Un modèle de transplantation cardiaque de rat hétérotopique néonatal pour l’étude de la transition endothéliale à mésenchymateuse

Résumé

Ce travail présente un modèle animal de fibrose induite par la transition endothéliale à mésenchymateuse, tel qu’il est observé dans les malformations cardiaques congénitales telles que la sténose aortique critique ou le syndrome hypoplasique du cœur gauche, ce qui permet une évaluation histologique détaillée des tissus, l’identification des voies de signalisation régulatrices et le test des options de traitement.

Résumé

La fibroélastose endocardique (EFE), définie par l’accumulation de tissu sous-endocardique, a des impacts majeurs sur le développement du ventricule gauche (VG) et empêche les patients atteints de sténose aortique critique congénitale et de syndrome hypoplasique du cœur gauche (HLHS) d’une réparation chirurgicale anatomique biventriculaire curative. La résection chirurgicale est actuellement la seule option thérapeutique disponible, mais l’EFE récidive souvent, parfois avec un schéma de croissance encore plus infiltrant dans le myocarde adjacent.

Afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents de l’EFE et d’explorer des stratégies thérapeutiques, un modèle animal adapté aux essais précliniques a été développé. Le modèle animal tient compte du fait que l’EFE est une maladie du cœur immature et qu’elle est associée à des troubles de l’écoulement, comme le confirment les observations cliniques. Ainsi, la transplantation cardiaque hétérotopique de cœurs de donneurs de rats nouveau-nés est à la base de ce modèle.

Un cœur de rat nouveau-né est transplanté dans l’abdomen d’un rat adolescent et relié à l’aorte infrarouge et à la veine cave inférieure du receveur. Alors que la perfusion des artères coronaires préserve la viabilité du cœur du donneur, la stagnation du flux dans le VG induit la croissance de l’EFE dans le cœur très immature. Le mécanisme sous-jacent de la formation d’EFE est la transition des cellules endothéliales endocardiques vers les cellules mésenchymateuses (EndMT), qui est un mécanisme bien décrit du développement embryonnaire précoce des valves et des septa, mais aussi la principale cause de fibrose dans l’insuffisance cardiaque. La formation d’EFE peut être observée macroscopiquement dans les jours qui suivent la transplantation. L’échocardiographie transabdominale est utilisée pour surveiller la viabilité du greffon, la contractilité et la perméabilité des anastomoses. Après l’euthanasie, le tissu EFE est prélevé et il présente les mêmes caractéristiques histopathologiques que le tissu EFE humain des patients HLHS.

Ce modèle in vivo permet d’étudier les mécanismes de développement de l’EFE dans le cœur et de tester des options de traitement pour prévenir cette formation de tissu pathologique et offre la possibilité d’un examen plus généralisé de la fibrose induite par EndMT.

Introduction

La fibroélastose endocardique (EFE), définie par l’accumulation de collagène et de fibres élastiques dans le tissu sous-endocardique, se présente sous la forme d’un endocarde épaissi nacré ou opaque ; La croissance de l’EFE est la plus active pendant la période fœtale et la petite enfance¹. Dans une étude d’autopsie, 70 % des cas de syndrome hypoplasique du cœur gauche (HLHS) étaient associés à la présence d’EFE².

Les cellules exprimant des marqueurs pour les fibroblastes constituent la principale population cellulaire de l’EFE, mais ces cellules expriment également de manière concomitante des....

Protocole

Toutes les procédures sur les animaux ont été effectuées conformément au Conseil national de recherches du Canada. 2011. Guide sur le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire : huitième édition. Les protocoles relatifs aux animaux ont été examinés et approuvés par le comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux de l’hôpital pour enfants de Boston.

Avant l’intervention chirurgicale, tous les instruments chirurgicaux sont autoclavés à la vapeur et un tampon de Krebs-Henseleit modifié, avec une concentration finale de 22 mmol/L de KCl, est préparé sous forme de solution cardioplégique (tableau 1). La sol....

Discussion

Ce modèle animal de transplantation hétérotopique d’un cœur de rat donneur néonatal dans l’abdomen du receveur permet d’étudier la fibrose dérivée d’EndMT grâce à une évaluation histologique détaillée des tissus, d’identifier les voies de signalisation régulatrices et de tester les options de traitement. Étant donné que EndMT est le mécanisme sous-jacent des maladies fibrotiques du cœur, ce modèle a une grande valeur dans le domaine de la chirurgie cardiaque pédiatrique et au-delà. Dans ce .......

matériels

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