Avaliação Ecocardiográfica Abrangente da Função do Ventrículo Direito em Modelo de Hipertensão Arterial Pulmonar em Rato

Summary

O presente protocolo descreve a caracterização ecocardiográfica da morfologia e função do ventrículo direito em um modelo de hipertensão arterial pulmonar em ratos.

Abstract

A hipertensão arterial pulmonar (HAP) é uma doença progressiva causada pela vasoconstrição e remodelamento das pequenas artérias pulmonares. Esse remodelamento leva ao aumento da resistência vascular pulmonar, piora da função ventricular direita e morte prematura. As terapias atualmente aprovadas para HAP têm como alvo principal as vias vasodilatadoras pulmonares; no entanto, as recentes modalidades terapêuticas emergentes estão focadas em outras novas vias envolvidas na patogênese da doença, incluindo o remodelamento do ventrículo direito (VD). Técnicas de imagem que permitem a avaliação longitudinal de novas terapêuticas são muito úteis para determinar a eficácia de novas drogas em estudos pré-clínicos. A ecocardiografia transtorácica não invasiva continua sendo a abordagem padrão para avaliar a função cardíaca e é amplamente utilizada em modelos de roedores. Entretanto, a avaliação ecocardiográfica do VD pode ser desafiadora devido à sua posição anatômica e estrutura. Além disso, faltam diretrizes padronizadas para ecocardiografia em modelos pré-clínicos de roedores, dificultando a avaliação uniforme da função do VD em estudos em diferentes laboratórios. Em estudos pré-clínicos, o modelo de lesão por monocrotalina (TCM) em ratos é amplamente utilizado para avaliar a eficácia de drogas no tratamento da HAP. Este protocolo descreve a avaliação ecocardiográfica do VD em ratos virgens e ratos com HAP induzida por TCM.

Introduction

A HAP é uma doença progressiva definida como pressão arterial pulmonar média em repouso maior que 20 mmHg¹. As alterações patológicas na HAP incluem remodelamento da artéria pulmonar (AP), vasoconstrição, inflamação e ativação e proliferação de fibroblastos. Essas alterações patológicas levam ao aumento da resistência vascular pulmonar e, consequentemente, ao remodelamento, hipertrofia e falência do ventrículo^direito2. A HAP é uma doença complexa que envolve crosstalk entre várias vias de sinalização. As drogas atualmente aprovadas para o tratamento da HAP têm como alvo principal as vias vasodilatadoras, incluindo a via do óxido nítrico-monofosfato de guanosina cíclica, a via da prostaciclina e a via da endotelina. Terapêuticas direcionadas a essas vias têm sido utilizadas tanto como monoterapias quanto em terapias combinadas ^3,4. Apesar dos avanços no tratamento da HAP na última década, os achados do registro REVEAL com sede nos EUA mostram uma baixa taxa de sobrevida em 5 anos para pacientes recém-diagnosticados⁵. Mais recentemente, modalidades terapêuticas emergentes têm se concentrado em agentes modificadores da doença que podem impactar a fisiopatologia multifatorial do remodelamento vascular que ocorre na HAP na esperança de interromper a doença⁶.

Modelos animais de HAP são ferramentas inestimáveis na avaliação da eficácia de novos tratamentos medicamentosos. O modelo de PAH induzida por TCM em ratos é um modelo animal amplamente utilizado, caracterizado pelo remodelamento dos vasos arteriais pulmonares, o que, por sua vez, leva ao aumento da resistência vascular pulmonar e à hipertrofia e disfunção do ventrículo direito ^7,8. Para avaliar a eficácia de novos tratamentos, os pesquisadores normalmente se concentram na avaliação terminal da pressão do VD sem considerar a avaliação longitudinal da pressão PA, da morfologia do VD e da função do VD. O uso de técnicas de imagem não invasivas e não terminais é crucial para um exame abrangente da progressão da doença em modelos animais. A ecocardiografia transtorácica continua sendo a abordagem padrão para avaliar a morfologia e a função cardíaca em modelos animais, devido ao seu baixo custo e facilidade de uso em comparação com outras modalidades de imagem, como a ressonância magnética. Entretanto, a avaliação ecocardiográfica do VD pode ser desafiadora devido ao posicionamento do VD sob a sombra esternal, sua trabeculação bem desenvolvida e sua forma anatômica, o que dificulta o delineamento^{da borda} endocárdica9,10,11.

Este artigo tem como objetivo descrever um protocolo abrangente para avaliar dimensões, áreas e volumes do VD e função sistólica e diastólica em HAP virgens e induzidas por TCM em ratos Sprague Dawley (SD). Além disso, esse protocolo detalha um método para avaliar as dimensões ecocardiográficas no átrio direito normal e dilatado.

Protocol

Todos os experimentos deste protocolo foram realizados seguindo as diretrizes de cuidados com animais da University of Illinois at Chicago, Chicago Institutional Animal Care and Use Committee. Ratos machos da raça Sprague Dawley (SD) pesavam entre 0,200-0,240 kg no momento da injeção de TCM; no entanto, o protocolo descrito neste artigo pode ser utilizado com uma faixa de peso corporal mais ampla. Os animais foram obtidos de fonte comercial (ver Tabela de Materiais). …

Representative Results

Neste estudo, ratos tratados com TCM foram usados como modelo de HAP. A análise ecocardiográfica foi realizada no 23º dia do estudo, após a administração do TCM, e todas as medidas e cálculos representaram médias de três ciclos consecutivos. Os parâmetros ecocardiográficos obtidos de ratos controle (veículo: água deionizada) e tratados com TCM (60 mg/kg) são mostrados na tabela 1. Imagens representativas da visão PLAX em ratos controle e tratados com TCM são mo…

Discussion

A avaliação ecocardiográfica do VD é uma valiosa ferramenta de descoberta para o rastreamento da eficácia de novos tratamentos em modelos animais de HAP. A caracterização aprofundada da estrutura e função do VD é necessária como novos alvos no tratamento da HAP abordam o remodelamento do VD ^4,14. Este estudo descreve um protocolo detalhado que permite a caracterização bem sucedida da estrutura e função do VD.

A complexa …

Materials

0.9% sodium cloride injection USP	Baxter	2B1324
Braided cotton rolls	4MD Medical Solutions	RIHD201205
Depilating agent	Wallgreens	Nair Hair Remover
Electrode gel	Parker Laboratories	15-60
High frequency ultrasound image system and imaging station	FUJIFILM VisualSonics, Inc.	Vevo 2100
Isoflurane	MedVet	RXISO-250
Male sprague Dawley rats	Charles River Laboratories	CD 001	CD IGS Rats (Crl:CD(SD))
Monocrotaline (MCT)	Sigma-Aldrich	C2401
Rectal temperature probe	Physitemp	RET-3
Sealed induction chambers	Scivena Scientific	RES644	3 L size
Solid-state array ultrasound transducer	FUJIFILM VisualSonics, Inc.	Vevo MicroScan transducer MS250S
Stainless steel digital calipers	VWR Digital Calipers	62379-531
Ultrasound gel	Parker Laboratories	11-08
Vevo Lab software	FUJIFILM VisualSonics, Inc.		Verison 5.5.1