Orquiectomía murina y ovariectomía para reducir la producción de hormonas sexuales
Summary
Este manuscrito describe una forma consistente de realizar rápidamente orquiectomías y ovariectomías de supervivencia en roedores.
Abstract
La señalización de las hormonas sexuales desempeña un papel fundamental en múltiples sistemas de órganos, así como en la progresión de diversas enfermedades, incluidas las enfermedades neurodegenerativas. La manipulación de los niveles de hormonas sexuales en el sistema modelo murino permite estudiar su impacto en los órganos/tejidos y en la progresión de la enfermedad. La orquiectomía (la extirpación quirúrgica de los testículos) y la ovariectomía (la extirpación quirúrgica de los ovarios) proporcionan un método para agotar las hormonas sexuales endógenas, de modo que se puedan proporcionar los niveles hormonales precisos a través de medicamentos u otros métodos de administración. Aquí, proporcionamos métodos rápidos y mínimamente invasivos tanto para la orquiectomía como para la ovariectomía en el sistema modelo murino para la reducción de hormonas sexuales. Este protocolo detalla la preparación quirúrgica y la extirpación de los testículos a través del saco escrotal, y la extirpación de los ovarios a través de dos incisiones en el dorso lateral derecho e izquierdo.
Introduction
Los testículos y los ovarios son los principales órganos responsables de la producción de hormonas sexuales. La cascada de comunicación hormonal que conduce a la producción de testosterona y estrógeno es un proceso bien caracterizado que comienza en el hipotálamo con la liberación de la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH)1. La liberación de GnRH provoca la liberación de la hormona luteinizante (LH) y la hormona foliculoestimulante (FSH) de la glándula pituitaria. A medida que estas hormonas ingresan al torrente sanguíneo, afectan a otros tejidos del cuerpo. El objetivo principal de la LH son los testículos (en los hombres) y los ovarios (en las mujeres)2. En respuesta a la LH, los testículos producen y liberan testosterona3. Del mismo modo, los ovarios producen estrógeno4. Si bien los efectos previstos de estas hormonas son preparar las células y el cuerpo para la fertilización y garantizar un sistema reproductivo funcional, muchos otros sistemas corporales pueden verse afectados.
Las hormonas sexuales se han relacionado con varias funciones fisiológicas. Por ejemplo, el estrógeno ayuda a mantener la homeostasis ósea al prevenir la reabsorción ósea por parte de los osteoclastos. Por esta razón, los modelos de ratón ovariectomizados se pueden utilizar para estudiar la fisiología de enfermedades óseas como la osteoporosis 5,6,7. La testosterona y el estrógeno también son objetivos de investigación para muchas enfermedades cardiovasculares y neurodegenerativas. Recientemente, la producción elevada de testosterona junto con una dieta alta en grasas se ha relacionadocon el estrés oxidativo vascular. En el cerebro, los cambios en la LH después de la ovariectomía han causado alteraciones en la memoria espacial9. La reducción de estrógenos después de la ovariectomía también se ha convertido en un sistema modelo para estudiar la muerte celular en el hipocampo, ya que esto puede inducir apoptosis, lo que resulta en déficits de memoria10. La testosterona también ha demostrado un papel en el crecimiento de los riñones tanto en modelos de ratón como en humanos después de un trasplante de riñón11.
La creación de un modelo murino privado de hormonas permite el estudio de las hormonas sexuales y sus cascadas hormonales en diversas enfermedades o tejidos. Esto se puede lograr mediante la extirpación quirúrgica de los testículos (orquiectomía) o los ovarios (ovariectomía). Este procedimiento se puede realizar en ratones de cualquier cepa cuando son tan jóvenes como la edad de destete (veintiún días) o cualquier edad adulta. La ovariectomía se realiza en ratones hembra, mientras que la orquiectomía se realiza en ratones macho. Al eliminar estos órganos, los niveles de estrógeno y testosterona, y muchos de sus derivados, como la progesterona, pueden reducirse considerablemente12,13. El proceso de realización de orquiectomías u ovariectomías en ratones puede ser rápido y mínimamente invasivo con la técnica adecuada. La escisión rápida de estos órganos de una manera segura y eficiente puede permitir un procesamiento quirúrgico rápido mientras se mantiene el número de ratones mínimo al tener una tasa de supervivencia del 100% cuando se realiza correctamente. A continuación, detallamos un protocolo para la extirpación rápida de los testículos y los ovarios y demostramos el seguimiento postquirúrgico adecuado para permitir a los investigadores realizar esta cirugía de forma rápida y segura. También incluimos ejemplos visuales de los órganos sexuales y los tejidos circundantes para proporcionar al cirujano puntos de referencia anatómicos al realizar este procedimiento.
Protocol
Representative Results
Discussion
La extirpación quirúrgica de testículos y ovarios permite estudiar la fisiología murina bajo privación hormonal controlada. Esta técnica es importante para muchos campos de la ciencia, incluyendo la neurodegeneración, el metabolismo mineral, la salud cardiovascular y reproductiva 15,16,17,18,19,20,21.<sup cl…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos al Centro de Recursos para Animales del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas por su ayuda en la capacitación quirúrgica y la revisión del protocolo. Agradecemos al equipo de soporte de Wert Lab por su inestimable ayuda. Este trabajo ha sido apoyado por fondos del Instituto Nacional de Salud (NIH P30EY030413). Biorender.com utilizó para la creación de esquemas de dibujos animados.
Materials
| 1mL Syringe | BD | 309659 | |
| 30G 1/2" Needle | BD | 305106 | |
| AutoClip System | Fine Science Tools | 12020-00 | |
| Betadine Solution | Fisher Scientific | NC0158124 | |
| Cotton-Tipped Applicators | Fisher Scientific | 10-000-692 | |
| Double -ended Micro Spatula | Fine Science Tools | 10091-12 | |
| Galilean Loupes | Fine Science Tools | 28050-30 | Optional, can provide better clarity during procedure |
| Gauze Sponges, 4"x4" | Fisher Scientific | 13-761-52 | |
| Graefe Forceps | Fine Science Tools | 11150-10 | |
| High Temp Cautery Kit | Fine Science Tools | 18010-00 | Using the fine tip attachment |
| Needle Holders | Fine Science Tools | 12001-13 | |
| PGA Absorbable Suture:4-0 / NFS-2 Reverse Cutting 19MM / 30 IN | Covetrus | 29242 | 4-0 or 5-0 Absorbable sutures are best |
| Rodent Warming pad | Kent Scientific | RT-0515 | |
| Sterile Alcohol Prep Pads | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
| Straight Locking Micro Needle Holders | Fine Science Tools | 12060-01 | |
| Surgical Scissors | Fine Science Tools | 140-60-09 | |
| Vannas Spring Scissors – 2.5mm Cutting Edge | Fine Science Tools | 15000-08 | |
| Veet Sensitive Hair Remover Gel Cream | Amazon | N/A | |
| Wahl Professional Animal Compact Trimmer and Grooming Kit, Blue | Amazon | #9861-900 |
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