Πρόκληση υπερτροφίας αριστερής κοιλίας μετά από πειραματική στένωση κατιούσης θωρακικής αορτής σε κονίκλους Νέας Ζηλανδίας

Abstract

Purpose: To describe a novel minimally invasive endovascular model of progressive myocardial hypertrophy in rabbits, as an experimental protocol of hypertrophic cardiomyopathy.Materials and Methods: Nine New-Zealand-White rabbits underwent transauricular aortic catheterization. Under fluoroscopy a bare metal stent was partially deployed in the descending thoracic aorta (balloon length / stent length = 1 / 2) so as to produce a funnel-shaped thoracic stent. Another 9 animals underwent a sham procedure without stent placement (control). Follow-up computed tomography imaging was performed to exclude aortic occlusion. Subjects were sacrificed after 3 months and their hearts were harvested and weighed. Cardiac hypertrophy was assessed with the heart-to-body weight ratio and postmortem histology was performed. We also used fluorescein isothiocyanate-labeled wheat germ agglutinin (WGA) staining to evaluate the size of cardiomyocytes. The stents were polymer embedded for histomorphometry. Expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) and pleiotrophin (PTN) were analyzed by Western blot analysis of total protein heart extracts. Paraffin sections were also immunostained by using antibodies against the endothelial cell marker CD34 and VEGF. Computerized image analysis of CD34 and VEGF immunoreactivity was used to quantify myocardial angiogenesis.Results: After 3 months, cross-sectional microscopic analysis of the harvested aortas showed total stent occlusion of the distal under-deployed area and some evidence of thrombus formation at the transitional zone towards the fully deployed stent in all cases. There was a nearly +10% increase of the adjusted heart weight-to-body weight ratio compared with controls (absolute ratio difference was 0.02 0.01%; p=0.02). VEGF and CD34 expression was significantly suppressed, but expression of PTN was significantly increased in case of myocardial hypertrophy (stent group). WGA-stained myocardium cross-sections showed larger cardiomyocytes as a result of chronic myocardial hypertrophy in the case of the Stent group by significantly increased cardiomyocyte cross sectional area (+38.4%; p<0.0001) compared with the control animals.Conclusions: This minimally invasive novel technique of transauricular funnel-shaped stent insertion in the descending thoracic aorta may induce progressive myocardial hypertrophy in rabbits.

Σκοπός: Η περιγραφή ενός καινοτόμου, ελάχιστα επεμβατικού ενδοαγγειακού μοντέλου πρόκλησης, προοδευτικής υπερτροφίας του μυοκαρδίου σε νεαρά λευκά κουνέλια Νέας Ζηλανδίας με στόχο την εφαρμογή του σε πειραματικά πρωτόκολλα μελέτης της καρδιακής υπερτροφίας λόγω υπερφόρτισης πίεσης - αυξημένου μεταφορτίου. Μέθοδος: Εννέα κουνέλια υποβλήθηκαν σε καθετηριασμό της αορτής χρησιμοποιώντας την διαωτιαία οδό. Υπό ακτινοσκόπηση, ένα μη επικαλυμμένο μεταλλικό stent (ενδοπρόθεση) φορτωμένο σε ένα καθετήρα με μπαλόνι το οποίο είχε το μισό μήκος από το stent (λόγος μήκους stent / μήκος μπαλονιού 2/1), εκπτύχθηκε στην κατιούσα θωρακική αορτή παίρνοντας ένα σχήμα χοάνης. Άλλα 9 ζώα υποβλήθηκαν σε μια εικονική διαδικασία, ακολουθώντας όλα τα βήματα χωρίς όμως την τοποθέτηση της ενδοπρόθεσης (sham operation). Τα πειραματόζωα παρακολουθήθηκαν σε ειδικά κλιματιζούμενους χώρους - κλουβιά. Στον ένα μήνα διεξήχθη αξονική τομογραφία με χορήγηση σκιαγραφικού για να επιβεβαιωθεί η βατότητα της αορτής καθώς και τυχούσες εμβολικές επιπλοκές. Η αξονική τομογραφία με σκιαγραφικό επαναλήφθηκε στους 3 μήνες και κατόπιν τα πειραματόζωα ζυγίσθηκαν και θυσιάστηκαν. Έγινε επίσης ζύγισμα στις καρδιές που ελήφθησαν μετά την νεκροτομή των ζώων και ακολούθησε ιστολογική επεξεργασία των δειγμάτων. Η καρδιακή υπερτροφία εκτιμήθηκε συγκρίνοντας την αναλογία βάρους καρδιάς προς βάρος σώματος των πειραματόζωων. Για να αξιολογήσουμε και να συγκρίνουμε το μέγεθος των καρδιομυοκυττάρων μεταξύ των 2 ομάδων χρησιμοποιήσαμε ειδική χρώση με φθορίζουσα συγκολλητίνη σπόρων σιταριού (WGA - Wheat germ agglutinin). Τα stents μετά από ειδική επεξεργασία και μονιμοποίηση σε πολυμερές υπεβλήθησαν σε ιστομορφομετρία. Εκχυλίσματα καρδιάς αναλύθηκαν και έγινε ποσοτικοποίηση της έκφρασης του αγγειακού ενδοθηλιακού αυξητικού παράγοντα (VEGF) και της πλειοτροπίνης (ΡΤΝ) χρησιμοποιώντας την μέθοδο ηλεκτροφορητικού διαχωρισμού και ανοσοαποτύπωσης (Western Blot). Η αγγειογένεση στο μυοκάρδιο των 2 ομάδων εκτιμήθηκε και ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας μια μέθοδο βασισμένη σε υπολογιστική ανάλυση εικόνων που πάρθηκαν μετά από ειδικής επεξεργασία της ανοσο-αντιδραστικότητας των καρδιομυοκυττάρων για CD34 και VEGF.Αποτελέσματα: Μετά από 3 μήνες, η μικροσκοπική ανάλυση των εγκάρσιων τομών των αορτών που συλλέχθηκαν, έδειξε απόφραξη λόγω δημιουργίας θρόμβου του περιφερικού μη εκπτυγμένου τμήματος του stent και στοιχεία θρόμβου στο όριο της μεταβατικής ζώνης μεταξύ πλήρως και μη εκπτυγμένου τμήματος. Υπήρξε μια αύξηση περίπου +10% της αναλογίας βάρους καρδιάς προς βάρος σώματος των πειραματόζωων με την τοποθέτηση stent σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου (η απόλυτη διαφορά λόγων ήταν 0.02 ± 0.01%, p = 0.02). Η έκφραση των VEGF και CD34 ήταν σημαντικά κατασταλμένη, αλλά η έκφραση της ΡΤΝ ήταν σημαντικά αυξημένη στην ομάδα της προκληθείσης μυοκαρδιακής υπερτροφίας (ομάδα stent). Η μυοκαρδιακή υπερτροφία επιβεβαιώθηκε χρησιμοποιώντας χρώση για συγκολλητίνη σπόρων σιταριού, όπου παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντικά αυξημένο εμβαδόν διατομής των καρδιομυοκυττάρων της ομάδος με stent (+38.4%, p <0.0001) σε σύγκριση με τα ζώα ελέγχου.Συμπεράσματα: Αυτή η ελάχιστα επεμβατική τεχνική της διαωτιαίας εισαγωγής stent σε σχήμα χοάνης στην κατιούσα θωρακική αορτή των πειραματόζωων, αποτελεί μια καινοτόμο τεχνική με την οποία μπορεί να επιτευχθεί προοδευτικά μυοκαρδιακή υπερτροφία λόγω του αυξημένου μεταφορτίου.