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면역학 및 감염병학

Estenosis de la Vena Cava Inferior: un modelo murino de trombosis venosa profunda

Published: December 22, 2017
doi:
10.3791/56697
,
1Institute of Cardiovascular Sciences, College of Medical and Dental Sciences,University of Birmingham

Summary

Aquí describimos la estenosis en la vena cava inferior como un modelo murino de trombosis venosa profunda. Este modelo recoge la restricción del flujo de la sangre, uno de los principales detonantes de la trombosis venosa en los seres humanos.

Abstract

Profunda de la vena trombosis (TVP) y su complicación devastadora, embolia pulmonar, son un problema de salud grave con alta mortalidad. Mecanismos de formación de trombos en las venas siguen siendo obscuros. Falta de movilidad (p. ej., después de cirugía o vuelos de largo recorrido) es uno de los principales factores que conducen a la trombosis venosa profunda. La consecuencia fisiopatológica de la falta de movilidad es estancamiento de flujo de la sangre en las válvulas venosas. Aquí, se describe un modelo que imita la perturbación del flujo como un factor de conducción de trombosis. En este modelo, se crea la restricción del flujo parcial (estenosis) en la vena cava inferior (IVC). Cierre de cerca de 90% de la luz de la vena cava inferior durante 48 h resulta en el desarrollo de trombos estructuralmente similares a las de los seres humanos. Las similitudes son: i) la mayor parte del volumen del trombo es rojo, es decir, consiste en glóbulos rojos y fibrina, ii) la presencia de una parte blanca (líneas de Zahn), monocapa endotelial iii) no despojadas, iv) niveles elevados de plasma dímero D y v) la posibilidad de evitar trombosis por heparina de bajo peso molecular. Limitaciones incluyen la variable tamaño de trombos y el hecho de que un cierto porcentaje de los ratones de tipo salvaje (0 – 35%) no puede producir un trombo. Además de la observación visual y medición, trombos pueden visualizarse por tecnologías no invasivas, como la ultrasonografía, que permite el monitoreo de la dinámica de desarrollo de trombos. En puntos del tiempo más cortos (1-6 h), microscopia intravital se puede aplicar para observar directamente los acontecimientos (p. ej., reclutamiento de células de la pared del vaso) antes de la formación de trombos. Uso de este método por varios equipos de todo el mundo ha hecho posible descubrir los mecanismos básicos de la iniciación de la TVP y identificar objetivos potenciales que podrían ser beneficiosos para su prevención.

Introduction

Trombosis venosa profunda (TVP) es el desarrollo de trombos en venas profundas, generalmente (pero no sólo) en las piernas. En conjunciones con embolia pulmonar (PE; señalado como tromboembolia venosa, TEV) se desarrolla en aproximadamente 900.000 estadounidenses anualmente y representa un problema grave de salud y un problema económico1,2. PE, una complicación de la trombosis venosa profunda, ocurre cuando un trombo es independiente de su ubicación inicial y llega a los pulmones, que pueden causar muerte e insuficiencia respiratoria. La cifra de muertos de VTE supera la mortalidad por SIDA, accidentes de tráfico y el cáncer de mama, combinado3.

El principal factor que causa trombosis venosa profunda además de conocidos motivos, como el cáncer o trauma, es la falta de movilidad 4,5. Esto puede resultar de una cirugía (especialmente ortopédica), parálisis, vuelos de largo recorrido u otras razones. Flujo de sangre en las venas depende de la bomba muscular y por lo tanto resultados de inmovilización de extremidades en el estancamiento de la sangre fluyan en las válvulas venosas, que conduce a la trombosis. El método descrito en el presente documento pretende recapitular tal sangre flujo distorsión6,7. Restricción de caudal en la vena cava inferior (IVC) imita las condiciones creadas en las válvulas venosas humanas y los resultados en la formación de un trombo similares en estructura a trombos humanos6. Gran parte de un trombo rojo y consiste en glóbulos rojos, fibrina y la incorporación de las plaquetas. Trombos tienen una pequeña “parte blanca” enriquecida en plaquetas (figura 1), que se asemejan a “líneas de Zahn” descritas en humanos trombos venosos. Ambas partes del trombo contienen también neutrófilos8, que se encuentran entre las primeras células a ser reclutados en el sitio del trombo futuro6,9. Neutrófilos en la parte roja expulsan trampas extracelulares neutrófilos (redes), mientras que los neutrófilos en la parte blanca parecen ser carente de redes8. Semejantemente a TVP humano, trombosis en ratones es acompañada por niveles elevados de plasma D-dimer (figura 2). Heparina de bajo peso molecular (enoxaparina), utilizada para la profilaxis de TVP en pacientes, también previene la trombosis en los ratones. Una ventaja importante de este método es la ausencia de denudación endotelial9, que es característico de TVP humana10. Esta característica hace que la estenosis de la vena cava inferior un modelo más clínico relevante de TVP que, por ejemplo, inducción de trombosis por el cloruro férrico, que induce la denudación endotelial y en el que los trombos consisten predominante en plaquetas11, 12,13. Un modelo de estancamiento completo en la vena cava inferior es preferido por varios equipos14,15,16. A diferencia de la estenosis, en la que se mantiene flujo residual en el recipiente, estasis pare el flujo y por lo tanto limita la accesibilidad de las sustancias administradas sistémicamente para el sitio de trombosis. Además, parece que los mecanismos subyacentes de trombosis inducida por la estenosis y el stasis son diferentes: estenosis resultados en el desarrollo de inflamación local (activación del endotelio, liberación del contenido del cuerpo de Weibel-Palade, reclutamiento de células inmunes y plaquetas a la pared del vaso) causando «immunothrombosis»6,9,17, mientras que estasis parece inducir trombosis algo base, en particular, el factor tisular y otros la coagulación y los mecanismos relacionados con la fibrinolisis18,19,20. Así, los modelos de la estenosis y el stasis reflejan levemente diferentes aspectos del desarrollo de trombo venoso, aunque ciertamente pueden superponerse sus mecanismos. Modelo IVC electrolítico (EIM) de la TVP21,22 induce un trombo que ocluye parcialmente la pared del vaso. Por lo tanto, es conveniente para probar los efectos de la administración sistémica de medicamentos diferentes en el crecimiento del trombo. Este modelo, sin embargo, supone la interrupción de la integridad de la pared IVC (inserción de una aguja) y la inducción de trombosis por la corriente eléctrica que por lo menos discutible la relevancia fisiopatológica de este mecanismo.

Protocol

Todos los procedimientos animales fueron aprobados por el órgano de examen ético de bienestar de Animal y el Ministerio del interior de Reino Unido (Reino Unido, proyecto licencia 40/3745). Se utilizan ratones C57BL/6 fondo, 8-12 semana de edad, 19-25 g de peso de cuerpo, de ambos sexos. 1. animal anestesia Coloque el ratón en una cámara de inducción e inducir anestesia por una mezcla de 5% isoflurano con oxígeno al 100%. Uso de un caudal de 0,5 litros por minuto espere hasta que el ratón totalmente detiene y su frecuencia de la respiración llega a ser raro. Quite el ratón de la cámara y afeitar el abdomen con una maquinilla eléctrica. Eliminar el vello del abdomen lo mejor posible para evitar la contaminación de la cavidad abdominal. Colocar el ratón en la posición supina y nariz de ratón en un cono de vinculado al sistema de anestesia. Disminuir el porcentaje de isoflurano al 2-3% (el porcentaje exacto puede ser ligeramente diferente de animal a animal). Asegúrese de que el animal está durmiendo con su frecuencia respiratoria inferior a la habitual pero evita jadear. Caso de jadeo, disminuir el % de isoflurano en 0.5%. Comprobar el reflejo pedal para confirmar adecuada anestesia y cirugía sólo si es negativo. Aplique ungüento veterinario en los ojos para evitar la sequedad. Aplique una solución anti bactericida (1% Hibitane) el ratón abdomen y limpie la zona con un algodón estéril bud una manera excluyendo a potencial de contaminación del sitio quirúrgico (por ejemplo, adentro hacia fuera en forma circular). Repita 3 veces. 2. aplicación de la estenosis de la vena cava inferior y la recuperación de ratón Nota: Todos los instrumentos, así como materiales (algodón, gasa, solución salina etc.) entrar en contacto con el área de cirugía debe ser estéril. El operador debe limpiar antes de la cirugía y usar guantes estériles y bata durante el procedimiento. Manijas de microscopio se deben envolver en un papel de aluminio estéril. Dar ratones un tratamiento de lucha contra el dolor antes de la cirugía y durante todo el período experimental. Por ejemplo, utilizar buprenorfina 0.1 mg/kg por vía subcutánea 30 min antes de la cirugía y luego cada 12 horas hasta que el animal es eutanasia. Como trombosis en este método se desarrolla de manera similar a los inflamación estéril, evitar el uso de fármacos antiinflamatorios como una premedicación. Cubre el ratón con un paño estéril y hacer un agujero en el paño para exponer el sitio de la cirugía. Con unas tijeras, hacer una incisión a lo largo de la línea media abdominal, 1,5 cm hacia abajo del esternón. Con bastoncillos de algodón exteriorizar los intestinos a la izquierda del ratón y cubrir con gasas estériles empapadas en solución salina caliente (37 ° C) para evitar la deshidratación. Identificar la vena cava inferior y sus ramas laterales (puede ser 0, 1 o 2 de ellos) en dirección caudal en el sitio de fusión de la vena cava inferior con la vena renal izquierda. Ligar las ramas de lado visible con inertes suturas 7-0 Prolene como cerca de la vena cava inferior como sea posible. No intente sujetar las ramas laterales con las pinzas directamente sino más bien tirón hacia arriba sosteniendo el tejido adiposo que los rodean con unas pinzas en una mano y hacen un túnel bajo la rama con el fórceps en la otra mano. No cierre posteriores ramas. Sostiene los tejidos circundantes con pinzas, tire de la IVC para arriba y la izquierda produciendo tensión en el área pequeña entre la vena cava inferior y la aorta exactamente en el ángulo entre la vena cava inferior y la vena renal izquierda. Tener en cuenta que es prácticamente imposible separar la aorta de la vena cava inferior incluso 2-3 mm por debajo (en la dirección caudal). Utilizando movimientos divergentes con las puntas de la pinza en su mano derecha hace un agujero entre la aorta y la vena cava inferior. Tenga en cuenta que los movimientos más realizado, mayor será la posibilidad de dañar la nave. Lo ideal es tratar de minimizar el número de movimientos a 3-5. Preparar una pieza de inerte sutura de Prolene 7-0 de unos 2 cm de largo. Colocar en la cavidad peritoneal del ratón en el lado izquierdo del operador en la proximidad a la vena cava inferior. Tire de la vena cava inferior izquierda y hasta otra vez. Inserte sus extremidades de la pinza derecha en el agujero entre la aorta y la vena cava inferior para que aparezcan las puntas en el otro lado de la vena cava inferior. Toma la sutura y tire hacia atrás a través del orificio (figura 3A). Hacer un nudo provisional con la sutura pero no la cierre. Coloque la aguja 30G (“espaciador”) doblada como un gancho en el nudo y ahora cierre (figura 3B). Retire al espaciador (figura 3C). Regresar los intestinos hacia la cavidad peritoneal con un algodón bud y distribuyen igualmente en él. Cerrar peritoneo con una sutura de vicryl 6-0 utilizando circuitos continuos. Cierre los lazos y como un nudo. Piel cercana mediante grapas metálicas. Inyectar el ratón con 0.5 mL de caliente (37 ° C) solución salina de glucosa por vía subcutánea para restablecer el equilibrio líquido del organismo. Coloque el ratón en una jaula individual en una habitación o cámara caliente (25 ° C) y poner comida y agua dentro de la jaula del gel. Observar hasta que el ratón es recuperado (por lo general, alrededor de 1 h).

Representative Results

En este documento, se describe un modelo de trombosis venosa profunda inducida por la distorsión de flujo en la vena cava inferior. Inducción de la estenosis en la vena cava inferior inicia distorsión y estancamiento del flujo sanguíneo y después de un tiempo (en este caso, 48 h) resultados en el desarrollo de un trombo, estructuralmente similar a la humana de TVP los trombos (figura 1A). Visualmente es fácilmente detectable la presencia de un trombo dentro de la vena cava inferior (figura 1B). Una similitud importante entre el modelo y la TVP humana es elevada del plasma dímero-D (figura 2). D-dimer es un producto de degradación de fibrina y su presencia en la sangre sugiere que un proceso trombótico activo está sucediendo. El modelo se presenta paso a paso en la figura 3A-c. La vena cava inferior se expone cuidadosamente, se realiza un orificio entre la vena cava inferior y la aorta y una sutura (Prolene 7-0) se tira por el agujero debajo de la vena cava inferior. Entonces la vena cava inferior se unen por la sutura sobre un espaciador (aguja de 30G,D, figura 3), después que se retira el espaciador. Este procedimiento permite cerca de 90% cierre del lumen del IVC, dejando patente el 10% restante. De esta forma el estancamiento de flujo de la sangre llevando eventualmente a la trombosis. Figura 4 muestra la desventaja principal del modelo, tamaño variable trombo. Todos estos trombos se obtuvieron en el mismo experimento realizan en ratones machos de tipo salvaje del mismo origen, edad y peso similares. Aunque todos los ratones producen trombos (trombosis de la prevalencia de 100%), su tamaño varía claramente en una amplia gama. Figura 1: Representante trombo después de 48 h restricción, estenosis. (A) un trombo típico después de 48 h IVC estenosis. Nota roja (enriquecida con células de sangre rojas) y piezas blanco (enriquecido de plaquetas). IVC (B) con (izquierda) o sin (derecha) un trombo. Barras de escala = 2 mm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 2 : Elevados niveles plasmáticos de dímero D después de la aplicación de la estenosis de vena cava inferior. Ratones fueron sometidos a estenosis de la vena cava inferior. Sangre fue tomada en los momentos indicados, estabilizado 1:9 con citrato de sodio 3.8%, plasma fue preparado por centrifugación (2.300 x g, 5 min) y dímero-D se determinaron mediante un kit de ELISA según instrucciones del fabricante. Círculos señalan ratones sham-funcionado, cruces señalan estenosis de la vena cava inferior. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 3: Flujo de restricción, estenosis en el modelo de la Vena Cava Inferior (IVC) de TVP en los ratones. Etapas consecutivas del modelo se presentan. (A) se realiza un orificio entre la vena cava inferior y la aorta y una sutura se tira a través de él alrededor de la vena cava inferior. (B) un nudo se cierra sobre un espaciador (aguja de 30 G). (C) se retira el espaciador: la opinión final que el cirujano ve antes de cerrar el ratón. La línea amarilla punteada delimita la vena cava inferior. LRV significa vena renal izquierda. Barras de escala = 0,2 mm. (D) el espaciador (aguja de 30 G). Barras de escala = 2 mm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 4 . Variabilidad del tamaño del trombo. Ratones fueron sometidos a estenosis de la vena cava inferior de 48 h. Presentan trombos obtenidos en el mismo experimento. Barras de escala de 2 mm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discussion

Aquí, un protocolo de la estenosis de la vena cava inferior, que imita la distorsión del flujo de sangre, un factor desencadenante para la TVP, se presenta. Estenosis de la vena cava inferior induce el desarrollo de trombos en el 65-100% de ratones C57BL/6 dentro de las 48 h y 25-50% de los ratones dentro de 2-6 h6,8,23 (Brill A, datos no publicados, 2016). Una limitación importante del método es la variabilidad en el trombo tamaño24 (figura 4), que se observa después de a corto plazo (6 h) y estenosis (48 h) IVC a largo plazo. Las razones de tal variabilidad (dado que el mismo las condiciones, como el espaciador, se utilizan anestesia etc.) siguen siendo obscuras pero uno puede especular que anatómica las variaciones entre los ratones (por ejemplo, ancho de la vena cava inferior, el número y la ubicación de laterales y posteriores sucursales) subyacen a este fenómeno. La variabilidad en el tamaño del trombo hace prevalencia de trombosis (por ciento de los ratones con un trombo) el resultado principal. Prevalencia de trombosis puede compararse con una tabla de contingencia y la prueba exacta de Fisher. Uno de los experimentos fue una excepción cuando los trombos de menor tamaño con la misma prevalencia de trombosis después de la inyección de anticuerpos de inhibición de podoplanin fue observada 7.

Este método es especialmente útil cuando se estudia la iniciación de la trombosis venosa. Permite investigar los acontecimientos tempranos en la pared del vaso, como el reclutamiento de las células, llevando eventualmente a la trombosis. Efectos pro – o anti – thrombotic de drogas pueden evaluarse con este modelo de la prevalencia de la trombosis es una lectura primaria. Estenosis por 48 h es aplicable para revelar un fenotipo antitrombótico, mientras que la estenosis 6 h puede utilizarse si se espera que un fenotipo protrombótico. También se puede realizar el análisis histológico del trombo y la pared circundante de la IVC.

Si los ramas secundarios deben ligarse o dejó patente queda abierto. Un grupo ha demostrado que la ligadura de las ramas laterales no aumenta el tamaño del trombo y situación de una rama lateral menos de 1,5 mm para el sitio de la ligadura de vena cava inferior deteriora dramáticamente trombo desarrollo25. Cierre de ramas laterales puede inducir lesión endotelial en ellos y también aumentar el tiempo de cirugía26. En nuestras manos, falta de cierre de la rama lateral disminuye sustancialmente la prevalencia de trombosis (hasta 10-30% después de la estenosis de 48 h; Brill, inédito) y por lo tanto ligan todas las ramas laterales visibles.

Idealmente, se recomienda controles littermate como ratones, incluso en el mismo fondo pero de diferentes fuentes, pueden tener prevalencia de trombosis ligeramente diferente. Si se estudia el efecto de la trombosis venosa profunda sí mismo en cualquiera de los parámetros (por ejemplo, bioquímico), deben utilizarse animales funcionan sham. Ratones Sham operado someterse al mismo procedimiento pero la ligadura alrededor de la vena cava inferior se cierra sin apretar y salió de allí sin producir estenosis.

El error más frecuente (un paso crítico) en el presente Protocolo es un esfuerzo para separar la aorta y la vena cava inferior no precisamente en el ángulo entre los vasos pero algo menor, que generalmente resulta en el sangrado. Cuando se presenta un sangrado masivo, buena recuperación del ratón se convierte en probable y se recomienda para detener el experimento y eutanasia a los animales. Normalmente, ratones recuperan bien, moverse dentro de la jaula y no bajar considerablemente de peso. Recomienda el uso de ratones por encima de 20 g para machos y hembras y mantener a animales (especialmente varones) en jaulas individuales después de la cirugía hasta el final del experimento para evitar combates y heridas. Se ha divulgado en otro modelo (electrolítico) de TVP que ratones machos producen trombos más grandes que las hembras27. Análisis de nuestros datos no ha revelado una diferencia sustancial en la prevalencia de trombosis entre ratones machos y hembras (Brill, inédito). Por lo tanto, los investigadores se anima a realizar experimentos con el modelo de estenosis de la vena cava inferior en ratones de ambos sexos.

Desmantelamiento de las suturas o grapas puede no descartarse sobre todo en experimentos larga (a la semana y más de largo). Así, ratones deben revisarse por lo menos dos veces al día especialmente para la integridad de la sutura y debe prestarse una especial atención a la aparición de rastros de sangre en el lecho de la jaula.

Cabe señalar que, como cualquier otro modelo animal, la estenosis de la vena cava inferior tiene sus limitaciones en cuanto a traducción en los seres humanos. Por ejemplo, cavas murinos no tienen válvulas, que desarrolla TVP humano dentro de las válvulas venosas. También, los seres humanos tienen orientación vertical de la columna vertebral con la bomba del músculo siendo un flujo de sangre acelerado mecanismo importante en las venas. En contraste, los ratones tienen orientación espinal horizontal con ningún papel de la bomba muscular en apoyo de sangre de retorno al corazón. Estas limitaciones se deben considerar al traducir datos de ratón para la enfermedad humana.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue apoyado por la Fundación británica del corazón (PG/13/60/30406) y la Universidad de Birmingham.

Materials

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
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References

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Payne, H., Brill, A. Stenosis of the Inferior Vena Cava: A Murine Model of Deep Vein Thrombosis. J. Vis. Exp. (130), e56697, doi:10.3791/56697 (2017).
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