Un modello di trapianto di cuore di ratto eterotopico neonatale per lo studio della transizione da endoteliale a mesenchimale

Summary

Questo lavoro presenta un modello animale di fibrosi indotta da transizione endoteliale a mesenchimale, come si vede nei difetti cardiaci congeniti come la stenosi aortica critica o la sindrome del cuore sinistro ipoplasico, che consente una valutazione istologica dettagliata del tessuto, l'identificazione delle vie di segnalazione regolatorie e la verifica delle opzioni di trattamento.

Abstract

La fibroelastosi endocardica (EFE), definita dall'accumulo di tessuto subendocardico, ha un impatto importante sullo sviluppo del ventricolo sinistro (LV) e preclude ai pazienti con stenosi aortica critica congenita e sindrome del cuore sinistro ipoplasico (HLHS) la riparazione chirurgica biventricolare anatomica curativa. La resezione chirurgica è attualmente l'unica opzione terapeutica disponibile, ma l'EFE spesso si ripresenta, a volte con un pattern di crescita ancora più infiltrativo nel miocardio adiacente.

Per comprendere meglio i meccanismi alla base dell'EFE e per esplorare le strategie terapeutiche, è stato sviluppato un modello animale adatto alla sperimentazione preclinica. Il modello animale prende in considerazione che l'EFE è una malattia del cuore immaturo ed è associata a disturbi del flusso, come supportato dalle osservazioni cliniche. Pertanto, il trapianto di cuore eterotopico di cuori di donatori di ratti neonatali è la base di questo modello.

Il cuore di un ratto neonatale viene trapiantato nell'addome di un ratto adolescente e collegato all'aorta infrarenale e alla vena cava inferiore del ricevente. Mentre la perfusione delle arterie coronarie preserva la vitalità del cuore del donatore, il ristagno del flusso all'interno del ventricolo sinistro induce la crescita dell'EFE nel cuore molto immaturo. Il meccanismo alla base della formazione di EFE è la transizione delle cellule endoteliali endocardiche in cellule mesenchimali (EndMT), che è un meccanismo ben descritto dello sviluppo embrionale precoce delle valvole e dei setti, ma anche la principale causa di fibrosi nell'insufficienza cardiaca. La formazione di EFE può essere osservata macroscopicamente entro pochi giorni dal trapianto. L'ecocardiografia transaddominale viene utilizzata per monitorare la vitalità dell'innesto, la contrattilità e la pervietà delle anastomosi. Dopo l'eutanasia, il tessuto EFE viene raccolto e mostra le stesse caratteristiche istopatologiche del tessuto EFE umano di pazienti affetti da HLHS.

Questo modello in vivo consente di studiare i meccanismi di sviluppo dell'EFE nel cuore e di testare le opzioni di trattamento per prevenire la formazione di questo tessuto patologico e offre l'opportunità di un esame più generalizzato della fibrosi indotta da EndMT.

Introduction

La fibroelastosi endocardica (EFE), definita dall'accumulo di collagene e fibre elastiche nel tessuto subendocardico, si presenta come un endocardio ispessito perlaceo o opaco; L'EFE subisce una crescita più attiva durante il periodo fetale e la prima infanzia¹. In uno studio autoptico, il 70% dei casi con sindrome del cuore sinistro ipoplasico (HLHS) è stato associato alla presenza di EFE².

Le cellule che esprimono marcatori per i fibroblasti sono la principale popolazione cellulare in EFE, ma queste cellule esprimono contemporaneamente anche marcatori endoteliali endocardici, che è un'indica....

Protocol

Tutte le procedure sugli animali sono state condotte in accordo con il Consiglio Nazionale delle Ricerche. 2011. Guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio: ottava edizione. I protocolli sugli animali sono stati esaminati e approvati dall'Institutional Animal Care and Use Committee del Boston Children's Hospital.

Prima dell'intervento chirurgico, tutti gli strumenti chirurgici vengono sterilizzati in autoclave a vapore e il tampone Krebs-Henseleit modificato, con una concentrazione finale di 22 mmol/L KCl, viene preparato come soluzione cardioplegica (Tabella 1). La soluzione viene sterilizzata con filtro e cons....

Discussion

Questo modello animale di trapianto eterotopico di cuore di ratto donatore neonatale nell'addome del ricevente crea la possibilità di studiare la fibrosi derivata da EndMT attraverso una valutazione istologica dettagliata del tessuto, identificare le vie di segnalazione regolatorie e testare le opzioni di trattamento. Poiché l'EndMT è il meccanismo alla base delle malattie fibrotiche del cuore, questo modello ha un grande valore nel campo della cardiochirurgia pediatrica e non solo. In questo modello, molti fattori po.......

Materials

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