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Descrevemos um modelo murino de sobrecarga de pressão do ventrículo direito induzida por bandagem do tronco pulmonar. Protocolos detalhados para intubação, cirurgia e fenotipagem por ecocardiografia estão incluídos no artigo. Instrumentos feitos sob medida são usados para intubação e cirurgia, permitindo uma reprodução rápida e barata do modelo.
A insuficiência ventricular direita (VD) causada por sobrecarga pressórica está fortemente associada à morbidade e mortalidade em várias doenças cardiovasculares e pulmonares. A patogênese da falha do VD é complexa e permanece inadequadamente compreendida. Para identificar novas estratégias terapêuticas para o tratamento da falência do VD, modelos animais robustos e reprodutíveis são essenciais. Modelos de bandagem do tronco pulmonar (TBP) ganharam popularidade, pois a função do VD pode ser avaliada independentemente de alterações na vasculatura pulmonar.
Neste artigo, apresentamos um modelo murino de sobrecarga de pressão do VD induzida por TBP em camundongos de 5 semanas de idade. O modelo pode ser usado para induzir diferentes graus de patologia do VD, variando de hipertrofia leve do VD a insuficiência descompensada do VD. Protocolos detalhados para intubação, cirurgia de TBP e fenotipagem por ecocardiografia estão incluídos no artigo. Além disso, são fornecidas instruções para personalização de instrumentos para intubação e cirurgia de TBP, permitindo a reprodução rápida e barata do modelo de TBP.
Clipes de ligação de titânio foram usados para contrair o tronco pulmonar, garantindo um grau de constrição do tronco pulmonar altamente reprodutível e independente do operador. A gravidade da TBP foi graduada usando diferentes diâmetros de clipe de ligação interna (leve: 450 μm e grave: 250 μm). Isso resultou em patologia do VD variando de hipertrofia com função preservada do VD a insuficiência descompensada do VD com débito cardíaco reduzido e manifestações extracardíacas. A função do VD foi avaliada por ecocardiografia 1 semana e 3 semanas após a cirurgia. Exemplos de imagens e resultados ecocardiográficos são apresentados aqui. Além disso, são mostrados resultados de cateterismo cardíaco direito e análises histológicas do tecido cardíaco.
A insuficiência ventricular direita (VD) é uma síndrome clínica com sintomas de insuficiência cardíaca e sinais de congestão sistêmica decorrentes da disfunção do VD1. A disfunção do VD está fortemente associada à morbidade e mortalidade em várias doenças cardiovasculares e pulmonares2. A etiologia da disfunção do VE é complexa e suas vias de sinalização e regulação subjacentes permanecem inadequadamente elucidadas.
Observações das terapias atuais mostram que a melhora da função do VD se correlaciona intimamente com a redução da pós-carga, sugerindo a vasculatura pulmonar como o principal alvodo tratamento 3. Isso indica que as terapias atuais têm apenas um efeito direto mínimo na função do VD, que pode se deteriorar mesmo após a melhora da resistência vascular pulmonar3. Mais pesquisas sobre como melhorar a função do VD independentemente da redução da pós-carga são, portanto, altamente necessárias.
Modelos animais robustos e reprodutíveis são essenciais na busca de novos agentes terapêuticos. Na maioria dos modelos de insuficiência crônica do VD, a causa básica é a hipertensão pulmonar induzida por alteração estrutural da vasculatura pulmonar 4,5,6. Modelos bem caracterizados incluem o modelo de hipóxia crônica 7,8, o modelo de hipóxia de Sugen 9,10,11 e o modelo de monocrotalina 12,13. Como a falha do VD é secundária à hipertensão pulmonar nesses modelos, é impossível diferenciar os efeitos das intervenções sobre a vasculatura pulmonar dos efeitos diretos sobre oVD6.
Para estudar o VD independentemente da vasculatura pulmonar, o modelo de bandagem do tronco pulmonar (TBP) ganhou popularidade e foi descrito em várias espécies animais, incluindo camundongos, ratos, coelhos, cães, ovelhas e porcos 6,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24,25,26,27. Nos modelos de TBP, a constrição do tronco pulmonar é obtida cirurgicamente, causando um aumento na pressão do VD6. Existem diferentes abordagens para a aplicação da TBP, incluindo a constrição do vaso com uma ligadura ou com um clipe de ligação metálica 18,28. Nos modelos que utilizam ligaduras, o tronco pulmonar é amarrado a uma agulha e a agulha é retraída, deixando a ligadura no lugar. Isso resulta em uma constrição do vaso que depende do tamanho da agulha e da tensão do nó18,29. Em modelos que empregam clipes de ligação metálica, o grau de constrição do tronco pulmonar pode ser mais reprodutível. Os aplicadores de clipe de ligação modificados são usados para fechar os clipes de ligação para um diâmetro predefinido e constante. Isso torna o método independente do operador e reduz a variabilidade relacionada à TBP no fenótipo da doença 15,27,28.
Modelos murinos de TBP demonstraram induzir hipertrofia e falha do VD18,28. Um grande desafio ao usar o modelo PTB é escolher o diâmetro adequado do PTB para atingir o grau desejado de patologia do VD. Isso é especialmente desafiador ao tentar modelar a falha descompensada do VD. Para isso, a constrição precisa ser apertada o suficiente para induzir a insuficiência crônica do VD sem levar à insuficiência aguda do VD e morte logo após a cirurgia6. Uma abordagem para resolver esse desafio é usar animais desmamados ou juvenis 6,15. Um modelo de TBP tem sido usado com sucesso para estudar diferentes estágios de falha do VD usando ratos Wistar desmamados 15,30. Para isso, ratos juvenis com potencial de crescimento remanescente foram submetidos à cirurgia de TBP com aplicação de clipes de ligação de titânio. Quando os ratos cresceram, a estenose pulmonar tornou-se gradualmente mais grave e resultou em hipertrofia do VD ou insuficiência crônica do VD, dependendo da gravidade da TBP15,30. Inspirados por este modelo, levantamos a hipótese de que diferentes estágios da patologia do RV poderiam ser produzidos em um modelo murino de PTB usando camundongos juvenis. O estudo de um amplo espectro de patologia do VD da doença leve à grave pode ajudar a elucidar nossa compreensão da progressão da doença e da transição da hipertrofia do VD para a falha do VD.
Aqui, apresentamos um modelo murino de sobrecarga de pressão do VD induzida por PTB em camundongos juvenis. Com esse modelo, diferentes graus de patologia do VD podem ser produzidos, variando de hipertrofia do VD a insuficiência descompensada do VD. Este estudo inclui protocolos detalhados para intubação, cirurgia de TBP e fenotipagem por ecocardiografia.
O estudo foi aprovado pela Inspeção Dinamarquesa de Experimentos com Animais (número de autorização: 2021-15-0201-00928) e foi realizado de acordo com a legislação nacional de animais de laboratório. Este estudo utilizou camundongos C57BL/6N machos de 5 semanas de idade.
1. Customização de instrumentais para intubação e cirurgia (Figura 1)
NOTA: Esta seção detalha as etapas mais importantes na preparação de instrumentos feitos sob medida para intubação e cirurgia de TBP a partir de materiais baratos e prontamente disponíveis.
Figura 1: Instrumentos para intubação e cirurgia de TBP. (A) Tubo endotraqueal confeccionado a partir de cateter intravenoso. (B) Afastador torácico. (C) Suporte de intubação e camundongo colocado no suporte de intubação recebendo anestesia em um tubo nasal. (D) Instrumentos cirúrgicos e aplicador de clipe de ligadura modificado usados para cirurgia de TBP. (E) Cânula de orientação. (F) Mecanismo de parada ajustável feito sob medida. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
2. Ajuste do aplicador de clipe de ligação
3. Preparativos para cirurgia
4. Cirurgia de TBP
5. Ecocardiografia
Figura 2: Visão do eixo longo paraesternal (PLAX). (A-D) Posicionamento da sonda ultrassônica. (E, F) O coração murino normal em PLAX. (G, H) Dilatação e hipertrofia do VD após TBP. Abreviaturas: VE: ventrículo esquerdo, VD: ventrículo direito, VP: valva pulmonar, TP: tronco pulmonar, Ao: aorta. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Visão do eixo curto paraesternal (PSAX). (A-D) Posicionamento da sonda ultrassônica. (E, F) O coração murino normal em PSAX. (G, H) PSAX após TBP. Abreviaturas: VE: ventrículo esquerdo, VD: ventrículo direito, PM: músculo papilar. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: Vista apical de 4 câmaras (A4CH). (A-D) Posicionamento da sonda ultrassônica. (E, F) O coração murino normal na visão A4CH. (G, H) Dilatação do VD e AR após TBP. Abreviaturas: VE: ventrículo esquerdo, VD: ventrículo direito, AD: átrio direito, AE: átrio esquerdo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: Regurgitação tricúspide visualizada pelo Doppler colorido na incidência A4CH. (A) Na diástole, observa-se fluxo do AD para o VD (seta). (B) Durante a sístole, um fino jato de fluxo do VD para o AD é visível (seta). Abreviaturas: VE: ventrículo esquerdo, VD: ventrículo direito, AD: átrio direito, AE: átrio esquerdo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
6. Análise dos dados
7. Cateterismo cardíaco direito
Camundongos C57BL / 6N (machos, 5 semanas de idade, 17-20 g) foram randomizados para PTB grave (sPTB, 250 μm, n = 12), PTB leve (mPTB, 450 μm, n = 9) ou cirurgia simulada (simulada, n = 15). A avaliação da função cardíaca foi realizada por ecocardiografia 1 semana e 3 semanas após a cirurgia. O cateterismo cardíaco direito com posterior eutanásia foi realizado 3 semanas após a cirurgia. Os órgãos foram pesados e o tecido cardíaco foi preparado para análises histológicas.
A ecoc...
Neste artigo, apresentamos um modelo murino de hipertrofia e falha do VD induzida por sobrecarga de pressão. Demonstramos que: (i) a TBP em camundongos juvenis pode induzir graus variados de patologia do VD, variando de hipertrofia leve do VD a insuficiência do VD com sinais extracardíacos de descompensação e fibrose do VD confirmada histologicamente. (ii) Sinais de disfunção do VD podem ser observados e quantificados por ecocardiografia em 1 e 3 semanas após a cirurgia de TBP. (iii) O grau de hipertrofia do VD ?...
Os autores não têm nada a divulgar.
Este trabalho foi apoiado por Snedkermester Sophus Jacobsen og Hustru Astrid Jacobsens Fond, Helge Peetz og Verner Peetz og hustru Vilma Peetz Legat, Grosserer A.V. Lykfeldt og Hustrus Legat. Além disso, os autores gostariam de agradecer à equipe das instalações de animais do Departamento de Medicina Clínica da Universidade de Aarhus, por seu apoio durante a execução do trabalho experimental.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Biosyn 6-0, monofilament, absorbable suture | Covidien | UM-986 | |
Blunt cannula, 27G 0.4x0.25, | Sterican | 292832 | |
Bupaq Multidose vet 0,3 mg/ml (Buprenorphinum) | Salfarm Danmark | VNR 472318 | |
C57BL/6NTac mice | Taconic Biosciences | C57BL/6NTac | |
Dagrofil 1, braided, non-absorbable suture | B Braun | C0842273 | |
Depilatory cream | Veet | 3132000 | |
Disinfection Swabs (82% Ethanol + 0.5% Chlorhexidine) | Mediq | 3340122 | |
Disposable scalpels, size 11 | Swann-Morton | 11708353 | |
Dräger Vapor 2000 Sevoflurane | Dräger | M35054 | |
Eye oinment neutral, "Ophta" | Actavis | MTnr.: 07586 Vnr: 53 96 68 | |
Horizon ligating clips | Teleflex Medical | 5200 (IPN914931) | |
Horizon Open Ligating Clips applier, curved, 6" (15 cm) | Teleflex Medical | 537061 | |
Kitchen roll holder | n.a. | n.a. | |
Metal wire of different thickness | n.a. | n.a. | |
Microsurgical instruments set | Thompson | n.a. | |
MiniVent Ventilator | Hugo Sachs | Type 845 | |
MS505S transducer | Visual sonics | n.a. | |
Rimadyl Bovis vet. 50 mg/ml (Carprofen) | Zoetis | MTnr: 34547, Vnr: 10 27 99, | |
Sevoflurane Baxter 100 % | Baxter Medical | MTnr: 35015 | |
Silicone tubing | n.a. | n.a. | |
Soft plastic sheet | n.a. | n.a. | |
Stereomicroscope, "Opmi Pico" | Carl Zeiss Surgicals GmbH | n.a. | |
Ultrasonic probe holder/rail | Visual Sonics | 11277 | |
Varming plate | Visual sonics | 11437 | |
Venflon ProSafety, 22G, 0,9 x 25mm | Becton Dickinson | 393222 |
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