Ligadura de la arteria coronaria izquierda: un modelo murino quirúrgico de infarto de miocardio

Summary

Aquí se presenta un procedimiento quirúrgico para la ligadura permanente de la arteria coronaria izquierda en ratones. Este modelo se puede utilizar para investigar la fisiopatología y la respuesta inflamatoria asociada después del infarto de miocardio.

Abstract

La cardiopatía isquémica y el posterior infarto de miocardio (IM) es una de las principales causas de mortalidad en los Estados Unidos y en todo el mundo. Para explorar los cambios fisiopatológicos después del infarto de miocardio y diseñar futuros tratamientos, se requieren modelos de investigación de IM. La ligadura permanente de la arteria coronaria izquierda (LCA) en ratones es un modelo popular para investigar la función cardíaca y la remodelación ventricular después del IM. Aquí describimos un modelo de IM murino quirúrgico menos invasivo, confiable y reproducible mediante ligadura permanente del LCA. Nuestro modelo quirúrgico comprende una anestesia general fácilmente reversible, intubación endotraqueal que no requiere una traqueotomía y una toracotomía. Se debe realizar electrocardiografía y medición de troponina para asegurar el IM. La ecocardiografía en el día 28 después del IM discernirá la función cardíaca y los parámetros de insuficiencia cardíaca. El grado de fibrosis cardíaca se puede evaluar mediante la tinción tricrómica de Masson y la resonancia magnética cardíaca. Este modelo de IM es útil para estudiar las alteraciones fisiopatológicas e inmunológicas después del IM.

Introduction

Las enfermedades cardiovasculares son un importante problema de salud pública que se cobra 17,9 millones de vidas cada año, lo que representa el 31 por ciento de la mortalidad mundial¹. El tipo más prevalente de anomalía cardiovascular es la enfermedad coronaria, y el infarto de miocardio (IM) es una de las principales manifestaciones de la enfermedad coronaria². El IM suele ser causado por la oclusión trombótica de una arteria coronaria debido a la ruptura de una placa vulnerable³. La isquemia resultante causa cambios iónicos y metabólicos profundos en el miocardio afectado, así como una rápida disminución de la función sistólica. El IM resulta en la muerte de los cardiomiocitos, lo que puede conducir aún más a la disfunción ventricular y la insuficiencia cardíaca⁴.

La investigación sobre IM en pacientes es limitada debido a la escasez de tejidos obtenidos de pacientes con IM⁵. Como tal, los modelos murinos de IM son útiles tanto para estudiar los mecanismos de la enfermedad como para desarrollar posibles objetivos terapéuticos. Los modelos murinos de IM actualmente disponibles incluyen modelos de isquemia irreversible (ACV y métodos de ablación) y modelos de reperfusión (isquemia/reperfusión, I/R)⁶. La ligadura permanente de la arteria coronaria izquierda (ACV) en ratones es el método más utilizado, e imita la fisiopatología e inmunología del IM en pacientes ^7,8,9. El IM permanente también puede ser inducido por métodos de ablación, que implican daño eléctrico o criolesión. Los métodos de ablación son capaces de generar un infarto de tamaño uniforme en la ubicación precisa¹⁰. Por otro lado, la formación de cicatrices, la morfología del infarto y los mecanismos de señalización molecular pueden variar entre los métodos de ablación^10,11. El método I/R murino es otro modelo importante de IM, ya que representa el escenario clínico de la terapia de reperfusión¹². El modelo I/R está asociado con desafíos como un tamaño variable del infarto, dificultad para distinguir las respuestas de la lesión inicial y reperfusión⁶.

Aunque ampliamente utilizados, los métodos de ligadura LCA están asociados a bajas tasas de supervivencia y dolor postoperatorio¹³. Este protocolo demuestra el modelo quirúrgico murino de IM de ligadura LCA que implica la preparación e intubación de ratones, ligadura LCA, cuidado postoperatorio y validación de IM. En lugar de utilizar una traqueotomía invasiva¹⁴, este método emplea la intubación endotraqueal. El animal es intubado iluminando la orofaringe con un laringoscopio, haciendo el procedimiento más fácil, más seguro y menos traumático¹⁵. El ratón se mantiene en el soporte del ventilador y bajo anestesia con isoflurano durante todo el procedimiento. Además, la ecocardiografía y la tinción tricrómica de Masson se realizan para evaluar la función cardíaca y la fibrosis cardíaca después del IM, respectivamente. En general, este método proporciona un modelo murino quirúrgico confiable y reproducible de IM que se puede usar para estudiar la fisiopatología y la inflamación después del IM.

Protocol

El presente protocolo de estudio fue revisado y aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad de Pittsburgh. Para estos experimentos se utilizaron ocho (falsos n = 4 y MI n = 4) ratones hembra C57BL/6J de 1 año de edad que pesaban entre 24 y 30 g. Aproximadamente el 100% y al menos el 80% de los ratones sobrevivieron en las primeras 24 h y 28 días, respectivamente. 1. Preparación e intubación endotraqueal de los ratones …

Representative Results

La Figura 1 muestra el ECG activo representativo y las señales de respiración durante la evaluación ecocardiográfica de ratones simulados (Figura 1A) e IM (Figura 1B). La verificación del ECG activo y las señales de respiración son importantes antes de adquirir los datos ecocardiográficos. La figura 2 muestra la medición ecocardiográfica de los parámetros funcionales cardía…

Discussion

El modelo murino de IM está ganando popularidad en los laboratorios de investigación cardiovascular, y este estudio describe un modelo de IM reproducible y clínicamente relevante. Este protocolo mejora el proceso de ligadura de LCA de varias maneras. Para empezar, se evita el uso de anestésicos preoperatorios inyectables como xilazina/ketamina o pentobarbital^{sódico 14,15}. Sólo se utilizó anestesia con isoflurano, que ayuda a mejorar las tasas de superviven…

Materials

22 G catheter needle	Exel INT	26741	Thoracentesis
24 G catheter needle	Exel INT	26746	Endotracheal intubation
4-0 nylon suture	Covetrus	29263	Suturing of muscles and skin
8-0 nylon suture	S&T	3192	Ligation of LAD
Anesthetic Vaporizers	Vet equip	VE-6047	Anesthetic support
Animal physiology monitor	Fujifilm	VEVO 3100	Monitor heart rate,respiration rate and body temperature
Betadine solution	PBS animal health	11205	Antispetic
Buprenorphine	Covetrus	55175	Analgesic
Disecting microscope	OMANO	OM2300S-V7	Binocular
Electric razor	Wahl	79300-1001M	Shaving
Electrode gel	Parker Laboratories	W60698L	Electrically conductive gel
Ethanol	Decon Laboratories	22-032-601	Disinfectant
Forceps	FST	11065-07	Stainless Steel
Gauze	Curity	CAR-6339-PK	Sterile
Heat lamp	Satco	S4998	Post surgery care
Heating pad	Kent scientific	Surgi-M	Temperature control
Hot Bead sterilizer	Germinator 500	11503	Sterilization of surgical instrument
Isoflurane	Covetrus	29405	Anesthesia
Masson’s trichrome staining kit	Thermoscientific	87019	Measurement of cardiac Fibrosis
Micro Needle Holder	FST	12500-12	Stainless Steel
Micro scissors	FST	15000-02	Stainless Steel
Ophthalmic ointment	Dechra	Puralube Vet	Sterile occular lubricant
Scanning Gel	Parker Laboratories	Aquasonic 100	Aqueous ultrasound transmission gel
Scissors	FST	14060-11	Stainless Steel
Small Animal Laryngoscope	Penn-Century	Model LS-2-M	Illuminating the oropharynx
Small animal ventilator	Harvard apparatus	557058	Ventilator support
Surgical light	Cole parmer	41723	Illuminator Width (in): 7
Vevo 3100 preclinical imaging platform	Fujifilm	VEVO 3100	Echocardiography
VevoLAB software	Fujifilm	VevoLAB 3.2.6	Echocardiography data analysis