Un modelo de trasplante de corazón de rata heterotópico neonatal para el estudio de la transición endotelial a mesenquimal

Resumen

En este trabajo se presenta un modelo animal de fibrosis inducida por transición endotelial-mesenquimatosa, como se observa en defectos cardíacos congénitos como la estenosis aórtica crítica o el síndrome del corazón izquierdo hipoplásico, que permite la evaluación histológica detallada del tejido, la identificación de vías de señalización reguladoras y la prueba de opciones de tratamiento.

Resumen

La fibroelastosis endocárdica (EFE), definida por la acumulación de tejido subendocárdico, tiene un gran impacto en el desarrollo del ventrículo izquierdo (VI) e impide que los pacientes con estenosis aórtica crítica congénita y síndrome del corazón izquierdo hipoplásico (SHH) realicen una reparación quirúrgica anatómica biventricular curativa. La resección quirúrgica es actualmente la única opción terapéutica disponible, pero la EFE a menudo recurre, a veces con un patrón de crecimiento aún más infiltrativo en el miocardio adyacente.

Para comprender mejor los mecanismos subyacentes de la EFE y explorar estrategias terapéuticas, se desarrolló un modelo animal adecuado para pruebas preclínicas. El modelo animal tiene en cuenta que la EFE es una enfermedad del corazón inmaduro y se asocia con alteraciones del flujo, como lo respaldan las observaciones clínicas. Por lo tanto, el trasplante cardíaco heterotópico de corazones de donantes de ratas neonatas es la base de este modelo.

Se trasplanta un corazón de rata neonatal al abdomen de una rata adolescente y se conecta a la aorta infrarrenal y a la vena cava inferior del receptor. Mientras que la perfusión de las arterias coronarias preserva la viabilidad del corazón del donante, el estancamiento del flujo dentro del VI induce el crecimiento de EFE en el corazón muy inmaduro. El mecanismo subyacente de la formación de EFE es la transición de las células endoteliales endocárdicas a las células mesenquimales (EndMT), que es un mecanismo bien descrito de desarrollo embrionario temprano de las válvulas y los tabiques, pero también la principal causa de fibrosis en la insuficiencia cardíaca. La formación de EFE se puede observar macroscópicamente a los pocos días del trasplante. La ecocardiografía transabdominal se utiliza para monitorizar la viabilidad del injerto, la contractilidad y la permeabilidad de las anastomosis. Después de la eutanasia, se extrae el tejido EFE, que muestra las mismas características histopatológicas que el tejido EFE humano de pacientes con HLHS.

Este modelo in vivo permite estudiar los mecanismos de desarrollo de EFE en el corazón y probar opciones de tratamiento para prevenir esta formación de tejido patológico y brinda la oportunidad de un examen más generalizado de la fibrosis inducida por EndMT.

Introducción

La fibroelastosis endocárdica (EFE), definida por la acumulación de colágeno y fibras elásticas en el tejido subendocárdico, se presenta como un endocardio engrosado nacarado u opaco; La EFE experimenta un crecimiento más activo durante el período fetal y la primera infancia¹. En un estudio de autopsia, el 70% de los casos con síndrome del corazón izquierdo hipoplásico (HLHS) se asociaron con la presencia de EFE².

Las células que expresan marcadores de fibroblastos son la principal población celular en EFE, pero estas células también expresan concomitantemente marcadores endoteliales endocárdi....

Protocolo

Todos los procedimientos con animales se llevaron a cabo de acuerdo con el Consejo Nacional de Investigación. 2011. Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio: Octava Edición. Los protocolos con animales fueron revisados y aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales del Boston Children's Hospital.

Antes de la cirugía, todos los instrumentos quirúrgicos se esterilizan en autoclave con vapor y se prepara como solución cardiopléjica el tampón Krebs-Henseleit modificado, con una concentración final de 22 mmol/L KCl (Tabla 1). La solución se esteriliza con filtro y se almacena a 4 °C durante la ....

Discusión

Este modelo animal de trasplante heterotópico de corazón de rata donante neonatal en el abdomen del receptor crea la posibilidad de estudiar la fibrosis derivada de EndMT a través de una evaluación histológica detallada del tejido, identificar vías de señalización reguladoras y probar opciones de tratamiento. Dado que EndMT es el mecanismo subyacente para las enfermedades fibróticas del corazón, este modelo tiene un gran valor en el campo de la cirugía cardíaca pediátrica y más allá. En este modelo, muchos.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Advanced Ventilator System For Rodents, SAR-1000	CWE, Inc.	12-03100	small animal ventilator
aSMA	Sigma	A2547	Antibody for Immunohistochemistry
Axio observer Z1	Carl Zeiss		inverted microscope
Betadine Solution	Avrio Health L.P.	367618150092
CD31	Invitrogen	MA1-80069	Antibody for Immunohistochemistry
DAPI	Invitrogen	D1306	Antibody for Immunohistochemistry
DemeLON Nylon black 10-0	DemeTECH	NL76100065F0P	10-0 Nylon suture
ETFE IV Catheter, 18G x 2	TERUMO SURFLO	SR-OX1851CA	intubation cannula
Micro Clip 8mm	Roboz Surgical Instrument Co.	RS-6471	microvascular clamps
Nylon black monofilament 11-0	SURGICAL SPECIALTIES CORP	AA0130	11-0 Nylon
O.C.T. Compound	Tissue-Tek	4583	Embedding medium for frozen tissue specimen
p-SMAD2/3	Invitrogen	PA5-110155	Antibody for Immunohistochemistry
Rodent, Tilting WorkStand	Hallowell EMC.	000A3467	oblique shelf for intubation
Silk Sutures, Non-absorbable, 7-0	Braintree Scientific	NC9201231	Silk suture
Slug/Snail	Abcam	ab180714	Antibody for Immunohistochemistry
Undyed Coated Vicryl 5-0 P-3 18"	Ethicon	J493G	5-0 Vicryl
Undyed Coated Vicryl 6-0 P-3 18"	Ethicon	J492G	6-0 Vicryl
VE-Cadherin	Abcam	ab231227	Antibody for Immunohistochemistry
Zeiss OPMI 6-SFR	Zeiss		Surgical microscope
Zen, Blue Edition, 3.6	Zen		inverted microscope software