Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Aquí se presenta un procedimiento de herida punzante para la formación de trombos hemostáticos. Los trombos formados son grandes y tienen cientos de micras de diámetro. Por lo tanto, los enfoques de imágenes de volumen son apropiados. Sugerimos la microscopía electrónica de transmisión de área amplia montada como un enfoque de alta resolución disponible para muchos y detallamos un protocolo preparativo.
La hemostasia, el proceso de control fisiológico normal del daño vascular, es fundamental para la vida humana. Todos sufrimos pequeños cortes y heridas punzantes de vez en cuando. En la hemostasia, la agregación plaquetaria autolimitada conduce a la formación de un trombo estructurado en el que el cese del sangrado proviene de tapar el orificio desde el exterior. La caracterización detallada de esta estructura podría conducir a distinciones entre hemostasia y trombosis, un caso de agregación plaquetaria excesiva que conduce a la coagulación oclusiva. Aquí se presenta un enfoque basado en imágenes para la estructura del trombo de la herida punzante que se basa en la capacidad de la microscopía electrónica de sección delgada para visualizar el interior de los trombos hemostáticos. El paso más básico en cualquier protocolo experimental basado en imágenes es una buena preparación de la muestra. El protocolo proporciona procedimientos detallados para la preparación de heridas punzantes y trombos ricos en plaquetas en ratones para su posterior microscopía electrónica. Se proporciona un procedimiento detallado para la fijación in situ del trombo de la herida punzante en formación y su posterior procesamiento para la tinción y la inclusión para microscopía electrónica. La microscopía electrónica se presenta como la técnica de imagen final debido a su capacidad, cuando se combina con el corte secuencial, para visualizar los detalles del interior del trombo a alta resolución. Como método de imagen, la microscopía electrónica proporciona un muestreo imparcial y un resultado experimental que escala de nanómetros a milímetros en 2 o 3 dimensiones. Se cita un software de microscopía electrónica gratuito apropiado que admita la microscopía electrónica de área amplia en la que se pueden combinar cientos de fotogramas para proporcionar imágenes a escala nanométrica de secciones transversales completas de trombos de heridas punzantes. Por lo tanto, cualquier subregión del archivo de imagen se puede colocar fácilmente en el contexto de la sección transversal completa.
La formación de un trombo punzante que conduce al cese de la hemorragia es uno de los eventos más esenciales en la vida1. Sin embargo, a pesar de esa esencialidad, el conocimiento de lo que ocurre estructuralmente durante la formación de trombos, ya sea en una vena, una arteria, un evento aterosclerótico o un coágulo oclusivo, ha sido limitado por la resolución y la profundidad de las imágenes. La microscopía óptica convencional tiene una profundidad limitada en comparación con un trombo de herida punzante completamente formado, de 200 a 300 μm en Z1, y en un nivel de resolución cuando se compara con el tamaño de los orgánulos plaquetarios y su espaciamiento, a menudo inferior a 30 nm2. La microscopía de luz de dos fotones puede producir la profundidad necesaria de imágenes, pero no mejora significativamente la resolución. Los avances más recientes en microscopía óptica, por ejemplo, las técnicas de superresolución, siguen siendo de resolución limitada, en la práctica ~20 nm en XY y el doble en Z, y de profundidad, no más que la microscopía óptica convencional. Además, la microscopía óptica de superresolución, al igual que gran parte de la microscopía óptica de investigación, se basa en la microscopía de fluorescencia, una técnica que está inherentemente sesgada a un pequeño conjunto de proteínas candidatas para las que existen buenos anticuerpos o buenas construcciones marcadas3. En conclusión, la microscopía electrónica de barrido convencional puede, a lo sumo, visualizar la superficie del trombo rico en plaquetas en formación.
Para superar estas limitaciones técnicas a la hora de caracterizar la estructura del trombo, teníamos tres objetivos. En primer lugar, producir de forma reproducible una herida punzante definida en una vena o arteria de ratón que luego podría estabilizarse fácilmente in situ mediante fijación química. En segundo lugar, aplicar un procedimiento preparatorio que haga hincapié en la preservación de la membrana, un objetivo coherente con el objetivo de definir la posición de las plaquetas individuales dentro del trombo en formación. En tercer lugar, utilice una técnica de visualización imparcial que, en una sola imagen, pueda escalarse entre nanómetros y casi milímetros.
La microscopía electrónica de área amplia montada se eligió como una técnica importante de visualización final por una sola razón importante: en las imágenes de microscopio electrónico, se ve una amplia gama de características dentro de una célula que delinea sus orgánulos y características dentro de los orgánulos. Se pueden reconocer objetos pequeños como los ribosomas. Esta gama de características se debe a que las manchas de metales pesados densos en electrones, uranilo, plomo y osmio, que se utilizan para la microscopía electrónica para producir contraste, se unen a una amplia gama de moléculas. En una imagen de microscopio electrónico, se ve gran parte de lo que hay allí, mientras que con los enfoques de inmunofluorescencia y marcaje de proteínas, solo se ve lo que se ilumina. Esto significa, por ejemplo, los sitios de antígenos presentes en una especie de proteína individual dada. En el caso de una molécula marcada, a menudo una proteína, es el sitio o sitios donde se encuentra esa proteína. Todas las demás moléculas son oscuras y no están iluminadas. Sin embargo, ¿es práctica esta elección de microscopía electrónica? Un trombo de herida punzante tiene un tamaño de 300 por 500 μm y, con un tamaño de píxel de 3 nm, es una imagen de 100.000 por 167.000 píxeles. Una cámara de microscopio electrónico de alta calidad tiene 4000 por 4000 píxeles. Eso significa que se deben unir/mezclar aproximadamente 1000 fotogramas para obtener una sola imagen. Esa es una posibilidad que ha estado presente en la mayoría de los microscopios electrónicos fabricados en los últimos 15 años. La platina del microscopio está computarizada y las imágenes se pueden unir con una computadora. Esa es la lógica que llevó a las decisiones que subyacen a la formulación del protocolo presentado.
De manera concluyente, presentamos a continuación una serie de pasos que dan una herida reproducible en la vena o arteria de ratones que luego, siguiendo los pasos de fijación in situ y los pasos posteriores de inclusión, se puede visualizar mediante microscopía electrónica de transmisión de área amplia montada a escala de nm y en la imagen cosida visualizada a escala cercana a mm, la escala de la real in situ Trombo fijo. La escalabilidad de este tipo es necesaria para comprender la formación de trombos como un problema en hematología/salud y como un sistema de biología del desarrollo en el que las plaquetas son el principal tipo de célula. Estos avances ofrecen una gran virtud de la microscopía electrónica, a saber, que uno ve lo que está ahí, no solo lo que se ilumina. Para un protocolo detallado sobre la preparación de muestras para microscopía electrónica de barrido de cara a bloque en serie (SBF-SEM), se remite al lector a un artículo reciente de Joshi et al.4.
Los experimentos fueron revisados y aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad de Arkansas para Ciencias Médicas. Aquí, se utilizaron ratones C57BL/6 machos y hembras de 8 a 12 semanas de edad, de tipo salvaje. Estos ratones son adultos jóvenes con poca acumulación de grasa. Los mismos procedimientos son aplicables a ratones mutantes para diversas proteínas importantes para la hemostasia, como el factor de von Willebrand o la glicoproteína VI plaquetaria (GPVI)5,6. Todos los equipos, instrumentos quirúrgicos, reactivos y otros materiales utilizados se muestran en la Figura 1 y se enumeran en la Tabla de Materiales.
1. Herida punzante de la vena yugular/arteria femoral 1,7
2. Recogida de muestras para microscopía electrónica
3. Preparación de la muestra para microscopía electrónica de transmisión de área amplia montada (WA-TEM)
NOTA: Este paso representa un punto de decisión en el que el investigador se compromete a prepararse para WA-TEM. Este procedimiento preparatorio no es compatible con SBF-SEM. Para SBF-SEM volumen EM, todas las tinciones deben realizarse antes de incrustar en plástico. Consulte elpunto 4 para obtener un protocolo de preparación SBF-SEM.
Cuantificación de los efectos del fármaco sobre el tiempo de sangrado de la herida punzante
Los tiempos de sangrado de las heridas punzantes proporcionan un modelo fisiológico del riesgo de un fármaco que puede llevarse a cabo fácilmente en ratones. Los resultados que se derivan de un experimento de herida punzante son predictivos. Aquí, mostramos una curva de sangrado dosis-respuesta de dabigatán. El dabigatrán, un inhibidor de la trombina, se utiliza como an...
Presentamos un procedimiento detallado de heridas punzantes para la producción de trombos hemostáticos en venas yugulares y arterias femorales, su fijación de perfusión in situ y el procesamiento de muestras para microscopía electrónica de transmisión de área amplia montada. Los procedimientos generales son útiles para generar trombos hemostáticos para el análisis ultraestructural y para comparar los tiempos de sangrado en ratones experimentales, por ejemplo, ratones ...
Los autores no tienen conflictos de interés relacionados con este estudio.
Los autores expresan su agradecimiento a los colegas de la Universidad de Arkansas para Ciencias Médicas (Jerry Ware y Sung W. Rhee), la Universidad de Pensilvania (Tim Stalker y Lawrence Brass), la Universidad de Kentucky (Sidney W. Whiteheart y Smita Joshi), y el Instituto Nacional de Bioimagen y Bioingeniería de los Institutos Nacionales de Salud (Richard D. Leapman y Maria A. Aronova) de quienes hemos aprendido mucho. Los autores expresan su agradecimiento a la Asociación Americana del Corazón y al Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre de los Institutos Nacionales de la Salud (R01 HL119393, R56 HL119393, R01 155519 a BS y a los subpremios de las subvenciones R01 HL146373 y R35 HL150818) de los NIH por su apoyo financiero.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% Normal Saline Solution | Medline | BHL2F7123HH | |
27G x 3/4 EXELint scalp vein set | Medline | NDA26709 | |
30G x 1/2 EXELint hypodermic needles | Medline | NDA264372 | |
33G x 1/2 EXELint specialty hypodermic needles | Medline | NDA26393 | |
50 mL Conical Tubes | Fisher Scientific | 06-443-20 | |
Alcohol Prep Pads (70% Isopropyl Alcohol) | Medline | MDS090670Z | |
Aluminum Foil | Fisher Scientific | 01-213-100 | |
Animal Heating Plate | Physitemp Instruments | HP-1M | |
Araldite GY 502 | Electron Microscopy Sciences | 10900 | |
Axiocam 305 Color R2 Microscopy Camera | Carl Zeiss Microscopy | 426560-9031-000 | |
BD Luer-Lok Syringes, 20 mL | Medline | B-D303310Z | |
Calcium Chloride | Fisher Scientific | C79-500 | |
Cell Culture Dishes 35mm x 10mm | Corning Inc. | 430165 | |
Cotton Tipped Applicators | Medline | MDS202055H | |
DMP-30 Activator | Electron Microscopy Sciences | 13600 | |
Dodecenyl Succinic Anhydride/ DDSA | Electron Microscopy Sciences | 13700 | |
Dressing Forceps, 5", curved, serrated, narrow tipped | Integra Miltex | 6-100 | |
Dressing Forceps, 5", standard, serrated | Integra Miltex | 6-6 | |
EMBED 812 Resin | Electron Microscopy Sciences | 14900 | |
Ethyl Alcohol, anhydrous 200 proof | Electron Microscopy Sciences | 15055 | |
Fisherbrand 4-Way Tube Rack | Fisher Scientific | 03-448-17 | |
Fisherbrand Digital Timer | Fisher Scientific | 14-649-17 | |
Fisherbrand Single Syringe Infusion Pump | Fisher Scientific | 7801001 | |
Gauze Sponges 2" x 2"- 4 Ply | Medline | NON26224H | |
Glutaraldehyde (10% Solution) | Electron Microscopy Sciences | 16120 | |
Isoflurane Liquid Inhalant Anesthesia, 100 mL | Medline | 66794-017-10 | |
Jeweler-Style Micro-Fine Forceps, Style 5F | Integra Miltex | 17-305 | Need 2 pairs. |
L/S Pump Tubing, Silicone, L/S 15; 25 Ft | VWR | MFLX96410-15 | |
L-Aspartic Acid | Fisher Scientific | BP374-100 | |
Lead Nitrate | Fisher Scientific | L-62 | |
Malachite Green 4 | Electron Microscopy Sciences | 18100 | |
Masterflex L/S Easy-Load II Pump Head | VWR | MFLX77200-62 | |
Masterflex L/S Variable Speed Digital Drive | VWR | MFLX07528-10 | |
MSC Xcelite 5" Wire Cutters | Fisher Scientific | 50-191-9855 | |
Osmium Tetroxide 4% Aqueous Solution | Electron Microscopy Sciences | 19150 | |
Paraformaldehyde (16% Solution) | Electron Microscopy Sciences | 15710 | |
Physitemp Temperature Controller | Physitemp Instruments | TCAT-2LV | |
Potassium Ferrocyanide | Sigma-Aldrich | P-8131 | |
Propylene Oxide, ACS Reagent | Electron Microscopy Sciences | 20401 | |
Pyrex Glass Beakers | Fisher Scientific | 02-555-25B | |
Rectal Temperature Probe for Mice | Physitemp Instruments | RET-3 | |
Scotch Magic Invisible Tape, 3/4" x 1000" | 3M Company | 305289 | |
Sodium Cacodylate Buffer 0.2M, pH 7.4 | Electron Microscopy Sciences | 11623 | |
SomnoFlo Low Flow Electronic Vaporizer | Kent Scientific | SF-01 | |
SomnoFlo Starter Kit for Mice | Kent Scientific | SF-MSEKIT | |
Stainless Steel Minutien Pins | Fine Science Tools | 26002-10 | |
Stereomicroscope steREO Discovery.V12 | Carl Zeiss Microscopy | 495015-9880-010 | |
Sylgard 184 Silicone Elastomer | World Precision Instruments | SYLG184 | silicone mat |
Tannic Acid | Electron Microscopy Sciences | 21700 | |
Thiocarbohydrazide (TCH) | Sigma-Aldrich | 88535 | |
Uranyl Acetate | Electron Microscopy Sciences | 22400 | |
Vannas Spring Micro Scissors | Fine Science Tools | 15000-08 | |
Von Graefe Eye Dressing Forceps, 2.75", Curved, Serrated | Integra Miltex | 18-818 | Need 2 pairs. |
Wagner Scissors | Fine Science Tools | 14068-12 | |
Wahl MiniFigura Animal Trimmer | Braintree Scientific | CLP-9868 | |
Zen Lite Software | Carl Zeiss Microscopy | 410135-1001-000 |
Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este JoVE artículos
Solicitar permisoThis article has been published
Video Coming Soon
ACERCA DE JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos los derechos reservados