Aquí, describimos la preparación de cortes ventriculares viables de ratones adultos y su uso para registros de potencial de acción de electrodos agudos. Estas preparaciones multicelulares proporcionan una estructura de tejido conservada in vivo como, lo que los convierte en un valioso modelo para estudios electrofisiológicos y farmacológicos in vitro .
Los cardiomiocitos murinos se han utilizado ampliamente para estudios in vitro de fisiología cardiaca y nuevas estrategias terapéuticas. Sin embargo, las preparaciones multicelulares de cardiomiocitos disociados no son representativas de la compleja estructura in vivo de cardiomiocitos, no miocitos y matriz extracelular, que influye tanto en las propiedades mecánicas como electrofisiológicas del corazón. Aquí se describe una técnica para preparar viable ventricular rodajas de corazones de ratón de adultos con un preservado in vivo como estructura de tejido, y demostrar su idoneidad para electrofisiológicos grabaciones. Después de la excisión del corazón, los ventrículos se separan de las aurículas, se perfunden con solución libre de Ca2 + que contiene 2,3-butanodiona monóxima y se insertan en un bloque de agarosa de bajo punto de fusión al 4%. El bloque se coloca sobre un micrótomo con una hoja vibrante, y se preparan rebanadas de tejido con un espesor de 150-400 μm, manteniendo la vibración freDe la cuchilla a 60-70 Hz y moviendo la hoja hacia adelante lo más lentamente posible. El espesor de las rebanadas depende de la aplicación posterior. Las rodajas se almacenan en solución de Tyrode helada con Ca2 + 0,9 mM y 2,3-butanodiona monóxima (BDM) durante 30 min. Después, las rebanadas se transfieren a DMEM a 37ºC durante 30 minutos para lavar el BDM. Los cortes se pueden utilizar para estudios electrofisiológicos con electrodos afilados o matrices de microelectrodos, para mediciones de fuerzas para analizar la función contráctil o para investigar la interacción de cardiomiocitos derivados de células madre trasplantados y tejido huésped. Para grabaciones de electrodo agudo, se coloca una rebanada en un plato de cultivo celular de 3 cm sobre la placa calefactora de un microscopio invertido. La rebanada se estimula con un electrodo unipolar, y los potenciales de acción intracelular de los cardiomiocitos dentro de la rebanada se registran con un electrodo de vidrio afilado.
Las rebanadas de tejido fino se han utilizado con frecuencia en la ciencia básica ya que Yamamot y Mcllwain demostraron en 1966 que la actividad eléctrica de las rebanadas del cerebro se mantiene in vitro 1 . Desde entonces, se han realizado estudios electrofisiológicos y farmacológicos sobre cortes de cerebro 2 , hígado 3 , pulmón 4 y tejido miocárdico 5 , 6 , 7 . En 1990 se describieron las primeras grabaciones de parche-clamp en rodajas ventriculares de corazones de ratas neonatales, pero esta técnica cayó en el olvido durante algún tiempo. Más de una década más tarde, nuestro grupo estableció un nuevo método para preparar murino embrionario 9 , neonatal 10 y adultos 11 rebanadas de corazón. Estos cortes de tejido viable se pueden utilizar para experimentos agudos (trozo de adultoS se pueden cultivar durante varias horas) o experimentos de cultivo a corto plazo (se pueden cultivar por unos días los cortes embrionarios y neonatales). Los cortes muestran in vivo como características electrofisiológicas y una propagación de excitación homogénea según se evaluó mediante un potencial de acción de electrodo nítido y grabaciones de electrodos de microelectrodos 11 . Debido a su morfología "bidimensional", permiten el acceso directo de electrodos de grabación a todas las regiones del ventrículo, lo que las convierte en una herramienta interesante para las investigaciones electrofisiológicas y plantea nuevas opciones experimentales en comparación con los corazones enteros perfundidos de Langendorff. La respuesta de fármacos de los cortes a los bloqueadores de los canales iónicos como el verapamilo (bloqueador del canal de Ca 2+ tipo L), lidocaína (bloqueador del canal de Na + ), 4-aminopiridina (bloqueador de canal de K + dependiente del voltaje no selectivo) y linopirdina (KCNQ K + – bloqueador de canales) 9 , 11 </suP> correspondieron a efectos conocidos sobre cardiomiocitos disociados. Medidas de fuerza isométrica reveló una relación de frecuencia de fuerza positiva y sugiere fuertemente la función contráctil intacta [ 10] . Estos hallazgos demostraron que los cortes ventriculares murinos son adecuados como un modelo de tejido in vitro para estudios fisiológicos y farmacológicos. Además, las rodajas ventriculares de los corazones receptores en combinación con registros de electrodos agudos han demostrado ser una herramienta muy útil para caracterizar la integración eléctrica y mecánica, así como la maduración de 12 cardiomiocitos fetales 12 , 13 , 14 y derivado de células madre trasplantados.
En resumen, las rodajas ventriculares son un modelo valioso y bien establecido de tejido multicelular y deben considerarse complementarias a los cardiomiocitos disociados y los corazones perfundidos de Langendorff(En contraste con las células disociadas), así como el acceso directo de las tecnologías de medición como registros de electrodos agudos a todas las regiones del corazón (en contraste con las preparaciones enteras del corazón).
Las rodajas ventriculares permiten estudios electrofisiológicos, farmacológicos y mecánicos con una estructura de tejido conservada in vivo como y el acceso directo de la tecnología de medición a todas las regiones del corazón. Las propiedades potenciales de la acción fisiológica se han demostrado en rodajas embrionarias, neonatales y adultas 9 , 10 , 11 . La vitalidad de las rodajas, con la excepción…
The authors have nothing to disclose.
Reconocemos el apoyo brindado por los talleres y la instalación de animales del Instituto de Neurofisiología. Este trabajo fue apoyado por Walter und Marga Boll- Stiftung, Köln Fortune y Deutsche Stiftung für Herzforschung.
Leica VT 1000s | Leica Microsystems, Wetzlar, Germany | Microtome with vibrating blade. | |
Stainless Steel Blades | Campden Instruments, Loughborough, England | 7550-1-SS | |
Pasteur pipettes | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | Z627992 | |
Fine brush, e.g. size 6 (4/32") | VWR, International, Radnor, USA | 149-2125 | |
Preparation table | self made | ||
Molt for embedding ventricles in agarose | self made | ||
1 ml Syringe | Becton, Dickinson; Franklin Lakes, USA | 300013 | |
27Gx3/4“ Needles | Braun, Melsungen, Germany | 4657705 | |
20G 11/2“ Needles | 4657519 | ||
Small scissor | WPI, Sarasota, USA | 501263 | |
Tweezers #5, 0.1 x 0.06 mm tip | WPI, Sarasota, USA | 500342 | |
Oxygen gas (medical grade O2) | Linde, Munich, Germany | ||
Carbogen gas (95 % O2, 5 % CO2) | Linde, Munich, Germany | ||
NaCL | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | 7647-14-5 | |
KCL | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | 746436 | |
CaCl2 | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | 746495 | |
KH2PO4 | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | NIST200B | |
HEPES | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | 51558 | |
NaHCO3 | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | S5761 | |
D(+)-Glucose | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | G8270 | |
MgSO4 | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | M7506 | |
NaOH | Sigma-Aldrich, St. Louise, USA | S8045 | |
Cyanoacrylate glue | Henkel, Düsseldorf, Germany | ||
Low-melt Agarose | Roth, Karlsruhe, Germany | 6351.2 | |
Heparin-sodium-25000 I.E./5mL | Ratiopharm, Ulm, Germany | ||
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM), high glucose, GlutaMAX | ThermoScientific, Waltham, USA | 10566016 | |
SEC-10LX Amplifier | npi electronic GmbH, Tamm, Germany | SEC-10LX | |
EPC 9 | HEKA Elektronik GmbH, Lambrecht, Germany | ||
Zeiss Axiovert 200 | Zeiss, Oberkochen, Germany | ||
Low magnification Micromanipulator | Narashige, Tokyo, Japan | Nm-3 | |
High magnification, three-axis micromanipulator | Narashige, Tokyo, Japan | MHW-3 | |
Peristaltic perfusion pump | Multi Channel Systems, Reutlingen, Germany | PPS2 | |
2-channel temperature controller | Multi Channel Systems, Reutlingen, Germany | TCO02 | |
Square pulse stimulator | Natus Europe GmbH, Planegg, Germany | Grass SD9 | |
Glass capillaries | WPI, Sarasota, USA | 1B150F-1 |