Describimos un modelo murino de sobrecarga de presión ventricular derecha inducida por bandas del tronco pulmonar. En el documento se incluyen protocolos detallados para la intubación, la cirugía y el fenotipado por ecocardiografía. Para la intubación y la cirugía se utilizan instrumentos hechos a medida, lo que permite una reproducción rápida y económica del modelo.
La insuficiencia del ventrículo derecho (VD) causada por sobrecarga de presión está fuertemente asociada con la morbilidad y mortalidad en una serie de enfermedades cardiovasculares y pulmonares. La patogenia del fracaso del VD es compleja y sigue siendo inadecuada. Para identificar nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento del fracaso del VD, son esenciales modelos animales robustos y reproducibles. Los modelos de bandas del tronco pulmonar (PTB) han ganado popularidad, ya que la función del VD se puede evaluar independientemente de los cambios en la vasculatura pulmonar.
En este artículo, presentamos un modelo murino de sobrecarga de presión RV inducida por PTB en ratones de 5 semanas de edad. El modelo se puede utilizar para inducir diferentes grados de patología del VD, que van desde la hipertrofia leve del VD hasta el fracaso descompensado del VD. En el documento se incluyen protocolos detallados para la intubación, la cirugía PTB y el fenotipado por ecocardiografía. Además, se proporcionan instrucciones para personalizar los instrumentos de intubación y cirugía de PTB, lo que permite una reproducción rápida y económica del modelo de PTB.
Se utilizaron clips de ligadura de titanio para constreñir el tronco pulmonar, lo que garantizó un grado de constricción del tronco pulmonar altamente reproducible e independiente del operador. La severidad del TBP se clasificó mediante el uso de diferentes diámetros de clip de ligadura interna (leve: 450 μm y grave: 250 μm). Esto dio lugar a una patología del VD que va desde la hipertrofia con la función del VD preservada hasta la insuficiencia descompensada del VD con gasto cardíaco reducido y manifestaciones extracardíacas. La función del VD se evaluó mediante ecocardiografía a la 1 semana y a las 3 semanas después de la cirugía. Aquí se presentan ejemplos de imágenes ecocardiográficas y resultados. Además, se muestran los resultados del cateterismo cardíaco derecho y los análisis histológicos del tejido cardíaco.
La insuficiencia ventricular derecha (VD) es un síndrome clínico con síntomas de insuficiencia cardíaca y signos de congestión sistémica resultante de la disfunción del VD1. La disfunción del VD está fuertemente asociada con la morbilidad y mortalidad en una serie de enfermedades cardiovasculares y pulmonares2. La etiología de la disfunción del VD es compleja y sus vías de señalización y regulación subyacentes siguen sin estar adecuadamente dilucidadas.
Las observaciones de las terapias actuales muestran que la mejora de la función del VD se correlaciona estrechamente con la reducción de la poscarga, lo que sugiere que la vasculatura pulmonar es el objetivo principal del tratamiento3. Esto indica que las terapias actuales solo tienen un efecto directo mínimo sobre la función del VD, que puede deteriorarse incluso después de la mejoría de la resistencia vascular pulmonar3. Por lo tanto, es muy necesario seguir investigando para mejorar la función del RV independientemente de la reducción de la poscarga.
Los modelos animales robustos y reproducibles son esenciales en la búsqueda de nuevos agentes terapéuticos. En la mayoría de los modelos de fracaso crónico del VD, la causa subyacente es la hipertensión pulmonar inducida por la alteración estructural de la vasculatura pulmonar 4,5,6. Los modelos bien caracterizados incluyen el modelo de hipoxia crónica 7,8, el modelo de hipoxia de Sugen 9,10,11 y el modelo de monocrotalina 12,13. Debido a que el fracaso del VD es secundario a la hipertensión pulmonar en estos modelos, es imposible diferenciar los efectos de las intervenciones sobre la vasculatura pulmonar de los efectos directos sobre el VD6.
Para estudiar el VD independientemente de la vasculatura pulmonar, el modelo de bandas del tronco pulmonar (PTB) ha ganado popularidad y se ha descrito en varias especies animales, incluyendo ratones, ratas, conejos, perros, ovejas y cerdos 6,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24,25,26,27. En los modelos de PTB, la constricción del tronco pulmonar se logra quirúrgicamente, lo que provoca un aumento de la presión del VD6. Existen diferentes enfoques para la aplicación de la PTB, incluyendo la constricción del vaso con una ligadura o con un clip de ligadura metálico18,28. En los modelos que usan ligaduras, el tronco pulmonar se ata a una aguja y la aguja se retrae, dejando la ligadura en su lugar. Esto da lugar a una constricción del vaso que depende del tamaño de la aguja y de la tensión del nudo18,29. En los modelos que emplean clips de ligadura metálicos, el grado de constricción del tronco pulmonar puede ser más reproducible. Los aplicadores de clips de ligadura modificados se utilizan para cerrar los clips de ligadura a un diámetro predefinido y constante. Esto hace que el método sea independiente del operador y reduce la variabilidad relacionada con el PTB en el fenotipo de la enfermedad 15,27,28.
Se ha demostrado que los modelos murinos de PTB inducen hipertrofia y fallo del VD18,28. Uno de los principales retos a la hora de utilizar el modelo PTB es elegir el diámetro adecuado de PTB para lograr el grado deseado de patología del VD. Esto es especialmente desafiante cuando se intenta modelar la falla descompensada de RV. Para esto, la constricción debe ser lo suficientemente estricta como para inducir una falla crónica del VD sin provocar una falla aguda del VD y la muerte poco después de la cirugía6. Un enfoque para resolver este desafío es el uso de animales destetados o juveniles 6,15. Un modelo PTB ha sido utilizado con éxito para estudiar diferentes etapas de fracaso de RV utilizando ratas destetadas Wistar15,30. Para lograr esto, las ratas juveniles con potencial de crecimiento restante se sometieron a una cirugía de PTB con la aplicación de clips de ligadura de titanio. Cuando las ratas crecieron, la estenosis pulmonar se agravó gradualmente y resultó en hipertrofia del VD o fracaso crónico del VD, dependiendo de la gravedad del PTB15,30. Inspirados en este modelo, planteamos la hipótesis de que se podrían producir diferentes etapas de la patología del RV en un modelo murino de PTB utilizando ratones juveniles. El estudio de un amplio espectro de la patología del VD, desde la enfermedad leve hasta la grave, puede ayudar a dilucidar nuestra comprensión de la progresión de la enfermedad y la transición de la hipertrofia del VD al fracaso del VD.
Aquí, presentamos un modelo murino de sobrecarga de presión RV inducida por PTB en ratones jóvenes. Con este modelo, se pueden producir diferentes grados de patología del VD, que van desde la hipertrofia del VD hasta el fallo descompensado del VD. Este estudio incluye protocolos detallados para la intubación, la cirugía PTB y el fenotipado por ecocardiografía.
En este artículo, presentamos un modelo murino de hipertrofia y falla del VD inducida por sobrecarga de presión. Demostramos que: (i) el PTB en ratones juveniles puede inducir diversos grados de patología del VD, que van desde una hipertrofia leve del VD hasta un fallo del VD con signos extracardíacos de descompensación y fibrosis del VD confirmada histológicamente. (ii) Los signos de disfunción del VD pueden observarse y cuantificarse mediante ecocardiografía a las 1 y 3 semanas después de la cirugía de PTB. (…
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue apoyado 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. Además, los autores desean agradecer al personal de las instalaciones de animales del Departamento de Medicina Clínica de la Universidad de Aarhus por su apoyo durante la ejecución del trabajo experimental.
Biosyn 6-0, monofilament, absorbable suture | Covidien | UM-986 | |
Blunt cannula, 27G 0.4×0.25, | 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 |