Summary

Un modelo preclínico de miopatía inducida por sepsis con desuso en ratones

Published: June 14, 2024
doi:

Summary

Este modelo murino combina una lesión séptica con el desuso muscular de las extremidades posteriores para recapitular la característica postrada en cama del paciente séptico típico. El modelo representa una desviación significativa de los modelos anteriores para estudiar la disfunción muscular en la sepsis y es un enfoque reproducible para abordar las estrategias terapéuticas para tratar esta afección.

Abstract

La sepsis es una de las principales causas de muerte intrahospitalaria. Las mejoras en el tratamiento dan como resultado un mayor número de sobrevivientes de sepsis. Aproximadamente el 75% de los supervivientes desarrollan debilidad muscular y atrofia, lo que aumenta la incidencia de reingresos hospitalarios y la mortalidad. Sin embargo, los modelos preclínicos disponibles de sepsis no abordan el desuso del músculo esquelético, un componente clave para el desarrollo de la miopatía inducida por la sepsis. Nuestro objetivo en este protocolo es proporcionar una guía paso a paso para un modelo de ratón que reproduzca el entorno clínico experimentado por un paciente séptico postrado en cama. Para desarrollar este modelo se utilizaron ratones machos C57Bl/6. Los ratones se sometieron a ligadura y punción cecal (CLP) para inducir sepsis. Cuatro días después de la CLP, los ratones fueron sometidos a suspensión de las extremidades traseras (HLS) durante siete días. Los resultados se compararon con cirugías simuladas y/o animales con deambulación normal (NA). Los músculos fueron diseccionados para la mecánica muscular in vitro y evaluaciones morfológicas. El modelo da como resultado una marcada atrofia muscular y debilidad, un fenotipo similar observado en pacientes sépticos. El modelo representa una plataforma para probar posibles estrategias terapéuticas para la mitigación de la miopatía inducida por la sepsis.

Introduction

La sepsis es una afección potencialmente mortal debido a una respuesta inmunitaria hiperactiva que afecta negativamente a múltiples sistemas de órganos, lo que supone una gran carga para los sistemas de salud de todo el mundo. Más recientemente, la mortalidad intrahospitalaria relacionada con la sepsis ha disminuido debido a la mejora del manejo de la unidad de cuidados de intensidad (UCI) 1,2. Sin embargo, aproximadamente el 75% de los pacientes que sobreviven a la lesión séptica inicial desarrollan atrofia del músculo esquelético (p. ej., reducciones en el área de la sección transversal) y debilidad (p. ej., reducciones en la capacidad de producción de fuerza)3,4. Este fenómeno se ha caracterizado como miopatía inducida por sepsis, muy ligada a la alteración de la actividad física y a la falta de independencia para realizar las tareas de la vida diaria, lo que lleva a una nueva hospitalización y a la mortalidad dentro de los cinco años siguientes al episodio inicial5.

Debido a una infección agresiva y generalizada, los pacientes sépticos están expuestos a períodos prolongados de reposo en cama mientras se recuperan en la UCI. En este contexto, el músculo esquelético sufre un severo desuso, lo que probablemente exacerba la atrofia muscular y la debilidad 3,4. En la actualidad, ningún tratamiento ha abordado eficazmente la miopatía inducida por la sepsis. Los modelos preclínicos disponibles diseñados para abordar la miopatía han utilizado la ligadura y punción cecal (CLP)6, la suspensión cecal7 o la inyección de lipopolisacárido purificado (LPS), que es un componente de la pared celular en las bacterias gramnegativas8. A pesar de que estos modelos logran administrar la infección, no reproducen adecuadamente el desuso muscular observado en los huéspedes sépticos más allá de una reducción natural de la actividad física observada en los animales sépticos9.

El objetivo principal de este estudio es proporcionar una descripción detallada de cómo ejecutar correctamente el modelo de miopatía inducida por sepsis en desuso en ratones. Demostramos la factibilidad de combinar CLP como modelo de sepsis con suspensión de extremidades posteriores (HLS) como modelo de desuso para estudiar la miopatía inducida por sepsis en ratones3. Además, también se proporcionan resultados representativos de la mecánica muscular y los cambios morfológicos típicos en respuesta al modelo.

Protocol

Los procedimientos han sido revisados y aprobados por la Universidad de Florida IACUC (#202200000227). Para el presente estudio se utilizaron ratones machos C57BL/6J, de 17 semanas de edad, con una masa corporal que osciló entre 27 g y 34 g. Los procedimientos experimentales y el cronograma descritos en este protocolo se describen en la Figura 1. Como se ha indicado, el protocolo abarca un total de 11 días. Los animales se someten a una cirugía de supervi…

Representative Results

Para los datos representativos mostrados en los resultados, se utilizaron ratones machos C57BL/6J, de 17 semanas de edad, con una masa corporal que osciló entre 27 y 34 g. El protocolo completo tiene una duración de once días y consta de la intervención quirúrgica (CLP o simulada), el soporte salino y analgésico (días 0 a 4) y el desuso del HLS (días 4 a 11). Los experimentos terminales se pueden realizar en cualquier punto de la fase de suspensión. Para comprender mejor el impa…

Discussion

El protocolo actual proporciona directrices técnicas para la implementación de un nuevo modelo preclínico de miopatía inducida por sepsis. Todos los materiales y pasos importantes se describen en detalle para la reproducción del modelo. Este enfoque puede reproducir la disfunción del músculo esquelético observada en los pacientes sépticos, destacando el papel del desuso como un componente crucial en el empeoramiento de la miopatía. Hasta el momento, la mayoría de los estudios …

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue apoyado por NIH R21 AG072011 a OL.

Materials

4-0 Ethicon Coated Vicryl Ethicon D5792 Absorbable suture used for closure of muscle layer and for ligation of the cecum.
4-0 Ethilon Black 18"  Ethicon 662G Non absorbable suture for closure of the skin layer.
BD  PrecisionGlide Needle 26-28 G BD 305136 for 27g needle Needle for puncturing the cecum.
C57BL/6J mice  Jackson Laboratory  strain #000664
Cotton Tipped Applicators Puritan S-18991 Swabs for topical application of iodine.
Cryostat (Leica CM1950)
Dynarex Povidone Iodine Prep Solution Dynarex 1415 Topical Antiseptic Liquid for Skin and Mucosa
Ethanol 200 Proof (100%) Fisher Scientific To make 70% ethanol for cleaning skin.
Hindlimb Suspension Cages Custom Made N/A These custom made cages will be highlighted in the video recordings of the MS.
Optixcare Eye Lube Optixcare Eye lube for protection during survival surgery.
Scalpel blades #11 Fine Science Blade used to make incisions on skin and muscle.
Skin-Trac Zimmer 736579 Foam tape for fixing the tail to the suspension apparatus.
SomnoSuite Low-Flow Digital Vaporizer Kent Scientific Corporation SS-01 Vaporizer for Isoflurane Anesthesia
Tissue bath apparatus  Aurora Scientific Model 800A, Dual Mode Muscle Lever 300C

Referencias

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Citar este artículo
Boeno, F. P., Muller, D. C., Aldakkan, A., Li, Z., Reis, G., Barton, E. R., Laitano, O. A Preclinical Model of Sepsis-Induced Myopathy with Disuse in Mice. J. Vis. Exp. (208), e66685, doi:10.3791/66685 (2024).

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