Summary

Tecniche di dissezione e campionamento istologico del cuore in modelli animali di grandi dimensioni per malattie cardiovascolari

Published: June 16, 2022
doi:

Summary

A causa della complessa anatomia, un protocollo di dissezione e raccolta costantemente riproducibile per campioni cardiaci può essere difficile da implementare. Questo manoscritto presenta gli elementi chiave di alcuni protocolli standard di dissezione cardiaca, evidenziando sia gli approcci di esame grossolano che i siti di campionamento comunemente utilizzati per l’esame istopatologico.

Abstract

L’esame e il campionamento standard sono elementi chiave per la riproducibilità e il successo degli studi sperimentali sulle malattie cardiovascolari condotti su animali di grossa taglia. Considerando la complessa anatomia del cuore, le differenze interspecie e i tipi di reazioni compensative e patologiche, i protocolli coerenti sono difficili da implementare. L’utilizzo di protocolli di dissezione multipli è solitamente adattato per adattarsi all’esperienza del prosettore e le preferenze personali continuano ad essere una fonte di variabilità sperimentale e interosservatore. Qui, l’obiettivo è quello di presentare le principali caratteristiche anatomiche e punti di riferimento, i protocolli di dissezione e gli standard di campionamento istologico del cuore in alcune specie comunemente usate (tra cui cani, maiali, ruminanti e gatti) come modelli di malattie cardiovascolari.

Qui vengono presentati due protocolli standard di esame lordo. In primo luogo, il metodo di afflusso-deflusso, che segue la direzione fisiologica del flusso sanguigno attraverso il cuore e i grandi vasi (frequentemente usato in cani, ruminanti e maiali), e in secondo luogo, la tecnica di dissezione a quattro camere (esemplificata nei gatti). Entrambe le tecniche possono essere adattate a qualsiasi specie in determinate circostanze sperimentali. I protocolli di campionamento comprendono tutte le aree di interesse (nodo senoatriale, ventricoli, setto interventricolare, atri, valvole e aorta) e, se correttamente eseguiti, migliorano sia la riproducibilità che l’affidabilità degli studi sperimentali.

Introduction

A causa della complessa anatomia e del rigore precoce, che possono interferire con la valutazione dello spessore della parete cardiaca, l’esame grossolano del cuore è impegnativo e soggetto a diversi errori tecnici o di interpretazione. Ciò è amplificato dalle variazioni morfologiche interspecifiche e dal fatto che molte patologie cardiache cliniche e importanti (compresi i primi casi di malattie coronariche, fibrosi, arterite e amiloidosi) non sono associate ad alcun cambiamento grossolano, essendo, in sostanza, patologie istologiche. Un protocollo standardizzato di dissezione e prelievo istologico dei campioni può portare coerenza tra gli osservatori e, allo stesso tempo, comparabilità e riproducibilità degli studi sperimentali sulle malattie cardiovascolari.

I campioni sono stati raccolti da due cani (Canis lupus familiaris) (un Bulldog francese maschio di 3 anni e un meticcio femmina di 8 anni), un gatto (Felis catus) (un maschio europeo di 6 anni), un maiale domestico (Sus scrofa domesticus) (un maschio Large White di 1 anno) e una mucca (Bos taurus) (una femmina Holstein di 2 mesi). Ciascuna delle specie scelte ha un uso particolare come modello cardiovascolare per una diversa malattia; Ad esempio, i cani sono un modello preferito per la modellazione dell’aritmia; i gatti sono preferiti per la cardiomiopatia ipertrofica (HCM), in quanto è la specie con la più alta prevalenza di HCM; i maiali sono usati come modello per l’infarto miocardico acuto; E i ruminanti sono usati come modello per l’intossicazione a causa della loro esposizione a tossine che possono essere facilmente trovate sui prati11.

In questo manoscritto vengono presentati un protocollo necroscopico e due protocolli di dissezione del cuore, progettati per migliorare l’esame grossolano e istologico del cuore nelle malattie cardiovascolari sperimentali. I protocolli descritti sono stati sviluppati sulla base di informazioni provenienti da libri di testo veterinari 1,2,4,5,6,7,8,9,10,11,12, letteratura rivista 3,13,14, documenti ufficiali 15 e webinar 16 ,17. I campioni utilizzati in questo studio sono stati raccolti da cadaveri presentati al Dipartimento di Patologia dell’USAMV Cluj-Napoca per la diagnostica autoptica di routine.

Protocol

Il protocollo sperimentale ha ricevuto l’accordo bioetico (n. 311 dal 2022) ed è stato approvato dal Comitato di Bioetica dell’Università di Scienze Agrarie e Medicina Veterinaria di Cluj-Napoca, in conformità con la legislazione nazionale (legge n. 43 del 2014) ed europea (direttiva UE n. 63 del 2010). Vedere la tabella dei materiali per i dettagli su tutti i materiali e gli strumenti utilizzati in questo protocollo. 1. Protocollo necroscopico <p class="…

Representative Results

Questo protocollo è stato utilizzato per visualizzare le caratteristiche anatomiche e raccogliere campioni per l’esame istologico del cuore in quattro diverse specie (cane, gatto, maiale e mucca). Il protocollo necroscopico è stato ripetuto in ciascuna delle specie sopra menzionate, ma illustrato solo nei cani. Il protocollo necroscopico inizia con un ampio esame esterno del corpo (Figura 1A) (compresa la pelle, i linfonodi esplorabili e la mucosa esterna), misurando il peso complessivo e …

Discussion

Quando si esegue il protocollo corrente, è necessario considerare attentamente diversi passaggi critici per ottenere risultati coerenti. Negli animali giovani, le misurazioni cardiache sono diverse da quelle degli adulti (compreso lo spessore della parete ventricolare) e, in generale, il cuore rappresenta una percentuale maggiore del peso corporeo11,12. Il grado di ipertrofia ventricolare può essere quantificato applicando una formula di peso generale, il rappo…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nessuno.

Materials

0.9% saline solution B. BRAUN MELSUNGEN AG W04479004 For washing all the blood, and blood clots from the heart.
10% neutral buffered formalin (NBF)  Q Path 11699404 Materials for collecting histopathology samples.
Bone cutting forceps HELEN SRL LS109HV Sturdy instrument for cutting bone.
Cutting board Ambition 86304 For an easier manipulation, and cutting the organs.
Decalcifying solution Thermo Scientific TBD-2 6764004 1:1 mixture of 8% formic acid and hydrochloric acid.
Digital camera Canon Inc. PowerShot SX540 HS For photographic, and videographic documentation.
Forceps MKD-Medicale 15-430 Dissection instruments.
Histological cassettes  Q Path 720-2215 Materials for collecting histopathology samples.
Dimensions: 3 × 2.5 × 0.4 cm
Knife TEHNO FOOD COM SERV SRL D2006/15 Sharp blade for cutting soft tissue.
Latex gloves MKD-Medicale SANTEX-S Protection equipment.
Mask MKD-Medicale 21221 Protection equipment.
Petri dishes MKD-Medicale 0598-1V Materials for collecting ancillary testing samples.
Plastic recipients Corning Gosselin TP200-02 Materials for collecting histopathology samples.
Scale ESPERANZA MEEKS008 For weighing the organs.
Scale White Deals 72 For weighing the subjects.
Scalpel MKD-Medicale 10322E Sharp blade for cutting soft tissue.
Scissors MKD-Medicale 13-260 Dissection instruments.
Scrub MKD-Medicale 410100-52 Protection equipment.
Syringes MKD-Medicale 10573EU Materials for collecting ancillary testing samples.

References

  1. Ashworth, M. . Pathology of Heart Disease in the Fetus, Infant and Child: Autopsy, Surgical and Molecular Pathology. , (2019).
  2. Barone, R., Vigot, . Anatomie Comparée des Mammifères Domestiques: Angiologie. , (2011).
  3. Basso, C., et al. Guidelines for autopsy investigation of sudden cardiac death: 2017 update from the Association for European Cardiovascular Pathology. Virchows Archiv. 471 (6), 691-705 (2017).
  4. Bishop, S. P., Fox, P. R., Sisson, D., Moïse, N. S. Chapter 37 – Necropsy Techniques for the Heart and Great Vessels. Textbook of Canine and Feline Cardiology: Principles and Clinical Practice,.2nd ed. , 846-848 (1999).
  5. Joseph, D. R. The ratio between the heart-weight and body weight in various animals. Journal of Experimental Medicine. 10 (4), 521-522 (1908).
  6. Keenan, C. M., Vidal, J. D. Standard morphologic evaluation of the heart in the laboratory dog and monkey. Toxicologic Pathology. 34 (1), 67-74 (2006).
  7. Latimer, H. B. Variability in body and organ weights in the newborn dog and cat compared with that in the adult. The Anatomical Record. 157 (3), 449-456 (1967).
  8. Lee, J. C., Taylor, F. N., Downing, S. E. A comparison of ventricular weights and geometry in newborn, young, and adult mammals. Journal of Applied Physiology. 38 (1), 147-150 (1975).
  9. McDonough, S. P., Southard, T. . Necropsy Guide for Dogs, Cats, and Small Mammals. , 9 (2016).
  10. Prophet, E. B., Mills, B., Arrington, J. B., Sobin, L. H. . Laboratory Methods in Histotechnology. , 29-58 (1992).
  11. Robinson, W. F., Robinson, N. A., Grant Maxie, M., Saunders, W. B. Chapter 1 – Cardiovascular System. Jubb, Kennedy & Palmer’s Pathology of Domestic Animals, 6th ed. 3, 12-49 (2016).
  12. Tabaran, A. F. . Autopsie et Medecine Legale: Guide de Travaux Pratiques. , 21-86 (2020).
  13. . Toxpath.org Available from: https://www.toxpath.org/Trimming-N-Collection-Training.asp (2021)

Play Video

Cite This Article
Constantin, I., Tăbăran, A. F. Dissection Techniques and Histological Sampling of the Heart in Large Animal Models for Cardiovascular Diseases. J. Vis. Exp. (184), e63809, doi:10.3791/63809 (2022).

View Video