ventrikeluitstroomkanaal en het linkeratrium vast. Gebruik M-Mode bij de aortablaadjes om de maximale diameter van het linker atrium bij N-systole te meten.
Leg de gegevens vast door op de knop Cine Store te drukken. Draai de transducer ongeveer 90 graden met de klok mee van de parasternale lange as om de parasternale korte asweergave te verkrijgen. Leg het parasternale korte asbeeld van de linker ventrikel vast om de kamerafmetingen, wanddikte, aortastroom en longstroom te meten.
Plaats de sonde ter hoogte van de papillaire spieren en gebruik M-Mode om de linkerventrikelinterne diameters en wanddikte te meten tijdens systole en diastole. Leg de gegevens vast door op de knop Cine Store te drukken. Beweeg de transducer naar de basis van het hart en gebruik de Color Doppler om de longslagader te visualiseren.
Druk op Pulse Wave Doppler om de pulmonale piekstroomsnelheid, pulmonale stroomprofielen, pulmonale ejectietijd en pulmonale versnellingstijd te kwantificeren. Leg de gegevens vast door op de knop Cine Store te drukken. Verplaats de transducer verder naar de basis en gebruik Color Doppler om de aortastroom te visualiseren.
Gebruik Pulse Wave Doppler om de bloedstroom te visualiseren en de aorta-uitwerptijd te meten. Leg de gegevens vast door op de knop Cine Store te drukken. Om het apicale uitzicht met vier kamers vast te leggen, plaatst u het platform in de Trendelenburg-positie, kantelt u het naar links en past u de sonde aan om de vier kamers te visualiseren.
Gebruik Color Doppler om de bloedstroom te visualiseren en Pulse Wave Doppler aan de punt van de mitralisklepblaadjes in het midden van de mitralisklepopening om de mitralisstroom te registreren. Leg de gegevens vast door op de knop Cine Store te drukken. Gebruik Tissue Doppler aan de septumzijde van de mitralisklep annulus in een weergave met vier kamers om de piek myocardiale ontspanningssnelheid in de vroege diastolische vulling en late diastolische vulling te meten, evenals de piek systolische myocardiale contractiesnelheid.
Leg de gegevens vast door op de knop Cine Store te drukken. Leg de gewijzigde parasternale lange asweergave vast om de linker voorste dalende kransslagader te onderzoeken. Gebruik een aangepaste parasternale lange asweergave en verplaats de transducer zijdelings.
Verplaats de sonde en gebruik Color Doppler om de oorsprong van de linker hoofdkransslagader te visualiseren die uit de aorta ontstaat. Identificeer de linker anterieure dalende slagader die ontstaat uit de linker hoofdkransslagader en loopt tussen de linker ventriculaire anterieure wand en het rechter ventriculaire uitstroomkanaal. Meet in deze positie de linker voorste dalende kransslagaderstroom door op Pulse Wave Doppler te drukken.
Leg de gegevens vast door op de knop Cine Store te drukken. Verhoog de isofluraanconcentratie tot 2,5% en wacht vijf minuten om een maximale stroom te bereiken. Leg de gegevens vast door op de knop Cine Store te drukken.
In de parasternale lange asweergave werd M-Mode gebruikt om de diameter van het linker atrium te meten. De parasternale korte asweergave werd gebruikt om de afmetingen van de linkerventrikelkamer en wanddikte, pulmonale stroom en aortastroom te meten. De apicale vierkamerweergave werd gebruikt om de bloedstroomsnelheden over de mitralisklep te onderzoeken, evenals de myocardiale ontspannings- en contractiesnelheden bij de mitralisklep annulus.
De gemodificeerde parasternale lange asweergave werd gebruikt om de linker anterieur dalende coronaire stromingsparameters te onderzoeken. De verhoogde waarden van piek coronaire stroomsnelheid, gemiddelde coronaire stroomsnelheid en snelheid / tijdintegraal vijf minuten na isofluraantoename bevestigden de verwachte respons op hyperemie bij de neonatale muizen. Vanwege het kleine formaat van de pups is het belangrijk om hun normale lichaamstemperatuur te handhaven en aluminiumfoliestrips aan hun ledematen te bevestigen om de elektropads te bereiken en een ECG-circuit te creëren.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol beschrijft de echocardiografische beoordeling van de morfologie en functie van de linker ventrikel en de coronaire bloedstroom bij pasgeboren muizen van 7 dagen oud. Het is ontworpen om het vroege begin van cardiovasculaire aandoeningen te bestuderen, waardoor onderzoekers geschikte therapeutische maatregelen kunnen ontwikkelen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Cardiovasculaire fysiologie
- Neonatale gezondheid
- Echocardiografie
Achtergrond
- Het protocol richt zich op het beoordelen van de hartfunctie en de coronaire doorbloeding bij pasgeboren muizen.
- Het gaat in op de uitdagingen bij het uitvoeren van echocardiografisch onderzoek in deze leeftijdsgroep.
- Vroegtijdige herkenning van cardiopathologieën is cruciaal voor een effectieve interventie.
- Longitudinale studies kunnen inzicht bieden in de hemodynamiek van de linker ventrikel.
Doel van het onderzoek
- Om de impact van genetische alteraties of farmacologische interventies op de hartfunctie te evalueren.
- Om vroege detectie van cardiovasculaire aandoeningen bij pasgeboren muizen te faciliteren.
- Om longitudinale follow-upstudies naar parameters van de coronaire doorbloeding mogelijk te maken.
Gebruikte methoden
- Aanbrengen van ECG-gel op de elektrodepads van het verwarmde platform.
- Gebruik van aluminiumfoliestrips om het bereik van de elektroden uit te breiden.
- Bevestigen van de elektrodepads met tape voor stabiliteit.
- Uitvoeren van echocardiografische beoordelingen om cardiale parameters te meten.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle beoordeling van de morfologie en functie van de linker ventrikel.
- Evaluatie van de coronaire bloedstroom bij pasgeboren muizen.
- Identificatie van potentiële vroege markers voor cardiovasculaire aandoeningen.
- Vaststelling van een betrouwbaar protocol voor toekomstige studies.
Conclusies
- Het protocol biedt een kader voor het bestuderen van de hartfunctie bij pasgeboren muizen.
- Het benadrukt het belang van vroege interventie voor de cardiovasculaire gezondheid.
- Toekomstig onderzoek kan voortbouwen op deze bevindingen om therapeutische strategieën te ontwikkelen.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
Echocardiografische beoordeling in een vroeg stadium bij pasgeboren muizen maakt het mogelijk om structurele en functionele veranderingen van het hart te detecteren vóór het optreden van een manifeste ziekte, wat het voorspellende vertrouwen bij de validatie van cardiovasculaire targets ondersteunt. Dit protocol vult een kritisch hiaat in het preklinische cardiovasculaire onderzoek op door een longitudinale, niet-invasieve evaluatie van parameters van de linkerventrikel en de coronaire doorbloeding in de vroegste postnatale periode mogelijk te maken. De aanpak verbetert de translationele continuïteit en het risicobeheer voor portefeuilles voor de ontdekking van cardiovasculaire geneesmiddelen.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & doelwitvalidatie
- Maakt het mogelijk om genetische of farmacologische verstoringen van de neonatale hartfunctie en coronaire doorbloeding te onderzoeken.
- Ondersteunt biologische risicoreductie door vroege mechanistische effecten in ziekterelateerde modellen te onthullen.
- Faciliteert voorspellende zekerheid bij de selectie en triage van targets voor cardiovasculaire programma's.
Screening & Assayontwikkeling
- Stelt gevalideerde, kwantitatieve echocardiografische eindpunten vast voor downstream compound screening.
- Standaardiseert de meting van linker ventrikeledimensies, wanddikte en stroomsnelheden voor reproduceerbaarheid.
- Bereidt neonatale modellen voor op schaalbare, longitudinale beoordeling van therapeutische interventies.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Rijgt vroege cardiale fenotypering uit bij de ziekteprogressie en de ontwikkeling van biomarkers.
- Maakt continuïteit mogelijk van neonatale ontdekking tot preklinische validatie van cardiovasculaire therapieën.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen voor verdere ontwikkeling op basis van vroege functionele readouts.
Integratie van Pipeline & Workflow
Dit echocardiografisch protocol integreert in het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek, waardoor vroege hypothesetoetsing en mechanische risicoreductie in neonatale cardiovasculaire modellen mogelijk worden.
- Ontdekkingsbiologie: Biedt een kwantitatieve beoordeling van de hartstructuur en -functie voor hypothese-gestuurde studies.
- Screening: Levert reproduceerbare, gestandaardiseerde eindpunten voor het evalueren van interventie-effecten bij pasgeboren muizen.
- Analytica: Genereert kwantitatieve outputs zoals kamerdimensies, stroomsnelheden en metrieken voor myocardiale relaxatie voor een robuuste vergelijking.
- Translationeel onderzoek: Slaat de brug tussen vroege mechanistische bevindingen en preklinische biomarker-afstemming en ziektemodellering.
- Bedrijfsbrede herutilisatie: Vestigt een herbruikbaar platform voor diverse genetische en farmacologische cardiovasculaire studies.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in vroeg cardiovasculair onderzoek.
- Operationele waarde: Standaardiseert en schaalt echocardiografische beoordelingen voor reproduceerbaarheid over studies heen.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en verbetert de kapitaalefficiëntie door vroegtijdige risicoreductie mogelijk te maken.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en het verder ontwikkelen van cardiovasculaire assets.
Overwegingen voor Implementatie
- Vereist expertise in het hanteren van neonatale muizen en echocardiografische beeldvorming.
- Vereist gespecialiseerde instrumentatie, waaronder hoogfrequente transducers en ECG-integratie.
- Vereist strikte standaardisatie tussen teams voor reproduceerbare gegevensacquisitie en analyse.
- Aanpassingen kunnen nodig zijn voor verschillende muizenstammen of ziektemodellen.
- Technische beperkingen omvatten de geringe grootte van het dier en temperatuurgevoeligheid, wat zorgvuldige procedurele controles vereist.
