Medição da velocidade de propagação do pulso, destensibilidade e tensão em um modelo de rato aórtico abdominal

Summary

Este manuscrito descreve um protocolo detalhado para o uso de imagens de ultrassom de alta frequência para medir o diâmetro luminal, a velocidade de propagação do pulso, a destensibilidade e a tensão radial em um modelo de camundongo do aneurisma aórtico abdominal.

Abstract

Um aneurisma abdominais (AAA) é definido como uma dilatação localizada da aorta abdominal que excede o diâmetro intraluminal máximo (MILD) em 1,5 vezes do seu tamanho original. Estudos clínicos e experimentais mostraram que pequenos aneurismas podem romper, enquanto uma subpopulação de grandes aneurismas pode permanecer estável. Assim, além da medição do diâmetro intraluminal da aorta, o conhecimento dos traços estruturais da parede da embarcação pode fornecer informações importantes para avaliar a estabilidade da AAA. O endurecimento aórtico surgiu recentemente como uma ferramenta confiável para determinar mudanças precoces na parede vascular. A velocidade de propagação do pulso (PPV) juntamente com a destensibilidade e a cepa radial são métodos altamente úteis baseados em ultrassom relevantes para avaliar a rigidez aórtica. O objetivo principal deste protocolo é fornecer uma técnica abrangente para o uso do sistema de imagem de ultrassom para adquirir imagens e analisar as propriedades estruturais e funcionais da aorta determinadas por LEVE, PPV, destensibilidade e cepa radial.

Introduction

Um aneurisma abdominais (AAA) representa uma doença cardiovascular significativa caracterizada por uma dilatação localizada permanente da aorta que excede o diâmetro original do vaso em 1,5 vezes¹. A AAA está entre as 13 principais causas de mortalidade nos Estados Unidos². A progressão da AAA é atribuída à degeneração da parede aórtica e à fragmentação da elastina, levando, em última instância, à ruptura aórtica. Essas alterações na parede aórtica podem ocorrer sem um aumento significativo no diâmetro intraluminal máximo (MILD), sugerindo assim que o MILD sozinho não é suficiente para prever a gravidade da doença³. Portanto, fatores adicionais precisam ser identificados para detectar alterações iniciais na parede aórtica, o que pode orientar as opções de tratamento precoce. O objetivo geral deste protocolo é fornecer um guia prático para avaliar propriedades funcionais aórticas utilizando imagens de ultrassom caracterizadas por medições de velocidade de propagação de pulso (PPV), destensibilidade e cepa radial.

Um modelo experimental bem caracterizado para estudar AAA, descrito pela primeira vez por Daugherty e colegas, envolve infusão subcutânea de angiotensin II (AngII) através de bombas osmóticas em Apoe^-/- ratos⁴. A medição precisa do LEVE usando imagens de ultrassom tem sido fundamental para caracterizar a AAA neste mouse modelo⁵. Embora as mudanças histológicas durante o desenvolvimento da AAA tenham sido extensivamente estudadas, as mudanças nas propriedades funcionais da parede da embarcação, como a rigidez aórtica, não foram bem caracterizadas. Este protocolo enfatiza o uso de ultrassom de alta frequência em combinação com as análises sofisticadas como ferramentas poderosas para estudar a progressão temporal da AAA. Especificamente, essas abordagens nos permitem avaliar as propriedades funcionais da parede da embarcação medida pelo PPV, destensibilidade e cepa radial.

Estudos clínicos recentes em indivíduos humanos com AAA, bem como no modelo AAA induzido por elastase murina, sugerem uma correlação positiva entre rigidez aórtica e diâmetro aórtico^6,7. O PPV, indicador de rigidez aórtica, é aceito como uma excelente medida para quantificar mudanças na rigidez na parede do vaso^6,8. O PPV é calculado medindo o tempo de trânsito da forma de onda de pulso em dois locais ao longo da vasculatura, proporcionando assim uma avaliação regional da rigidez aórtica. Recentemente demonstramos que o aumento da rigidez aórtica medida pelo PPV, e no nível celular determinado usando microscopia de força atômica, correlaciona positivamente com o desenvolvimento do aneurisma⁹. Além disso, a literatura sugere que a rigidez aórtica pode preceder a dilatação aneurismal e, portanto, pode fornecer informações úteis sobre propriedades intrínsecas regionais da parede do navio durante o desenvolvimento da AAA¹⁰. Da mesma forma, destensibilidade e medidas de tensão são as ferramentas de quantificação para medir mudanças anteriores do condicionamento arterial. Artérias saudáveis são flexíveis e elásticas, enquanto com aumento da rigidez e menos elasticidade, destensibilidade e tensão são diminuídas. Aqui, fornecemos um guia prático e protocolo passo a passo para o uso de um sistema de ultrassom de alta frequência para medir leve, PPV, destensibilidade e tensão radial em camundongos. O protocolo fornece abordagens técnicas que devem ser utilizadas em conjunto com as informações básicas fornecidas por manuais para instrumentos específicos de ultrassom e o tutorial de vídeo que acompanha. É importante ressaltar que, em nossas mãos, o protocolo de imagem descrito fornece dados reprodutíveis e precisos que parecem valiosos no estudo do desenvolvimento e progressão da AAA experimental.

Para demonstrar ainda mais a utilidade da imagem de ultrassom, fornecemos imagens e medições de exemplo retiradas de nossos próprios estudos com o objetivo de usar abordagens farmacológicas para prevenir o AAA¹¹experimental . Especificamente, a sinalização de entalhe foi proposta para estar envolvida em múltiplos aspectos do desenvolvimento vascular e inflamação¹². Usando haploinsuficiência genética e abordagens farmacológicas, já demonstramos anteriormente que a inibição de notch reduz o desenvolvimento de AAA em camundongos, prevenindo a infiltração de macrófagos no local de lesão vascular^13,14,15. Para o artigo atual, utilizando a abordagem farmacológica para inibição de Notch focamos na relação entre rigidez aórtica e fatores relacionados à AAA. Esses estudos ilustram que a inibição do notch reduz a rigidez aórtica, que é uma medida da progressão AAA¹¹.

Protocol

O protocolo de manuseio de camundongos e ultrassom foi aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade do Missouri (protocolo animal número 8799) e foi conduzido de acordo com a AAALAC International. 1. Configuração de equipamentos e preparação de camundongos Configuração de equipamentos Ligue o instrumento de ultrassom, o aquecedor de gel ultrassônico e a almofada de aquecimento. Abra o programa de ultrassom e digite o nome…

Representative Results

Imagens representativas do modo M da aorta abdominal normal e aneurisma dos camundongos são mostradas na Figura 2A e Figura 2B,respectivamente. A aorta abdominal suprarrenal é identificada por sua localização ao lado da artéria renal direita e a artéria mesentérica superior(Figura 2A). Imagens representativas utilizadas para o cálculo do MILD, em três batimentos cardíacos …

Discussion

A imagem de ultrassom fornece uma técnica poderosa para determinar propriedades funcionais da aorta através de medições de PPV, destensibilidade e cepa radial. Essas medidas são particularmente instrutivas para estudar modelos de camundongos da AAA e a abordagem in vivo permite a coleta de dados longitudinal que são potencialmente importantes para entender o desenvolvimento temporal da patologia aórtica. Especificamente, as medidas de rigidez aórtica in vivo são determinadas localmente na aorta abdominal por PPV…

Materials

Angiotensin II	Sigma	A9525
Apoe-/- mice	The Jackon lab
Clippers	WAHL	1854
Cotton swab	Q-tips
DAPT	Sigma	D5942
Depilatory cream	Nair	LL9038
Electrode cream	Sigma	17-05
Gel warmer	Thermasonic (Parker)	82-03 (LED)
Heating pad	Stryker	T/pump professional
Isoflurane	VetOne	Fluriso TM
Isoflurane vaporizer	Visualsonics	VS4244
Lubricating ophthalmic ointment	Lacri-lube
Osmotic pumps	Alzet	Model 2004
Oxygen tank	Air gas
Tranducer	Visualsonics	MS-400 or MS550D
Ultrasonic gel	Parker	Aquasonic clear
Ultrasound Imaging System	Visualsonics	Vevo 2100
Vevo Vasc Software	Visualsonics