Aplicación de imágenes de ultrasonido y elastografía de onda de cizallamiento en un modelo de rata de NAFLD/NASH

Resumen

Este protocolo describe el uso de una técnica de ultrasonido mejorada para observar y cuantificar de manera no invasiva los cambios en el tejido hepático en modelos de roedores de enfermedad del hígado graso no alcohólico.

Resumen

La esteatohepatitis no alcohólica (EHNA) es una afección dentro del espectro de la enfermedad del hígado graso no alcohólico (EHGNA), que se caracteriza por la acumulación de grasa hepática (esteatosis) y la inflamación que conduce a la fibrosis. Los modelos preclínicos que recapitulan de cerca la EHNA/EHGNA humana son esenciales en el desarrollo de fármacos. Si bien la biopsia hepática es actualmente el estándar de oro para medir la progresión y el diagnóstico de NAFLD / NASH en la clínica, en el espacio preclínico, se necesita la recolección de muestras de hígado completo en múltiples puntos de tiempo durante un estudio o la biopsia de hígado para el análisis histológico para evaluar la etapa de la enfermedad.

La realización de una biopsia hepática a mitad del estudio es un procedimiento invasivo y laborioso, y la recolección de muestras de hígado para evaluar el nivel de enfermedad aumenta el número de animales de investigación necesarios para un estudio. Por lo tanto, existe la necesidad de un biomarcador de imágenes confiable, traducible y no invasivo para detectar NASH / NAFLD en estos modelos preclínicos. Las imágenes no invasivas en modo B basadas en ultrasonido y la elastografía de onda de cizallamiento (SWE) se pueden usar para medir la esteatosis y la fibrosis hepática. Para evaluar la utilidad de SWE en modelos preclínicos de roedores de NASH, los animales se colocaron en una dieta pro-NASH y se sometieron a imágenes de ultrasonido no invasivas en modo B y elastografía de onda de corte para medir el índice hepatorrenal (HR) y la elasticidad hepática, midiendo la progresión de la acumulación de grasa hepática y la rigidez del tejido, respectivamente, en múltiples puntos de tiempo en el transcurso de un estudio NAFLD / NASH dado.

El índice de HR y los números de elasticidad se compararon con los marcadores histológicos de esteatosis y fibrosis. Los resultados mostraron una fuerte correlación entre el índice HR y el porcentaje de tinción oil red O (ORO), así como entre la elasticidad y la tinción Picro-Sirius Red (PSR) de los hígados. La fuerte correlación entre los métodos ex vivo clásicos y los resultados de las imágenes in vivo proporciona evidencia de que la elastografía de onda de corte / imágenes basadas en ultrasonido se pueden usar para evaluar el fenotipo y la progresión de la enfermedad en un modelo preclínico de NAFLD / NASH.

Introducción

La enfermedad del hígado graso no alcohólico (EHGNA) es una condición metabólica caracterizada por una acumulación excesiva de grasa en el hígado y se está convirtiendo rápidamente en una dolencia hepática líder en todo el mundo con una prevalencia global recientemente reportada del 25%¹. La esteatohepatitis no alcohólica (EHNA) es una etapa más progresiva del espectro de la EHGNA, caracterizada por un exceso de grasa hepática con daño celular progresivo, inflamación y fibrosis. Estas dolencias a menudo son silenciosas, no se detectan a través de análisis de sangre o exámenes de rutina, hasta que ya se ha producido un daño considerable en el hí....

Protocolo

Todos los procedimientos relacionados con animales fueron revisados y aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de Pfizer y se llevaron a cabo en una instalación acreditada internacionalmente por AAALAC (Evaluación y Acreditación del Cuidado de Animales de Laboratorio).

1. Inducción de la enfermedad

1. Use ratas Wister Han macho (150-175 g; ~ 6-7 semanas de edad; total de 40 ratas) que estén libres de patógenos adventiciales de ratas conocidos. Aloje a las ratas en parejas en una enjamedadera ventilada individualmente con ropa de cama de papel (consulte la Tabla de materiales)y mantén....

Resultados

Un sello distintivo de los animales alimentados con CDAHFD es la esteatosis. La acumulación de grasa en el hígado cambia las propiedades ecogénicas del tejido, que se pueden cuantificar midiendo el brillo del hígado y normalizándolo al brillo de la corteza renal a partir de una imagen en modo B tomada en el mismo plano. El valor cuantificado se expresa como un índice de HR, que es una medida indirecta de la esteatosis. En la Figura 4A,una imagen hepática representativa de un animal de.......

Discusión

Las imágenes basadas en ultrasonido, incluido SWE, pueden ser una herramienta invaluable para la evaluación longitudinal de la esteatosis hepática y la rigidez en modelos preclínicos de NAFLD / NASH. Este artículo describe metodologías detalladas sobre cómo adquirir el modo B de alta calidad, así como imágenes SWE de hígados para la medición del índice de FC y la elasticidad utilizando un modelo de rata de NASH inducido por la dieta CDAHFD. Además, los resultados muestran una excelente correlación del índi.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aixplorer	Supersonic Imagine		Shear Wave Elastography Instrument
Aixplorer SuperLinear SLH20-6 Transducer	Supersonic Imagine		Transducer for Shear Wave Elastography
Alpha-dri bedding			rat cages
Aperio AT2 scanner	Leica Biosystems		Digital Pathology Brightfield Scanner
Compac 6 Anesthesia System	VetEquip		Anesthesia Vaporizer and Delivery System. Any anesthesia delivery system can be used, however.
Manage Imager Database	Leica Biosystems		Digital Pathology
Mayer's Hematoxilin	Dako/Agilent		H&E Staining/Histology
Nair	Church & Dwight		Hair remover
Oil Red O solution	Poly Scientific		Lipid Staining/Histology
Picrosirius Red Stain (PSR)	Rowley Biochemical	F-357-2	Collagen Stain/Histology
Puralube Opthalmic ointment	Dechra Veterinary Product		Lubricatn to prevent eye dryness  during anesthesia
Tissue-Tek Prisma Plus	Sakura Finetek USA		Automated slide stainer
VISIOPHARM software	Visiopharm		Digital pathology software
	Research Diets	A06071309i	NASH inducing diet
	Purina	5053	Control animal chow
Wistar Han rats	Charles River Laboratories