Estenose da veia Cava Inferior: um modelo murino de trombose venosa profunda

Resumo

Descrevemos aqui estenose na veia cava inferior como um modelo murino de trombose venosa profunda. Este modelo recapitula a restrição do fluxo de sangue, um dos principais gatilhos de trombose venosa em seres humanos.

Resumo

Profunda veia trombose (TVP) e sua complicação devastadora, embolia pulmonar, são um problema de saúde grave, com alta mortalidade. Mecanismos de formação de trombos nas veias permanecem obscuros. Falta de mobilidade (por exemplo, após cirurgia ou voos de longa distância) é um dos principais fatores levando a TVP. As consequências fisiopatológicas da falta de mobilidade é a estagnação do fluxo de sangue nas válvulas venosas. Aqui, um modelo é descrito que imita tais perturbações de fluxo como um fator de trombose-condução. Neste modelo, a restrição de fluxo parcial (estenose) na veia cava inferior (VCI) é criada. Encerramento de cerca de 90% do lúmen da veia cava inferior para 48 h resulta no desenvolvimento de trombos estruturalmente semelhantes dos seres humanos. As semelhanças são: i) a maior parte do volume do trombo é vermelho, ou seja, consiste de células vermelhas do sangue e fibrina, ii) a presença de uma parte branca (linhas de Zahn), iii) não-desnudada monocamada endotelial, iv) elevado D-dímero plasmático e v) a possibilidade de evitar trombose por heparina de baixo peso molecular. Limitações incluem tamanho variável de trombos e o fato de que uma determinada percentagem do selvagem-tipo ratos (0 - 35%) pode não produzir um trombo. Além da observação visual e medição, trombos podem ser visualizados por tecnologias não invasivas, tais como a ultra-sonografia, que permite o monitoramento da dinâmica do desenvolvimento do trombo. Em pontos de tempo mais curtos (1-6 h), microscopia intravital pode ser aplicada para observar diretamente eventos (por exemplo, recrutamento de células da parede do vaso) precedendo a formação de trombos. Uso desse método por várias equipes em todo o mundo permitiu descobrir os mecanismos básicos de iniciação de TVP e identificar alvos em potencial que podem ser benéficos para a sua prevenção.

Introdução

Trombose venosa profunda (TVP) é o desenvolvimento de trombos em veias profundas, geralmente (mas não só) nas pernas. Em conjunção com embolia pulmonar (PE; designado juntos como tromboembolismo venoso, TEV) se desenvolve em aproximadamente 900.000 americanos anualmente e representa um problema grave para a saúde e o problema econômico^1,2. PE, uma complicação da TVP, ocorre quando um trombo fica isolado de sua localização inicial e atinge os pulmões, o que podem causar morte e insuficiência respiratória. O número de mortes de VTE excede a mortalidade por AIDS, acidentes de tráfego e câncer de mama, combinado³.

O principal fator causando a TVP, além de conhecidas razões, tais como câncer ou trauma, é a falta de mobilidade ^4,5. Isto pode resultar de cirurgia (especialmente ortopédica), paralisia, voos de longa distância ou outros motivos. Fluxo de sangue nas veias depende da bomba muscular e, portanto, resultados de imobilização do membro no sangue estagnado fluem nas válvulas venosas, que leva a trombose. O objetivo do método aqui descrito é recapitular tal sangue fluxo distorção^6,7. Restrição parcial do fluxo na veia cava inferior (VCI) imita condições criadas em válvulas venosas humanas e resulta na formação de um trombo estrutura semelhantes à de trombos humana⁶. A grande parte de um trombo é vermelho e consiste em hemácias, fibrina e incorporação de plaquetas. Trombos tenham uma pequena "parte branca" enriquecida em plaquetas (Figura 1), que se assemelham a "linhas de Zahn" descritas no humanos trombos venosos. Ambas as partes do trombo também contenham neutrófilos⁸, que estão entre as primeiras células a ser recrutado no local do trombo futuro^6,9. Neutrófilos na parte vermelha expulsar neutrófilos armadilhas extracelulares (redes), Considerando que os neutrófilos na parte branca parecem ser desprovido de redes⁸. Da mesma forma humana TVP, trombose em ratos é acompanhada de níveis de D-dímero elevado plasma (Figura 2). Heparina de baixo peso molecular (Enoxaparina), usada para profilaxia de TVP em pacientes, também previne trombose em ratos. Uma importante vantagem deste método é a ausência de denudação endotelial⁹, que é característica do humano TVP¹⁰. Esta característica torna estenose de veia cava inferior em um modelo mais clinicamente relevante da TVP do que, por exemplo, a indução da trombose por cloreto férrico, que induz a denudação endotelial e no qual trombos consistem predominantemente de plaquetas^{11, 12,13}. Um modelo de estase completa na veia cava inferior é preferido por várias equipes^14,15,16. Em contraste com estenose, em que o fluxo residual é mantido no vaso, aplicação do êstase interrompe completamente o fluxo e, portanto, limita a acessibilidade das substâncias sistemicamente administradas ao site da trombose. Além disso, parece que os mecanismos subjacentes a trombose induzida por estenose e estase são diferentes: estenose resulta no desenvolvimento de inflamação local (ativação do endotélio, liberação do conteúdo do corpo de Weibel-Palade, recrutamento de células do sistema imunológico e as plaquetas à parede do vaso) causar "immunothrombosis"^6,9,17, Considerando que a estase parece induzir bastante trombose baseia, em particular, fator tecidual e outra coagulação e mecanismos relacionados com fibrinólise^18,19,20. Assim, os modelos de estenose e estase refletem ligeiramente diferentes aspectos do desenvolvimento do trombo venoso, embora seus mecanismos certamente podem se sobrepor. Modelo IVC eletrolítico (EIM) de TVP^21,22 induz um trombo obstruindo parcialmente a parede do vaso. Portanto, é conveniente para testar os efeitos da administração sistêmica de diferentes drogas no crescimento do trombo. Esse modelo, no entanto, assume o rompimento da integridade da parede da veia cava inferior (inserção de uma agulha) e indução da trombose por corrente elétrica, tornando a relevância deste mecanismo fisiopatológico pelo menos discutível.

Protocolo

Todos os procedimentos de animais foram aprovados pelo corpo de revisão ética Animal Welfare e o Home Office UK (Reino Unido, projeto licença 40/3745). Camundongos C57BL/6 fundo, 8-12 semanas, 19-25 g de peso de corpo, de ambos os sexos são usados.

1. animal anestesia

1. Coloque um rato em uma câmara de indução e induzir anestesia por uma mistura de 5% de isoflurano com 100% de oxigênio. Utilização de uma taxa de fluxo de 0,5 L/min. espere até o mouse completamente para de se mover e sua frequência de respiração torna-se rara.
2. Remover o mouse da câmara e raspar o abdômen com uma tosquiadeira elétrica. Remova pelos do abdômen tão completamente quanto possível para evitar a contaminação da cavidade abdominal.
3. Coloque o mouse na posição supina e nariz do mouse em um cone ligado ao sistema de anestesia. Diminua a porcentagem de isoflurano para 2-3% (a porcentagem exata pode variar ligeiramente de animal para animal). Certifique-se que o animal está dormindo com sua taxa respiratória, sendo mais baixo do que o habitual, mas evitando ofegante. Se ofegante ocorre, diminua a porcentagem de isoflurano em 0,5%.
   1. Verifica o reflexo de pedal para confirmar anesthetization adequado e começar a cirurgia, só se for negativo. Aplica o vet pomada sobre os olhos para evitar ressecamento.
4. Aplicar uma solução de antibactericida (1% Hibitane) sobre do mouse abdômen e limpar a área usando um algodão estéril bud de forma excluindo potencial re-contaminação do local cirúrgico (por exemplo, dentro para fora em uma forma circular). Repeti 3 vezes.

2. aplicação da estenose da veia cava inferior e recuperação de Mouse

Nota: Todos os instrumentos, bem como materiais (cotonetes, gaze, soro etc.) entrar em contacto com o campo cirúrgico deve ser estéril. O operador deve lavar as mãos antes da cirurgia e usar luvas estéreis e vestido durante o procedimento. Microscópio identificadores devem ser dispostos em uma folha estéril.

1. Dar ratos um tratamento antidor antes da cirurgia e durante todo o período experimental. Por exemplo, use a buprenorfina 0,1 mg/kg por via subcutânea 30 minutos antes da cirurgia e depois a cada 12 horas até que o animal é sacrificado. Como trombose neste método desenvolve-se da mesma forma a inflamação estéril, evite usar anti-inflamatórios como uma pré-medicação.
2. Cobrir o mouse com um pano estéril e faça um buraco na cortina para expor o local da cirurgia. Usando a tesoura, faça uma incisão ao longo da linha média abdominal, 1,5 cm abaixo do esterno. Usando cotonetes exteriorize os intestinos ao lado esquerdo do mouse e cubra-os com gaze estéril embebida em solução salina morna (37 ° C) para evitar ressecamento.
3. Identifique a veia cava inferior e seus ramos colaterais (pode haver 0, 1 ou 2 deles) na direção caudal do local de fusão entre a veia cava inferior com a veia renal esquerda. Ligam todos os ramos do lado visível com 7-0 inerte Prolene suturas como próximo a veia cava inferior quanto possível.
   1. Não tente segurar os ramos laterais com a pinça diretamente mas prefiro puxar para cima segurando do tecido adiposo em torno deles com pinças em uma mão e fazercom um túnel por baixo do ramo com a pinça na outra mão. Não feche agências volta.
4. Segurando os tecidos circunvizinhos com fórceps, puxe a veia cava inferior acima e esquerda produzindo tensão na pequena área entre a veia cava inferior e a aorta exatamente no ângulo entre a veia cava inferior e a veia renal esquerda. Leve em conta que é praticamente impossível separar a veia cava inferior (na direção caudal) nem a 2-3 mm abaixo da aorta.
5. Usando movimentos divergentes com pontas de pinças em sua mão direita faça um buraco entre a aorta e a veia cava inferior. Tenha em mente que os movimentos mais feito, maior a chance de danificar a nave. Idealmente, tente minimizar o número de movimentos para 3-5.
6. Prepare um pedaço de inertes sutura Prolene 7-0, de cerca de 2 cm de comprimento. Coloque-o na cavidade peritoneal do mouse lado esquerdo do operador na proximidade para a veia cava inferior.
7. Puxe a veia cava inferior e saiu novamente. Insira suas dicas certo fórceps no orifício entre a aorta e a veia cava inferior para que as dicas aparecem do outro lado da veia cava inferior. Leve a sutura e puxe de volta através do orifício(Figura 3).
8. Faça um nó provisório com a sutura, mas não fechá-lo. Coloque a agulha 30G ("um espaçador") dobrado como um gancho para o nó e agora fecha-lo (Figura 3B).
9. Remova o espaçador (Figura 3C).
10. Retorno do intestino para a cavidade peritoneal com um algodão bud e distribuí-las igualmente nele.
11. Feche o peritônio com suturas de vicryl 6-0 usando loops contínuos. Feche as brechas primeiras e o últimas como um nó.
12. Pele perto usando grampos metálicos.
13. Injetar o mouse com 0,5 mL de quente (37 ° C) glicose soro fisiológico por via subcutânea para restaurar o equilíbrio líquido do organismo.
14. Coloque o mouse em uma gaiola individual em um quarto ou câmara morna (25 ° C) e colocar comida e água no compartimento do gel. Observe até que o mouse está totalmente recuperado (geralmente, em torno de 1 h).

Resultados

Aqui, um modelo da TVP induzida pela distorção de fluxo na veia cava inferior é descrito. Indução de estenose no IVC inicia distorção e estagnação do fluxo sanguíneo e depois de um tempo (no caso, 48 h) resulta no desenvolvimento de um trombo, DVT estruturalmente semelhante ao ser humano trombos (Figura 1A). A presença de um trombo dentro da veia cava inferior é facilmente detectável visualmente (Figura 1B). Uma semelhança importante entre o modelo e a TVP humana é níveis de D-dímero elevado plasma (Figura 2). D-dímero é um produto de degradação da fibrina e sua presença no sangue sugere que um processo trombótico ativo está acontecendo.

O modelo é apresentado passo a passo na Figura 3A C. A veia cava inferior é cuidadosamente exposta, é feito um buraco entre a veia cava inferior e a aorta e uma sutura (Prolene 7-0) é puxada através do orifício por baixo a veia cava inferior. Então a veia cava inferior é ligada por sutura sobre um espaçador (agulha 30G, Figura 3D), depois que o espaçador é removido. Este procedimento permite que cerca de 90% fechamento do lúmen do IVC, deixando os restantes 10% patente. Isso garante a estagnação do fluxo de sangue levando a trombose.

A Figura 4 demonstra a grande desvantagem do modelo, de tamanho variável de trombo. Todos estes trombos foram obtidos no mesmo experimento realizado em ratos masculinos tipo selvagem da mesma origem, idade e peso semelhante. Embora todos os ratos produzidos trombos (prevalência de trombose de 100%), seu tamanho varia claramente em uma escala larga.

Figura 1: Representante trombo após restrição/estenose de 48 h. (A), um típico trombo após 48 h IVC estenose. Nota vermelha (enriquecido em células vermelhas do sangue) e branco (enriquecido em plaquetas) peças. Veia cava inferior (B) com (esquerda) ou sem (direita) um trombo. Escala de barras = 2 mm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2 : Elevados níveis de plasma D-dímero após aplicação de estenose de veia cava inferior. Os ratos foram submetidos a estenose de veia cava inferior. Sangue foi tirada em pontos de tempo indicado, 1:9 estabilizado com citrato de sódio 3,8%, plasma foi preparado por centrifugação (2.300 x g, 5 min) e os níveis de dímero-D foram determinados por um kit de ELISA de acordo com as instruções do fabricante. Círculos designar operação ratos, cruzes designar estenose de veia cava inferior. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: Fluxo de restrição/estenose no modelo de veia Cava Inferior (VCI) de DVT em camundongos. Etapas consecutivas do modelo são apresentadas. (A) um buraco entre a veia cava inferior e a aorta é feito e uma sutura é puxada através dele em torno da veia cava inferior. (B) um nó é fechado por um espaçador (agulha 30G). (C) o espaçador é removido: a vista final que o cirurgião vê antes de fechar o mouse. A linha tracejada amarela demarca a veia cava inferior. LRV representa a veia renal esquerda. Escala de barras = 0,2 mm. (D) o espaçador (agulha 30G). Escala de barras = 2 mm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4 . Variabilidade do tamanho do trombo.
Os ratos foram submetidos a estenose de veia cava inferior de 48 h. Apresentados são trombos obtidos no mesmo experimento. Barras de escala 2mm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Discussão

Aqui, um protocolo da estenose de veia cava inferior, que imita a distorção do fluxo de sangue, um importante factor desencadeante para TVP, é apresentado. Estenose do IVC induz o desenvolvimento de trombos em 65-100% de camundongos C57BL/6, no prazo de 48 h e 25-50% de ratos dentro de 2-6 h^6,8,23 (Brill A, dados não publicados, 2016). Uma grande limitação do método é a variabilidade no trombo tamanho²⁴ (Figura 4), que é observado após a curto prazo (6 h) e a longo prazo estenose (48 h) IVC. As razões para tal variabilidade (dado que as mesmas condições, tais como o espaçador, anestesia etc., são usados) permanecem obscuras, mas se pode especular que anatômica variações entre os ratos (por exemplo, largura do IVC, número e localização das laterais e traseira Ramos) subjazem a este fenómeno. A variabilidade no tamanho do trombo torna a prevalência de trombose (% dos ratos com um trombo) o resultado principal. Prevalência de trombose pode ser comparada usando uma tabela de contingência e teste exato de Fisher. Um dos experimentos foi uma exceção quando o trombo reduzido tamanho com a mesma prevalência de trombose após injeção de anticorpos inibindo podoplanin observou-se ⁷.

Este método é especialmente útil quando é estudada a iniciação de trombose venosa. Permite investigar eventos iniciais na parede do vaso, tais como o recrutamento de células, levando eventualmente à trombose. Pro - ou anti - thrombotic efeitos de drogas podem ser avaliados usando este modelo, com prevalência de trombose, sendo uma leitura preliminar. Estenose de 48 h é aplicável para revelar um fenótipo anti-trombótica, Considerando que a estenose h 6 pode ser usado se um fenótipo prothrombotic é esperado. Análise histológica do trombo e parede circunvizinha de veia cava inferior também pode ser realizada.

A questão que se ramifica o lado deve ser ligado ou deixou patente permanece aberta. Um grupo tem demonstrado que a ligadura dos ramos laterais não aumenta o tamanho do trombo e localização de uma filial do lado mais perto do que 1.5 mm ao site de ligadura da veia cava inferior prejudica dramaticamente trombo desenvolvimento²⁵. Encerramento de ramos laterais pode induzir lesão endotelial neles e também aumentar o tempo de cirurgia²⁶. Em nossas mãos, falta de encerramento do ramo lateral diminui substancialmente prevalência de trombose (abaixo de 10-30% após a estenose de 48 h; Brill, inéditos) e, portanto, nós ligate todos os ramos de lado visível.

Idealmente, devem ser utilizados littermate controlos, como ratos, mesmo no fundo mesmo, mas de diferentes fontes, podem ter prevalência de trombose ligeiramente diferente. Se é estudado o efeito da TVP em si em todos os parâmetros (por exemplo, bioquímico), animais com operação devem ser usados. Ratos de operação submeter-se o mesmo procedimento, mas a ligadura ao redor da veia cava inferior é fechada frouxamente e deixou lá sem produzir estenose.

O erro mais frequente (uma etapa crítica) neste protocolo é um esforço para separar a aorta e a veia cava inferior não é precisamente no ângulo entre os vasos mas um pouco menor, que geralmente resulta em sangramento. Quando uma hemorragia ocorre, boa recuperação do mouse torna-se improvável e recomenda-se parar o experimento e a eutanásia do animal. Normalmente, os ratos recuperar bem, mover-se dentro da jaula e substancialmente não perder peso. Recomendamos usar ratos acima de 20g para machos e fêmeas e manter animais (especialmente os machos) em gaiolas individuais após a cirurgia até o final do experimento para evitar combates e ferimentos. Tem sido relatado em outro modelo (eletrolítico) de TVP que camundongos machos produzem trombos maiores do que as fêmeas²⁷. Análise de nossos dados não revelou diferença substancial na prevalência de trombose entre ratos machos e fêmeas (Brill, não publicado). Portanto, pesquisadores são incentivados a realizar experimentos usando o modelo de estenose de veia cava inferior em ratos de ambos os sexos.

Desvendar de suturas e/ou grampos pode não ser descartada especialmente em experiências de tempo (uma semana e mais). Assim, os ratos devem ser verificados pelo menos duas vezes por dia especificamente para integridade de sutura e uma atenção especial deve ser dada ao aparecimento de vestígios de sangue na roupa de cama a gaiola.

Note que, como qualquer outro modelo animal, estenose da veia cava inferior tem suas limitações em termos de tradução para os seres humanos. Por exemplo, IVCs murino não possuem válvulas, Considerando que a TVP humana se desenvolve dentro de válvulas venosas. Além disso, os seres humanos têm orientação vertical da coluna vertebral com a bomba muscular, sendo um importante mecanismo de aceleração do fluxo sanguíneo nas veias. Em contraste, os ratos têm orientação na coluna horizontal com nenhuma função da bomba muscular em apoiar o sangue de retorno ao coração. Essas limitações devem ser consideradas ao traduzir os dados do mouse para a doença humana.

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
C57BL/6 mice	Charles River		8 - 10 weeks old, bothe genders
Scissors	WPI	15922
Scissors	WPI	14003
Dumont 5/45 forceps	FST	11251-35
7-0 Prolene suture	Ethicon	W8725
6-0 Vicryl suture	Ethicon	W9981
Cotton buds	Spar
Millswabs sterile	Millpledge veterinary	611950
Drapes	Kruuse	141765
Glucose Saline-Aqupharm3	Animal Care	XVD589
Clear H20 HydroGel 98% sterile water	Clearh2o
Buprenorphine	National Veterinary Supplies
Isoflurane vaporizer	General Anaesthetic Services
IsoFlo 100% W/W inhalation vapour, liquid	National Veterinary Supplies
Sterilizer Steri350	Inotech
Microscope Olympus SZX10	Olympus