Summary

Quantificação de Parâmetros Vasculares em Retinas inteiras de Camundongos com Retinopatias Não Proliferativas e Proliferativas

Published: March 12, 2022
doi:

Summary

Este artigo descreve um ensaio bem estabelecido e reprodutível de manchas de lectina para toda a preparação da retina do montagem e os protocolos necessários para a medição quantitativa dos parâmetros vasculares frequentemente alterados em retinopatias proliferativas e não proliferativas.

Abstract

Retinopatias são um grupo heterogêneo de doenças que afetam o tecido neurossensorial do olho. Caracterizam-se pela neurodegeneração, gliose e uma mudança progressiva na função e estrutura vascular. Embora o início das retinopatias seja caracterizado por distúrbios sutis na percepção visual, as modificações no plexo vascular são os primeiros sinais detectados pelos médicos. A ausência ou presença de neovascularização determina se a retinopatia é classificada como não proliferativa (NPDR) ou proliferativa (PDR). Nesse sentido, vários modelos animais tentaram imitar características vasculares específicas de cada estágio para determinar os mecanismos subjacentes envolvidos em alterações de endotélio, morte neuronal e outros eventos que ocorrem na retina. Neste artigo, forneceremos uma descrição completa dos procedimentos necessários para a medição dos parâmetros vasculares da retina em adultos e camundongos de nascimento precoce no dia do pós-natal (P)17. Detalharemos os protocolos para a realização de coloração vascular de retina com Isolectina GSA-IB4 em montagens inteiras para visualização microscópica posterior. As principais etapas para o processamento de imagens com o software Image J Fiji também são fornecidas, portanto, os leitores poderão medir a densidade, diâmetro e tortuosidade do vaso, ramificações vasculares, bem como áreas avasculares e neovasculares. Essas ferramentas são altamente úteis para avaliar e quantificar alterações vasculares em retinopatias não proliferativas e proliferativas.

Introduction

Os olhos são nutridos por dois sistemas arterio-venosos: a vasculatura choroidal, uma rede vascular externa que irriga epitélio pigmentado da retina e fotorreceptores; e a vasculatura neuro-retina que irrigam a camada de células gânglios e a camada nuclear interna da retina1. A vasculatura da retina é uma rede organizada de vasos que fornecem nutrientes e oxigênio para as células da retina e colhem resíduos para garantir a transdução adequada da sinalização visual. Esta vasculatura tem algumas características distintas, incluindo: a falta de inervação autônoma, a regulação do tom vascular por mecanismos intrínsecos de retina e a posse de uma complexa barreira retina-sangue2. Portanto, a vasculatura da retina tem sido o foco de muitos pesquisadores que estudaram extensivamente não só a vasculogênese durante o desenvolvimento, mas também as alterações e a angiogênese patológica que esses vasos sofrem em doenças3. As alterações vasculares mais comuns observadas nas retinopatias são dilatação de vasos, neovascularização, perda de arborização vascular e deformação dos vasos principais da retina, o que os torna mais ziggaggy4,5,6. Uma ou mais das alterações descritas são os primeiros sinais a serem detectados pelos médicos. A visualização vascular fornece um método de triagem rápido, não invasivo e barato7. O extenso estudo das alterações observadas na árvore vascular determinará se a retinopatia não é proliferativa ou proliferativa e o tratamento posterior. As retinopatias não proliferativas podem manifestar-se com morfologia vascular aberrante, diminuição da densidade vascular, capilares acelulares, pericítes de morte, edema macular, entre outros. Além disso, as retinopatias proliferativas também desenvolvem maior permeabilidade vascular, remodelagem extracelular e formação de tufos vasculares em direção à cavidade vítrea que facilmente quebra ou induz o descolamento da retina8.

Uma vez detectada, a retinopatia pode ser monitorada através de suas alterações vasculares9,10. A progressão da patologia pode ser acompanhada pelas mudanças estruturais dos vasos, que definem claramente os estágios da doença11. A quantificação de alterações vasculares nesses modelos permitiu correlacionar alterações de vasos e morte neuronal e testar terapias farmacológicas para pacientes em diferentes fases da doença.

À luz das afirmações acima, consideramos que o reconhecimento e quantificação das alterações vasculares são fundamentais nos estudos de retinopatias. Neste trabalho, mostraremos como medir diferentes parâmetros vasculares. Para isso, empregaremos dois modelos animais. Um deles é o modelo de retinopatia induzido pelo oxigênio12, que imita a Retinopatia da Prematuridade e alguns aspectos da Retinopatia Diabética Proliferativa13,14. Neste modelo, mediremos áreas avasculares, áreas neovasculares e a dilatação e tortuosidade dos principais vasos. Em nosso laboratório, foi desenvolvido um modelo de camundongos da Síndrome Metabólica (MetS), que induz uma retinopatia não proliferativa15. Aqui, vamos avaliar a densidade vascular e ramificações.

Protocol

Os camundongos C57BL/6J foram manuseados de acordo com as diretrizes da Declaração ARVO para o Uso de Animais em Pesquisa Oftalmômica e De Visão. Os procedimentos experimentais foram desenhados e aprovados pelo Comitê Institucional de Atenção e Uso de Animais (CICUAL) da Faculdade de Ciências Químicas da Universidade Nacional de Córdoba (Res. HCD 1216/18). 1. Preparação de soluções tampão e reagentes Preparação de 1x salina tampão fosfato (PBS): Adi…

Representative Results

Como descrito na seção de protocolo, a partir de um único ensaio de coloração fluorescente você pode obter a morfologia vascular e avaliar vários parâmetros de interesse quantitativamente. A busca de uma alteração específica dependerá do tipo de retinopatia estudada. Neste artigo, áreas avasculares e neovasculares, tortuosidade e dilatação foram avaliadas em um modelo de rato de retinopatia proliferativa, enquanto o ramificação vascular e a densidade foram analisados em um modelo de camundongos MetS, o q…

Discussion

Modelos animais de retinopatias são ferramentas poderosas para estudar o desenvolvimento vascular, remodelação ou angiogênese patológica. O sucesso desses estudos no campo conta com o fácil acesso ao tecido que permite realizar uma ampla variedade de técnicas, fornecendo dados de camundongos in vivo e pós-morte26,27. Além disso, grande correlação tem sido encontrada entre estudos in vivo e análises clínicas, proporcionando …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos a Carlos Mas, María Pilar Crespo e Cecilia Sampedro do CEMINCO (Centro de Micro y Nanoscopía Córdoba, CONICET-UNC, Córdoba, Argentina) pela assistência em microscopia confocal, a Soledad Miró e Victoria Blanco para cuidados dedicados aos animais e Laura Gatica para assistência histológica. Agradecemos também a Victor Diaz (Pró-Secretário de Comunicação Institucional da FCQ) pela produção e edição de vídeo e Paul Hobson por sua leitura crítica e revisão linguística do manuscrito.

Este artigo foi financiado por subvenções da Secretaría de Ciencia y Tecnología, Universidad Nacional de Córdoba (SECyT-UNC) Consolidar 2018-2021, Fondo para la Investigación Científica y Tecnológica (FONCyT), Proyecto de Investigación en Ciencia y Tecnología (PICT) 2015 N° 1314 (todos para M.C.S.).

Materials

Aluminuim foil
Bovine Serum Albumin Merck A4503 quality
Calcium chloride dihydrate Merck C3306
Hydrochloric acid Biopack 9632.08
Confocal Microscope FV1200 Olympus FV1200 with motorized plate
Covers Paul Marienfeld GmnH & Co. 111520
Dissecting Microscope NIKON SMZ645
Disodium-hydrogen-phosphate dihydrate Merck 119753
200 µL  tube Merck Z316121
Filter paper Merck WHA5201090
Incubator shaker GyroMini LabNet International S0500
Isolectin GS-IB4 From Griffonia simplicifolia, Alexa Fluor 488 Conjugate Invitrogen I21411
Poly(vinyl alcohol) (Mowiol 4-88) Merck 475904
Paraformaldehyde Merck 158127
pHmeter SANXIN PHS-3D-03
Potassium chloride Merck P9541
Potassium-dihydrogen phosphate Merck 1,04,873
Slides Fisher Scientific 12-550-15
Sodium chloride Merck S3014
Sodium hydroxide Merck S5881
Tris Merck GE17-1321-01
Triton X-100 Merck X100-1GA
Vessel Analysis Fiji software Mai Elfarnawany https://imagej.net/Vessel_Analysis

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Subirada, P. V., Paz, M. C., Vaglienti, M. V., Luna, J. D., Barcelona, P. F., Sánchez, M. C. Quantification of Vascular Parameters in Whole Mount Retinas of Mice with Non-Proliferative and Proliferative Retinopathies. J. Vis. Exp. (181), e63126, doi:10.3791/63126 (2022).

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