Un modello di topo modificato a due rene una clip della regolazione della renina nella stenosi dell'arteria renale

Summary

Un modello murino Goldblatt modificato a 2 rene 1 clip (2K1C) è stato sviluppato utilizzando tubi in poliuretano per avviare la stenosi dell’arteria renale, inducendo un aumento dell’espressione della renina e un danno renale. Qui, descriviamo una procedura dettagliata di preparazione e posizionamento del bracciale sull’arteria renale per generare un modello murino 2K1C riproducibile e coerente.

Abstract

La stenosi dell’arteria renale è una condizione comune nei pazienti con malattia coronarica o vascolare periferica in cui il sistema renina-angiotensina aldosterone (RAAS) è iperattivato. In questo contesto, c’è un restringimento delle arterie renali che stimola un aumento dell’espressione e del rilascio di renina, la proteasi limitante nella RAAS. Il conseguente aumento dell’espressione della renina è un noto driver dell’ipertensione renovascolare, frequentemente associata a danno renale e danno agli organi terminali. Pertanto, vi è un grande interesse nello sviluppo di nuovi trattamenti per questa condizione. Il meccanismo molecolare e cellulare del controllo della renina nella stenosi dell’arteria renale non è completamente compreso e merita ulteriori indagini. Per indurre la stenosi dell’arteria renale nei topi, è stato sviluppato un modello murino Goldblatt modificato 2 rene 1 clip (2K1C). Il rene destro è stato stenoso in topi wild type e topi operati fittizi sono stati utilizzati come controllo. Dopo la stenosi dell’arteria renale, abbiamo determinato l’espressione della renina e il danno renale. I reni sono stati raccolti e sono state utilizzate cortecce fresche per determinare l’espressione di proteine e mRNA della renina. Questo modello animale è riproducibile e può essere utilizzato per studiare le risposte fisiopatologiche, le vie molecolari e cellulari coinvolte nell’ipertensione renovascolare e nel danno renale.

Introduction

La stenosi dell’arteria renale (RAStenosis) è un problema intrattabile che colpisce circa il 6% delle persone sopra i 65 anni e fino al 40% delle persone con malattia coronarica o vascolare periferica ^1,2. I trattamenti attuali per la malattia sono limitati; pertanto, vi è una necessità critica di sviluppare nuove terapie per trattare l’ipertensione renovascolare o l’ipertensione resistente indotta da RAStenosis. Il sistema dell’angiotensina aldosterone renina (RAAS) è la via chiave coinvolta nella patogenesi dell’ipertensione indotta da RAStenosi o dell’ipertensione renovascolare ^3,4. Le terapie note che prendono di mira la RAAS, come gli ACE-inibitori o i bloccanti del recettore dell’angiotensina, alleviano l’ipertensione, ma richiedono un attento esame per insufficienza renale e iperkaliemia ^5,6,7. La renina catalizza la fase limitante del tasso in RAAS; converte l’angiotensinogeno in angiotensina I. Nell’aterosclerosi, la formazione di placche provoca il restringimento dell’arteria renale che guida la secrezione di renina, con conseguente ipertensione renovascolare e danno renale⁸. Numerosi studi hanno riportato un aumento dei livelli di stress ossidativo durante l’ipertensione renovascolare nell’uomo, che sono stati corroborati con il modello di topi a due rene una clip (2K1C) e altri modelli animali ipertesi 2,9,10,11,12,13,14,15,16 . Il meccanismo molecolare del controllo dell’espressione della renina durante l’ipertensione renovascolare indotta da RAStenosi non è ben compreso e giustifica ulteriori indagini.

Modelli animali sperimentali che ricapitolano RAStenosi in modo affidabile e riproducibile sono importanti per chiarire i meccanismi cellulari e molecolari del controllo dell’espressione della renina per lo sviluppo di nuove terapie. Il modello murino 2K1C è un modello sperimentale consolidato per studiare la patogenesi dell’ipertensione renovascolare^17,18,19,20. Questo modello è generato dalla costrizione dell’arteria renale utilizzando una clip 17,20,21, producendo quindi occlusione dell’arteria renale che si traduce in un aumento dell’espressione della renina e ipertensione^17,19,20,21. Tuttavia, non ci sono relazioni tecniche disponibili, che descrivono una procedura passo passo per generare stenosi dell’arteria renale in modelli animali.

Clip d’argento convenzionali a forma di U, tubi in poliuretano e altre clip sono stati utilizzati per restringere l’arteria renale per indurre la stenosi dell’arteria renale. Alcuni studi hanno dimostrato che il design e il materiale della clip sono fondamentali per ottenere dati affidabili e riproducibili con il modello animale 2K1C. Secondo Lorenz et al., l’uso di clip d’argento convenzionali progettate a U induce un basso tasso di successo di ipertensione (40-60%)²¹. A causa del design della clip, l’arteria renale viene premuta lateralmente, innescando alcune costrizioni e una maggiore probabilità di essere spostata dall’arteria renale. La malleabilità e la duttilità dell’argento possono consentire variazioni nella larghezza delle clip; pertanto, causando diversi livelli di ipertensione tra i topi. I biossidi d’argento sulla clip possono causare infiammazione perivascolare, proliferazione intimale e granulazione dei tessuti, alterando il diametro dell’arteria renale²². A causa della variabilità dei livelli di ipertensione ottenuti con la clip d’argento convenzionale U-design, Warner et al. e Lorenz et al. hanno utilizzato con successo un tubo in poliuretano dal design più rotondo per iniziare la stenosi dell’arteria renale nei topi, generando un’induzione più affidabile e coerente del modello animale a due rene una clip^20,21.

In questo rapporto, descriviamo un protocollo chirurgico per generare RAStenosi sperimentale nei topi, utilizzando il tubo di poliuretano per restringere l’arteria renale. Il polsino rotondo in poliuretano è una clip più riproducibile, affidabile e a basso costo per generare stenosi nel mouse. L’obiettivo di questo modello sperimentale è quello di studiare e definire il meccanismo molecolare e cellulare del controllo dell’espressione della renina durante la stenosi dell’arteria renale. Abbiamo confermato il successo del modello di topi RAStenosis misurando l’espressione della renina e il marcatore di danno renale lipocalina associata alla gelatinasi neutrofila (N-GAL).

Protocol

I topi sono stati ospitati e curati presso la Vanderbilt University Medical Center (VUMC) Division of Animal Care seguendo le linee guida del National Institutes of Health (NIH) e la Guida per la cura e l’uso degli animali da laboratorio, Dipartimento della salute e dei servizi umani degli Stati Uniti. Tutte le procedure sugli animali sono state approvate dal VUMC Institutional Animal Care and Use Committee prima di iniziare gli esperimenti. 1. Preparazione e dissezione degli animali <li…

Representative Results

La costrizione dell’arteria renale aumenta l’espressione della renina nel rene stenoso mentre reprime l’espressione nel rene controlaterale. Il modello di stenosi a due rene una clip (2K1C) o Goldblatt induce un aumento dell’espressione di renina e danno renale. Questo è riconosciuto come il miglior modello rappresentativo di stenosi unilaterale dell’arteria renale nell’uomo. L’espressione di renina e prorenina (precursore della renina) è stata misurata utilizzando immunoblotting. I dati mo…

Discussion

La stenosi dell’arteria renale è una causa importante di ipertensione secondaria o resistente e danno renale ^1,29. Il modello Goldblatt a due rene una clip (2K1C) è stato impiegato per studiare l’ipertensione renovascolare indotta da RAStenosi 1,17,18,19. Numerosi studi precedenti che utilizzano vari modelli animali hanno dimostrato c…

Materials

Diet Gel	Clear H2O	Diet-Gel 76A	Surgery recovery diet
EMC Heated Hard pad	Hallowell	000A2788B	Heating pads were used to keep mice warm
Ethilon Nylon Suture	Ethicon	662G	4-0 (1.5 metric), This suture was used to close the peritoneum, and skin
Ethilon Nylon Suture	Ethicon	2815 G	8-0 (0.4 metric), This suture was used to close cuff to tie and constrict the artery
Germinator 500	Braintree Scientific Inc.	GER 5287	Sterilize surgical tools between surgeries
Ketoprofen	Zoetis	Ketofen	Painkiller
Polyurethane	Braintree Scientific Inc.	MRE-025	This tube was used to initiate stenosis
Povidone-iodine antiseptic swabsticks	Medline	MDS093901	It was applied after hair removal and surgery on the skin
Reflex 7 Clip Applier	Roboz Surgical Instrument Co	204-1000	This clip applier was used to apply clip in case one or more sutures went off
Sterile towel drapes	Dynarex	4410	It was used as a bedsheet for mice during surgery
Triple antibiotic ointment	Medi-First	22312
Water pump	Stryker	T/pump Professionals	Used to warm and circulate water in the heating hard pad to keep mice warm during and post-surgery