Cirurgia e Processamento de Amostras para Imagem Correlativa da Válvula Pulmonar Murina

A válvula pulmonar (PV) serve para garantir o fluxo sanguíneo unidirecional entre o ventrículo direito e a artéria pulmonar. Malformações da válvula pulmonar estão associadas a várias formas de doença cardíaca congênita. O tratamento atual para doença da válvula cardíaca congênita (HVD) é o reparo valvular ou substituição da válvula, que pode exigir múltiplas cirurgias invasivas ao longo da vida¹do paciente . Tem sido amplamente aceito que a função da válvula cardíaca é derivada de sua estrutura, muitas vezes referida como a correlação estrutura-função. Mais especificamente, as propriedades geométricas e biomecânicas do coração ditam sua função. As propriedades mecânicas, por sua vez, são determinadas pela composição e organização do ECM. Ao desenvolver um método para determinar as propriedades biomecânicas das válvulas cardíacas murinas, modelos animais transgênicos podem ser usados para interrogar o papel do ECM na função da válvula cardíaca e disfunção^2,3,4,5.

O modelo animal murino tem sido considerado como o padrão para estudos moleculares porque modelos transgênicos estão mais facilmente disponíveis em camundongos em comparação com outras espécies. Os modelos transgênicos de Murine fornecem uma plataforma versátil para pesquisar doenças relacionadas à válvula cardíaca⁶. No entanto, os requisitos de perícia cirúrgica e instrumentação para caracterizar tanto a geometria quanto a organização do ECM têm sido um grande obstáculo no progresso da pesquisa de HVD. Os dados hstológicos na literatura fornecem uma imagem no conteúdo de matriz extracelular da válvula cardíaca murina, mas apenas na forma de imagens 2D, e são incapazes de descrever sua arquitetura 3D^7,8. Além disso, a válvula cardíaca é espacial e temporalmente heterogênea, dificultando a tiração de conclusões entre experimentos relativos à organização do ECM se a amostragem e a conformação não forem corrigidas. Métodos convencionais de caracterização 3D, como ressonância magnética ou ecocardiografia 3D, não fornecem a resolução necessária para resolver os componentes ECM^9,10.

Este trabalho detalha um fluxo de trabalho totalmente correlativo onde a heterogeneidade temporal devido ao ciclo cardíaco foi abordada pela fixação da conformação do Pv murina com pressão transvalvular hidrostática. A heterogeneidade espacial foi controlada precisamente por regiões de amostragem de interesse e registro de conjuntos de dados de diferentes modalidades de imagem, especificamente μCT e microscopia eletrônica de varredura facial de blocos seriais, em diferentes escalas de comprimento. Este método de exploração com μCT para orientação da amostragem a jusante foi proposto anteriormente, mas como a válvula pulmonar apresenta variação temporal, foi necessário um nível adicional de controle no nível cirúrgico¹¹.

Estudos in vivo descrevendo a biomecânica da válvula cardíaca murina são esparsas e, em vez disso, dependem de modelos computacionais ao descrever o comportamento de deformação. É de fundamental importância que os dados extracelulares locais sobre a escala de comprimento do nanômetro estejam relacionados com a geometria e localização da válvula cardíaca. Isso, por sua vez, fornece distribuições quantificáveis e espacialmente mapeadas de proteínas ECM que contribuem mecanicamente, que podem ser utilizadas para reforçar os modelos de válvula cardíaca biomecânica existentes^12,13,14.