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Method Article
Cette étude présente un modèle porcin d’embolie pulmonaire (EP) utilisant de grandes embolies autologues qui reproduisent l’EP aiguë à risque intermédiaire. Le modèle est bien adapté à l’évaluation de la physiopathologie et des réponses au traitement.
L’embolie pulmonaire aiguë (EP) est une maladie potentiellement mortelle qui provoque une obstruction brutale des artères pulmonaires, entraînant une insuffisance cardiaque droite aiguë. De nouvelles méthodes de diagnostic et des thérapies dirigées par cathéter sont développées rapidement, et il existe un besoin évident d’un modèle animal réaliste d’EP pouvant être utilisé pour l’évaluation physiopathologique et les tests précliniques.
Ce protocole introduit un modèle porcin utilisant de grandes embolies pulmonaires autologues. Les instrumentations sont réalisées avec des techniques mini-invasives, créant un modèle de poitrine rapprochée qui permet d’étudier diverses options de traitement avec une grande reproductibilité. Trois heures après le prélèvement sanguin pour créer une embolie autologue ex vivo, l’induction de l’EP a provoqué une augmentation immédiate de la pression artérielle pulmonaire moyenne (17 ± 3 mmHg à 33 ± 6 mmHg, p < 0,0001) et de la fréquence cardiaque (50 ± 9 battements·min-1 à 63 ± 6 battements·min-1, p < 0,0003) accompagnée d’une diminution du débit cardiaque (5,0 ± 0,8 L/min à 4,5 ± 0,9 L/min, p < 0,037) par rapport à la ligne de base. L’angiographie pulmonaire par TDM a révélé de multiples emboles et le pourcentage d’obstruction pulmonaire a augmenté par rapport à la ligne de base (0 % [0-0] à 57,1 % [38,8-63,3], p < 0,0001). Dans la phase aiguë, le phénotype est comparable à celui de l’EP à risque intermédiaire.
Le modèle représente un phénotype réaliste et bien caractérisé de l’EP à risque intermédiaire et crée une opportunité pour tester de nouvelles méthodes de diagnostic, des traitements interventionnels et pharmaceutiques, et une formation pratique pour les travailleurs de la santé dans les procédures interventionnelles.
L’embolie pulmonaire aiguë (EP) est la troisième cause la plus fréquente de décès cardiovasculaire et est une manifestation de la thromboembolie veineuse (TEV)1. L’incidence de la TEV varie entre 75 et 269 pour 100 000 habitants par an et augmente avec l’âgede 2 ans. Les premiers survivants sont confrontés à un risque de décès dans les 30 jours, allant de 0,5 % pour les patients à faible risque et jusqu’à 22 % pour les patients à haut risque3. La cause du décès est une insuffisance ventriculaire droite (VD), qui survient principalement dans les heures4 et 5. Même si les patients survivent, il existe toujours un risque de morbidité importante et de maladie chronique.
Les options de traitement dans la phase aiguë de la maladie comprennent l’embolectomie chirurgicale, la thrombolyse systémique ou par cathéter, l’héparine de bas poids moléculaire et les anticoagulants oraux1. Le nombre et la variété des options de traitement augmentent, et de nouvelles techniques et méthodes de diagnostic et d’évaluation de la gravité sont continuellement développées. Avant que des études cliniques puissent être réalisées, la faisabilité et l’innocuité doivent être déterminées dans une configuration reproductible et cohérente, comme cela peut être réalisé dans un modèle animal. De plus, l’étude de la physiopathologie aiguë de l’EP nécessite un modèle animal avec une physiologie cardiovasculaire et pulmonaire proche de celle de l’homme. Des modèles ontété développés chez les rongeurs et les gros animaux, c’est-à-dire les porcs6. L’avantage d’un grand modèle animal est la possibilité d’utiliser des techniques cliniques et d’évaluer les équipements et les interventions chirurgicales utilisés dans la pratique clinique. Cependant, la plupart de ces modèles utilisent des matériaux artificiels, tels que des sphères en plastique ou des ballons occlusifs, ou nécessitent des procédures invasives de grande envergure pour l’anneau artériel pulmonaire afin d’imiter l’insuffisance cardiaque droite aiguë 7,8,9. Une étude a utilisé un filtre de veine cave inférieure pour créer une thrombose in situ10. Cependant, cela prend du temps et la charge de caillots est difficile à contrôler. D’autres études ont créé des emboles autologues ex vivo, mais l’EP était plus petit en taille11,12. Par conséquent, ces modèles pourraient ne pas convenir pour tester des procédures interventionnelles.
Il est nécessaire de disposer d’un modèle animal capable de reproduire la pathologie humaine de l’EP. Sur la base d’études antérieures menées par notre groupe 13,14,15,16, nous visons à présenter un modèle porcin d’EP aiguë.
Cette étude a été menée avec l’approbation de l’Inspection danoise des animaux (licence n° 2021-15-0201-00944) et conformément aux directives danoises et universitaires en matière de bien-être et d’éthique des animaux de laboratoire.
REMARQUE : Cette étude a suivi les directives ARRIVE 2.017. Les principes des 3R (Remplacement, Réduction et Raffinement) ont été respectés en évaluant chaque animal à plusieurs reprises pour servir de son propre contrôle, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires et maximisant l’information recueillie. Les porcs utilisés dans ce modèle animal étaient des porcs d’abattage danois de 60 kg (un croisement de Yorkshire, Duroc et Danish Landrace). Tous les porcs ont suivi le programme danois Specific Pathogen Free (SPF). Les porcs ont été acclimatés à la ferme de recherche une semaine avant l’étude pour entraîner le contact humain. Les porcs ont été logés dans des enclos avec des sols en béton solide et une litière en paille. Chaque enclos mesurait 2,35 m x 2,9 m avec des enclos adjacents pour permettre le contact avec le museau. Les porcs avaient un accès libre à l’eau et étaient nourris deux fois par jour avec un régime porcin conventionnel, en ajoutant de la betterave râpée pour réduire la prise de poids. L’étable avait un cycle lumière-obscurité de 12h12 (lumières allumées de 6h à 18h).
1. Anesthésie, intubation et ventilation
2. Accès intravasculaires guidés par échographie
REMARQUE : Les accès intravasculaires sont établis comme décrit précédemment18.
3. Formation de caillots
4. Insertion guidée par fluoroscopie d’une gaine de 26 F
ATTENTION : Un équipement de protection, tel que des tabliers de plomb et des colliers thyroïdiens, contre les rayonnements ionisants, doit être porté chaque fois que la fluoroscopie est utilisée.
5. Cathétérisme cardiaque droit
6. Assemblage du dispositif d’administration de l’embolie (Figure 3)
REMARQUE : Le dispositif d’embole se compose de deux parties, qui sont appelées partie A et partie B à partir de maintenant (Figure 3).
7. Évaluation de base
REMARQUE : Il est important d’obtenir une stabilisation hémodynamique après l’instrumentation et avant l’évaluation de base. Les mesures suivantes sont recommandées. La portée de la mesure de référence peut être ajustée en fonction du protocole spécifique.
8. Évaluation du caillot
REMARQUE : Après un minimum de 3 h, les emboles sont prêts à être induits. Le tube en PVC contiendra l’embole formée et le surnageant liquide. Si le sang n’a pas coagulé, attendez encore 30 minutes avant de récupérer une autre embolie.
9. Induire une embolie pulmonaire aiguë (Figure 4)
10. Modèle d’EP aiguë (figure 5 et figure 6)
11. Hémodynamique
12. Angiographie pulmonaire par tomodensitométrie (CTPA) (Figure 7)
REMARQUE : Cette partie du protocole peut être exclue en fonction de la portée scientifique.
13. Autres méthodes
14. Euthanasie et nécropsie
Dans une analyse groupée de porcs inclus dans des études précédentes, nous présentons les résultats caractérisant le modèle d’EP aiguë décrit dans ce protocole15,16. Deux porcs sont morts d’une insuffisance cardiaque aiguë droite à la suite d’une EP. Au total, nous avons inclus 24 porcs.
Hémodynamique
La réponse après chaque embolie est évidente sur
Cet article décrit un modèle porcin d’EP aiguë à risque intermédiaire utilisant des embolies autologues peu invasives et reproductibles.
Ce protocole comporte quelques étapes critiques. Tout d’abord, la dilatation de l’accès dans la veine jugulaire externe droite est cruciale pour le modèle car elle sert de point d’accès pour l’embolie. Lors de l’avancement de la grande gaine, il est essentiel de respecter le guidage du fil rigide sous flu...
AA a reçu des honoraires de conférencier (ABBOTT, Gore Medical, Angiodynamics, EPS Vascular et Jannsen), et il est consultant pour Inari Medical.
Nous tenons à exprimer notre sincère gratitude pour l’immense dévouement et le travail acharné dont a fait preuve le personnel du Département de médecine clinique de l’Université d’Aarhus pour mener à bien les expériences. De plus, nous tenons à remercier nos collaborateurs du Département de médecine légale de l’Université d’Aarhus et du Département de radiologie du Massachusetts General Hospital pour leur aide précieuse dans la réalisation et l’analyse de l’angiographie pulmonaire par tomodensitométrie. Le travail a été soutenu par l’Aarhus University Graduate School, la Fondation Karen Elise Jensen, la Danish Heart Foundation, NIH-grant no. 1R01HL168040-01, la Fondation Novo Nordisk [NNF17OC0024868], Holger og Ruth Hesse’s Mindefond, Laerdal Foundation [3374], Alfred Benzons Foundation, A.P. Møller Fonden, Direktør Emil C. Hertz og hustru Inger Hertz Fond, P.A. Messerschmidt og Hustrus fond, et Helga og Peter Kornings Fond.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
12L-RS | GE Healthcare Japan | 5141337 | Ultrasound probe |
50 mL BD Luer-Lock | BD Plastipak | 300865 | |
Adhesive Aperature Drape (OneMed) | evercare | 1515-01 | 75 cm x 90 cm (hole: 6 cm x 8 cm) |
Alaris GP Guardrails plus | CareFusion | 9002TIG01-G | Infusion pump |
Alaris Infusion set | BD Plastipak | 60593 | |
Alcohol swap | MEDIQ Danmark | 3340012 | 82% ethanol, 0.5% chlorhexidin, skin disinfection |
Amplatz Support Wire Guide Extra-Stiff | Cook Medical | THSF-25-260-AES | diameter: 0.025 inches, length: 260 cm |
Aortic Perfusion Cannula | Edwards Lifesciences | AA024TFTA | Size: 24F. Length: 30 cm. |
BD Connecta | BD | 394601 | Luer-Lock |
BD Emerald | BD | 307736 | 10 mL syringe |
BD Platipak | BD | 300613 | 20 mL syringe |
BD Venflon Pro | Becton Dickinson Infusion Therapy | 393204 | 20 G |
BD Venflon Pro | Becton Dickinson Infusion Therapy | 393208 | 17 G |
Butomidor Vet | Richter Pharma AG | 531943 | 10 mg/mL |
Chlorhexidine 0.5% | Meda AB | N/A | |
Cios Connect S/N 20015 | Siemens Healthineers | N/A | C-arm |
CP Oxygenation System Adult With Fusion and Cardioplegia 1/B | Medtronic | M450311W | Custom cardiopulmonary oxygenation system including a cardioplegia line. |
D-LCC12A-01 | GE Healthcare Finland | N/A | Pressure measurement monitor |
Durapore | 3M | N/A | Adhesive tape |
E-PRESTIN-00 | GE Healthcare Finland | 6152932 | Respirator tubes |
Euthanimal | Alfasan | 136278 | Pentobarbitalnatrium 400 mg/mL (0.5 mL/kg for euthanasia) |
Favorita II | Aesculap | GT104 | |
Fentanyl | B. Braun | 71036 | 50 µg/mL |
Glucose isotonic | SAD | 419358 | 55 mg/mL Isotonic glucose (500 mL bag) |
Gore DrySeal Flex Introducer Sheath | GORE | DSF2633 | Size: 26 French. Working length: 33 cm. |
Ketaminol Vet | MSD/Intervet International B.V. | 511519 | 100 mg/mL |
Lawton 85-0010 ZK1 | Lawton | N/A | Laryngoscope |
Lectospiral | VYGON | 1159.90 | 400 cm (Luer-LOCK) |
MBH qufora | MBH-International A/S | 13853401 | Urine bag |
Natriumchlorid | Fresenius Kabi | 7340022100528 | 9 mg/mL Isotonic saline |
Noradrenalin | Macure Pharma | 425318 | 1 mg/mL |
PICO50 Aterial Blood Sampler | Radiometer | 956-552 | 2 mL |
Portex Tracheal Tube | Smiths Medical | 100/150/075 | Cuffed Clear Oral/Nasal Murphy Eye |
Pressure Extension set | CODAN | 7,14,020 | Tube for anesthetics, 150 cm long, inner diameter 0.9 mm |
Propolipid | Fresenius Kabi | 21636 | Propofol, 10 mg/mL |
Radiofocus Introducer II | Radiofocus/Terumo | RS+B80N10MQ | 7 + 8F sheaths |
Rompun Vet | Beyer | 86450917 | Xylazin, 20 mg/mL |
Rüsch Brilliant AquaFlate Glycerine | Teleflex | 178000 | Bladder catheter, size 14 |
S/5 Avance | Datex-Ohmeda | N/A | Mechanical ventilator |
Safersonic Conti Plus & Safergel | SECMA medical innovation | SAF.612.18120.WG.SEC | 18 cm x 120 cm (Safersonic Sterile Transducer Cover with Adhesive Area and Safergel) |
Standard Dilator | Cook Medical | G01212 | Size: 16 French. Length: 20 cm. |
Swan-Ganz CCOmbo | Edwards Lifesciences | 744F75 | 110 cm |
TruWave Pressure Monitoring Set | Edwards Lifesciences | T434303A | 210 cm |
Vigilance VGS Patient Monitor | Edwards Lifesciences | N/A | |
Vivid iq | GE Medical Systems China | Vivid iq | |
Zoletil 50 Vet (tiletamin 125 mg and zolazepam 125 mg) | Virbac | 83046805 | Zoletil Mix for pigs: 1 vial of Zoletil 50 Vet (dry matter); add 6.25 mL Xylozin (20 mg/mL), 1.25 mL ketamin (100 mg/mL) and 2.5 mL Butorphanol (10 mg/mL). Dose for pre-anesthesia: 0.1 mL/kg as intramuscular injection |
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