Modelo de Aneurisma De aootico Abdominal do Rato Induzido pela Aplicação Perivascular do Elastase
Summary
O presente protocolo descreve um método cirúrgico padronizado para o modelo AAA induzido por elastase através da aplicação direta de elastase à adventitia da aorta abdominal infrarenal em camundongos.
Abstract
O aneurisma de aorta abdominal (AAA), embora principalmente assintomático, é potencialmente fatal, pois a ruptura do AAA geralmente tem um resultado devastador. Atualmente, existem vários modelos experimentais distintos de AAA, cada um enfatizando um aspecto diferente na patogênese do AAA. O modelo AAA induzido por elastase é o segundo modelo AAA de roedor mais usado. Este modelo envolve infusão direta ou aplicação de elastase pancreática porcina (EPI) ao segmento infrarenal da aorta. Devido a desafios técnicos, o modelo AAA mais induzido por elastase atualmente é realizado com a aplicação externa em vez de uma infusão intraluminal de EPI. A infiltração da elastase causará degradação de lamellae elástica nas camadas medial, resultando na perda da integridade da parede aórtica e posterior dilatação da aorta abdominal. No entanto, uma desvantagem do modelo AAA induzido por elastase é a inevitável variação de como a cirurgia é realizada. Especificamente, a técnica cirúrgica de isolar o segmento infrarenal da aorta, o material utilizado para embrulho de aorta e incubação de EPI, a atividade enzimática de EPI e a duração do tempo de aplicação de EPI podem ser determinantes importantes que afetam a eventual taxa de formação AAA e o diâmetro do aneurisma. Notavelmente, a diferença desses fatores de diferentes estudos sobre AAA pode levar a problemas de reprodutibilidade. Este artigo descreve um processo cirúrgico detalhado do modelo AAA induzido por elastase através da aplicação direta de EPI à adventitia da aorta abdominal infrarenal no camundongo. Após este procedimento, uma taxa de formação AAA estável de cerca de 80% em camundongos machos e fêmeas é alcançável. A consistência e a reprodutibilidade dos estudos AAA usando um modelo AAA induzido por elastase podem ser significativamente aprimoradas estabelecendo um procedimento cirúrgico padrão.
Introduction
O aneurisma de aorta abdominal (AAA) é definido como uma dilatação segmental da aorta abdominal com pelo menos 50% de aumento do diâmetro do vaso1. AAA é potencialmente fatal, pois a ruptura pode resultar em uma taxa de mortalidade extremamente alta, mesmo com a intervenção 2,3,4. Foi relatado que a AAA é responsável por aproximadamente 13.000 mortes anualmente nos EUA, o que faz dele a10ª principal causa de morte 1,5.
A patogênese do AAA ainda não é totalmente compreendida 6,7,8. Para investigar o mecanismo molecular do AAA e testar potenciais alvos terapêuticos, vários modelos experimentais de AAA foram estabelecidos 9,10. Os modelos de AAA de roedores incluem modelos de elastácio, cloreto de cálcio, angiotensina II e xenoenxerto, entre os quais o modelo AAA induzido por elastase é o segundo modelo mais utilizado 10,11,12,13,14,15,16,17. Este modelo envolve infusão direta ou aplicação de elastase pancreática porcina (EPI) ao segmento infrarenal da aorta. A penetração da elastase na camada medial da aorta causará degradação de lamellae elástica e infiltração de células inflamatórias, levando à perda da integridade da parede aórtica e à subsequente dilatação da aorta abdominal 7,18. O modelo AAA induzido por elastase foi relatado pela primeira vez por Anidjar et al. em 1990 usando ratos, no qual um segmento isolado da aorta foi perfundido com elastase17. Mais tarde, em 2012, um modelo modificado usando uma aplicação periadventitial de EPI foi relatado por Bhamidipati et al.19. Atualmente, a maioria das cirurgias para o modelo AAA induzido por elastase são inspiradas no grupo de Bhamidipati e são realizadas com a aplicação externa em vez de perfusão intraluminal de EPI. Embora a aplicação externa tenha menor exigência de habilidades cirúrgicas finas, a taxa de incidência de AAA é relativamente menor e tamanho um pouco menor do que o da perfusão intraluminal11,19.
Embora amplamente utilizado em estudos AAA, o modelo AAA induzido por elastase possui certas limitações. Uma ressalva desse modelo são as variações inevitáveis de como a cirurgia é realizada, o que pode levar à questão da reprodutibilidade. Por exemplo, pode existir a diferença no procedimento cirúrgico sobre como o segmento infrarenal da aorta é isolado e qual parte do segmento é selecionada para aplicação de EPI entre diferentes laboratórios. A atividade enzimática do EPI e a duração do tempo de incubação de EPI também podem variar. Estes, no entanto, são todos determinantes essenciais que afetam a eventual taxa de formação AAA e o diâmetro do aneurisma. A variação desses determinantes críticos torna muito difícil a comparação de dados de estudos AAA de diferentes grupos que utilizam esse modelo. Portanto, é necessário um procedimento cirúrgico padronizado como ferramenta para obter resultados comparáveis de várias instituições.
Este artigo descreve um protocolo cirúrgico padronizado para o modelo AAA induzido por elastase através da aplicação direta de EPI à adventitia da aorta abdominal infrarenal em camundongos. Detalhes sobre material cirúrgico e procedimentos essenciais para a geração bem-sucedida e robusta de AAA em camundongos usando este modelo também serão discutidos.
Protocol
Representative Results
Discussion
O modelo AAA induzido por elastase foi relatado pela primeira vez por Anidjar et al. usando ratos em 199017. Uma variedade de versões modificadas foram introduzidas nos últimos trinta anos, juntamente com uma melhora significativa nas técnicas cirúrgicas 19,20,21,22. Centenas de institutos usam modelos AAA induzidos por elastase como o segundo modelo experimental de …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos à Unidade de Medicina Animal Laboratorial da Universidade de Michigan por sua ajuda na alimentação e reprodução de animais. Este estudo é apoiado por NIH RO1 HL138139, NIH RO1 HL153710 para J. Zhang, NIH RO109946, RO1 HL134569 para Y.E. Chen, e a American Heart Association concede 20POST35110064 a G. Zhao.
Materials
| 6-0 non-absorbable monofilament suture | Pro Advantage | P420697 | |
| Carprofen | Zoetis Inc. | NDC: 54771-8507 | |
| Chow Diet | LabDiet | 3005659-220 | PicoLab 5L0D |
| Cotton Applicator | Dynarex | 4303 | |
| Cotton Pad | Rael | UPC: 810027130969 | |
| GraphPad Prism 8 | GraphPad Software Inc. | Version 8.4.3 | |
| Grarfe Forceps | Fine Science Tools | 11051-10 | |
| Halsted Mosquito Hemostats | Fine Science Tools | 13009-12 | |
| Ketamine | Par Pharmaceutical | NDC: 42023-0115-10 | |
| Nitrile gloves | Fisherbrand | 19-130-1597 | |
| Penicillin-Streptomycin | Thermo Fisher | 15140122 | |
| Porcine pancreatic elastase | Sigma-Aldrich | E1250-100MG | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14068-12 | |
| Sterile 0.9% saline solution | Baxter | 2B1324X | |
| Xylazine | Akorn | NDC: 59399-110-20 |
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