Misurazione della velocità di propagazione dell'impulso, distensiabilità e deformazione in un modello di topo abdominato di aneurisma aortico

Un aneurisma aortico addominale (AAA) rappresenta una significativa malattia cardiovascolare caratterizzata da una dilatazione localizzata permanente dell’aorta che supera il diametro originale del vaso di 1,5 volte¹. AAA è tra le prime 13 cause di mortalità negli Stati Uniti². La progressione dell’AAA è attribuita alla degenerazione della parete aortica e della frammentazione dell’elastina, portando infine alla rottura aortica. Questi cambiamenti nella parete aortica possono verificarsi senza un aumento significativo del diametro intraluminale massimo (MILD), suggerendo così che MILD da solo non è sufficiente per prevedere la gravità della malattia³. Pertanto, è necessario identificare ulteriori fattori per rilevare i cambiamenti iniziali nella parete aortica, che possono guidare le opzioni di trattamento precoce. L’obiettivo generale di questo protocollo è quello di fornire una guida pratica per valutare le proprietà funzionali aortiche utilizzando l’imaging aultraora come caratterizzato da misurazioni della velocità di propagazione degli impulsi (PPV), distendibilità e deformazione radiale.

Un modello sperimentale ben caratterizzato per studiare AAA, descritto per la prima volta da Daugherty e colleghi, comporta infusione sottocutanea di angiotensina II (AngII) tramite pompe osmotiche in Apoe^-/- topi⁴. La misurazione precisa di MILD mediante imaging a ultrasuoni è stata determinante nella caratterizzazione dell’AAA in questo modello murino⁵. Anche se i cambiamenti istologici durante lo sviluppo di AAA sono stati ampiamente studiati, i cambiamenti nelle proprietà funzionali della parete del vaso come la rigidità aortica non sono stati ben caratterizzati. Questo protocollo enfatizza l’uso degli ultrasuoni ad alta frequenza in combinazione con le sofisticate analisi come potenti strumenti per studiare la progressione temporale dell’AAA. In particolare, questi approcci ci permettono di valutare le proprietà funzionali della parete del vaso misurate da PPV, distensibilità e deformazione radiale.

Recenti studi clinici su soggetti umani con AAA, così come nel modello AAA indotta da murasi elastasi, suggeriscono una correlazione positiva tra rigidità aortica e diametro aortico^6,7. PPV, un indicatore di rigidità aortica, è accettato come un’ottima misura per quantificare i cambiamenti di rigidità nella parete del vaso^6,8. Il PPV viene calcolato misurando il tempo di transito della forma d’onda dell’impulso in due siti lungo la vascolatura, fornendo così una valutazione regionale della rigidità aortica. Recentemente abbiamo dimostrato che una maggiore rigidità aortica misurata dal PPV, e a livello cellulare come determinato utilizzando la microscopia a forza atomica, è positivamente correlata allo sviluppo dell’aneurisma⁹. Inoltre, la letteratura suggerisce che la rigidità aortica può precedere la dilatazione aneurismica e quindi può fornire informazioni utili sulle proprietà intrinseche regionali della parete del vaso durante lo sviluppo di AAA¹⁰. Allo stesso modo, le misure di distensibilità e deformazione sono gli strumenti di quantificazione per misurare i precedenti cambiamenti della forma fisica arteriosa. Le arterie sane sono flessibili ed elastiche, mentre con una maggiore rigidità e meno elasticità, la distensibilità e lo sforzo diminuiscono. Qui, forniamo una guida pratica e un protocollo passo dopo passo per l’uso di un sistema ad ultrasuoni ad alta frequenza per misurare MILD, PPV, distensibilità e deformazione radiale nei topi. Il protocollo fornisce approcci tecnici che dovrebbero essere utilizzati in combinazione con le informazioni di base fornite dai manuali per specifici strumenti di imaging ad ultrasuoni e il video tutorial di accompagnamento. È importante sottolineare che nelle nostre mani il protocollo di imaging descritto fornisce dati riproducibili e accurati che appaiono preziosi nello studio dello sviluppo e della progressione dell’AAA sperimentale.

Per dimostrare ulteriormente l’utilità dell’imaging a ultrasuoni, forniamo immagini di esempio e misurazioni prese dai nostri studi volti a utilizzare approcci farmacologici per prevenire l’AAA¹¹sperimentale. In particolare, la segnalazione della tacca è stata proposta per essere coinvolta in molteplici aspetti dello sviluppo vascolare e dell’infiammazione¹². Utilizzando aploinsufficienza genica e approcci farmacologici, abbiamo dimostrato in precedenza che l’inibizione di Notch riduce lo sviluppo di AAA nei topi prevenendo l’infiltrazione dei macrofagi nel sito della lesione vascolare^13,14,15. Per l’articolo corrente, utilizzando l’approccio farmacologico per l’inibizione di Notch ci concentriamo sulla relazione tra rigidità aortica e fattori relativi all’AAA. Questi studi dimostrano che l’inibizione di Notch riduce la rigidità aortica, che è una misura della progressione AAA¹¹.