Summary

Un modello chirurgico modificato di ischemia dell'arto posteriore in ApoE-/- Topi utilizzando un'incisione in miniatura

Published: May 13, 2021
doi:

Summary

Questo articolo dimostra un approccio chirurgico efficiente per stabilire l’ischemia acuta nei topi con una piccola incisione. Questo approccio può essere applicato dalla maggior parte dei gruppi di ricerca senza aggiornamenti di laboratorio.

Abstract

Lo scopo di questo studio è quello di introdurre e valutare un approccio chirurgico modificato per indurre ischemia acuta nei topi che può essere implementato nella maggior parte dei laboratori animali. Contrariamente all’approccio convenzionale per la doppia legatura dell’arteria femorale (DLFA), è stata praticata un’incisione più piccola sulla regione inguinale destra per esporre l’arteria femorale prossimale (FA) per eseguire DLFA. Quindi, utilizzando una sutura 7-0, l’incisione è stata trascinata nella regione del ginocchio per esporre la FA distale. La risonanza magnetica (MRI) sugli arti posteriori bilaterali è stata utilizzata per rilevare l’occlusione FA dopo l’intervento chirurgico. A 0, 1, 3, 5 e 7 giorni dopo l’intervento chirurgico, il recupero funzionale degli arti posteriori è stato valutato visivamente e classificato utilizzando la scala di Tarlov. La valutazione istologica è stata eseguita dopo l’eutanasia degli animali 7 giorni dopo il DLFA. Le procedure sono state eseguite con successo sulla gamba destra in dieci topi ApoE-/- e nessun topo è morto durante la successiva osservazione. Le dimensioni dell’incisione in tutti e 10 i topi erano inferiori a 5 mm (4,2 ± 0,63 mm). I risultati della risonanza magnetica hanno mostrato che il flusso sanguigno FA nel lato ischemico era chiaramente bloccato. I risultati della scala di Tarlov hanno dimostrato che la funzione dell’arto posteriore è diminuita significativamente dopo la procedura e lentamente recuperata nei successivi 7 giorni. La valutazione istologica ha mostrato una significativa risposta infiammatoria sul lato ischemico e una ridotta densità microvascolare nell’arto posteriore ischemico. In conclusione, questo studio introduce una tecnica modificata che utilizza un’incisione in miniatura per eseguire l’ischemia degli arti posteriori (HLI) utilizzando DLFA.

Introduction

C’è un bisogno insoddisfatto di modelli animali preclinici per la ricerca nelle malattie vascolari come la malattia delle arterie periferiche (PAD). Nonostante gli sviluppi avanzati nella diagnosi e nel trattamento, ci sono stati più di 200 milioni di pazienti con PAD nel 20181e il loro numero è in costante aumento. Sebbene siano stati descritti diversi nuovi approcci terapeutici2,3,4,5,6,7, la traduzione di successo di queste modalità terapeutiche in applicazione clinica rimane un compito scoraggiante. Pertanto, sono necessari modelli sperimentali in vivo affidabili e pertinenti che simulino la condizione della malattia umana per studiare il potenziale meccanismo e l’efficienza di questi nuovi approcci terapeutici per il trattamento della PAD6,7.

L’iperlipidemia e l’aterosclerosi (AS) sono i principali fattori di rischio per lo sviluppo della PAD. I topi ApoE-/- (con una dieta ricca di grassi) mostrano un metabolismo anormale dei grassi e iperlipidemia e successivamente sviluppano placche aterosclerotiche che rendono i topi ApoE-/- la scelta migliore per simulare la PAD clinicamente rilevante. I modelli animali HLI preclinici sono generati attraverso la doppia legatura dell’arteria femorale (DLFA), che è l’approccio più utilizzato nei laboratori di tutto il mondo8,9,10,11,12,13,14,15 per simulare l’ischemia acuta su cronica. Tuttavia, questo approccio di solito richiede un’incisione relativamente grande e invasiva. Inoltre, porta inevitabilmente agli animali (soprattutto topi) che soffrono di aumento delle lesioni da dolore e dell’infiammazione, che influenza anche i successivi risultati sperimentali5,6,16,17. Questo articolo descrive un modello HLI acuto su cronico nei topi APOE-/- utilizzando un’incisione molto piccola.

Protocol

NOTA: Tutte le procedure sperimentali sono state eseguite secondo la linea guida CE CE 2010/63/UE e sono state approvate dalla legislazione locale tedesca (35-9185.81/G[1]239/18). Dieci topi ApoEmaschi -/- con fondo C57BL / 6J, del peso di 29,6-38,0 g, sono stati alloggiati su un ciclo di luce / buio di 12 ore e alimentati con una dieta occidentale (1,25% di colesterolo e 21% di grassi) e acqua ad libitum per 12 settimane dall’età di 8 settimane. HLI è stato eseguito su topi di 20 settimane come des…

Representative Results

Caratteristiche dei mouse ApoE-/- Gli interventi chirurgici DLFA sono stati eseguiti con successo su 10 topi per stabilire il modello HLI e nessuno dei topi è morto dopo la procedura. Per seguire i cambiamenti nel peso corporeo, i topi sono stati pesati prima della procedura DLFA (Pre-DLFA) e 7 giorni dopo l’intervento chirurgico DLFA (Post-DLFA). I pesi pre-DLFA variavano da 29,6 a 38,0 g (media 34,74 ± 2,47 g) e i pesi post-DLFA variavano da 26,5 a 34…

Discussion

Questo studio riporta un approccio modificato, semplificato e chirurgicamente efficiente per stabilire un modello HLI nei topi ApoE-/- utilizzando la doppia legatura nelle regioni prossimale e distale della FA attraverso un’incisione di 3-4 mm senza alcun aggiornamento di laboratorio richiesto. La caratteristica principale di questo metodo è la dimensione minore dell’incisione rispetto agli studi precedentemente riportati che descrivono i modelli HLI murini8,<sup …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gli autori ringraziano Viktoria Skude, Alexander Schlund e Felix Hörner per l’eccellente supporto tecnico.

Materials

10x Phosphate buffer saline Roth 9143.1 Used for haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain
30% H2O2 Roth 9681.2 Used for immunohistochemistry stain
6-0 absorbable sutures PROLENE 8776H Used for stitching the skin
6-0 absroable suture PROLENE EP8706 Used in Surgery
7-0 absorbable sutures PROLENE EH8021E Used for ligating the artery
7-0 absroable suture PROLENE EP8755 Used in Surgery
Acetic acid Roth 6755.1 Used for haematoxylin and eosin stain
Albumin Fraktion V Roth 8076.2 Used for immunohistochemistry stain
Autoclave Systec GmbH Systec VX-150 Used for the sterilisation of the surgical instruments
Axio vert A1 microscope Carl Zeiss ZEISS Axio Vert.A1 Used for viewing and taking the pictures from haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain
Bruker BioSpec 94/20 AVIII Bruker Biospin MRI GmbH N/A Scan the femoral artery blockage
Buprenovet Sine 0,3mg/ml Bayer AG 2542 (WDT) Used in post operative pain-management. Dose – 0.1 mg/kg body weight every 8 hours for 48 h after operation
CD31 antibody Abcam ab28364 Used for immunohistochemistry stain
Eosin Y solution 0.5 % in water Roth X883.1 Used for haematoxylin and eosin stain
Epitope Retrieval Solution pH 6 Leica Biosystems 6046945 Used for immunohistochemistry stain
Ethanol ≥ 99,5 % Roth 5054.1 Used for haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain
Fentanyl Cayman Chemical 437-38-7 Used for anesthesia
Fine point forceps Medixplus 93-4505S Used for separating the artery from nerve and vein
Glass bead sterilisator Simon Keller Type 250 Used for sterilisation of the surgical instruments
Graefe iris forceps curved VUBU VUBU-02-72207 Used for blunt separation of skin and subcutaneous tissue
Hair Remover cream, Veet (with aloe vera) Reckitt Benckiser 108972 Remove hair from mice hind limbs
Heating plate STÖRK-TRONIC 7042092 Keep the satble temperature of mice
Hematoxylin Roth T865.2 Used for haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain
Leica surgical microscope Leica M651 Enlarge the field of view to facilitate the operation
Liquid DAB+Substrate Chromogen System Dako K3468 Used for immunohistochemistry stain
Male ApoE-/- mice Charles River Laboratories N/A Used for establish the Peripheral artery disease mice model
Medetomidine Cayman Chemical 128366-50-7 Used for anesthesia
Micro Needle Holder Black & Black Surgical B3B-18-8 Holding the needle
Micro suture tying forceps Life Saver Surgical Industries PS-MSF-145 Used to assist in knotting during surgery
Microtome Biobase Bk-Mt268m Used for tissue sectioning
Midazolam Ratiopharm 44856.01.00 Used for anesthesia
MR-compatible Small Animal Monitoring and Gating System Model 1025 SA Instruments N/a monitoring vital signs of animal during MRI scan
Octeniderm farblos Schülke & Mayr GmbH 180212 used for disinfection of the skin
Ointment for the eyes and nose Bayer AG 1578675 Keep the eyes wet under the anesthesia
Paraformaldehyde Roth 0335.1 Used for fixation of the tissue
Pentobarbital Nembutal 76-74-4 Used for anesthesia
Saline DeltaSelect 1299.99.99 Used for anesthesia
Spring handle scissors with fine, sharp tips Black & Black Surgical B66167 Used for cutting the artery
SuperCut Scissors Black & Black Surgical B55992 Used for cutting the skin
Triton X-100 Roth 9002-93-1 Used for immunohistochemistry stain
Western diet, 1.25% Cholesterol ssniff Spezialdiäten GmbH E15723-34 Diet for the mice
Xylene Roth 4436.3 Used for haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain

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Yan, K., Zheng, J., Zöllner, F. G., Schwenke, K., Pallavi, P., Keese, M. A Modified Surgical Model of Hind Limb Ischemia in ApoE-/- Mice using a Miniature Incision. J. Vis. Exp. (171), e62402, doi:10.3791/62402 (2021).

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