Xenopus tropicalis é um modelo ideal para pesquisa regenerativa, pois muitos de seus órgãos possuem uma notável capacidade regenerativa. Apresentamos aqui um método para a construção de um modelo de lesão cardíaca em X. tropicalis via ressecção do ápice.
Sabe-se que, em mamíferos adultos, o coração perdeu sua capacidade regenerativa, tornando a insuficiência cardíaca uma das principais causas de morte em todo o mundo. Pesquisas anteriores demonstraram a capacidade regenerativa do coração do adulto Xenopus tropicalis, um anfíbio anuro com genoma diploide e estreita relação evolutiva com mamíferos. Além disso, estudos têm demonstrado que, após a ressecção do ápice ventricular, o coração pode se regenerar sem cicatrizes em X. tropicalis. Consequentemente, esses resultados prévios sugerem que X. tropicalis é um modelo alternativo apropriado de vertebrados para o estudo da regeneração cardíaca de adultos. Um modelo cirúrgico de regeneração cardíaca no adulto X. tropicalis é apresentado neste artigo. Resumidamente, as rãs foram anestesiadas e fixadas; Em seguida, foi feita uma pequena incisão com tesoura de iridectomia, penetrando na pele e pericárdio. Suave pressão foi aplicada ao ventrículo, e o ápice do ventrículo foi então cortado com tesoura. A lesão cardíaca e a regeneração foram confirmadas pela histologia aos 7-30 dias pós-ressecção (dpr). Este protocolo estabeleceu um modelo de ressecção apical em X. tropicalis adulto, que pode ser empregado para elucidar os mecanismos de regeneração cardíaca do adulto.
A insuficiência cardíaca tem sido uma das principais causas de mortalidade no mundo nos últimos anos. Desde 2000, o número de mortes por insuficiência cardíaca vem aumentando ao longo do tempo. Mais de 9 milhões de pessoas morreram de cardiomiopatia em 2019, o que representou 16% do número total de mortalidades em todo o mundo1. Devido à perda da capacidade regenerativa do coração em mamíferos adultos, em alguns casos, não há cardiomiócitos suficientes para manter as funções de contração no coração, o que afeta a função cardíaca e contribui para remodelamento ventricular anormal e insuficiênciacardíaca2,3,4. De fato, nos mamíferos, o coração tem a menor capacidade regenerativa em comparação com os outros órgãos, como fígado, pulmões, intestinos, bexiga, osso e pele. À medida que o envelhecimento da população mundial se torna uma megatendência mundial, os desafios que enfrentamos com as doenças cardíacas se intensificarão5.
A elucidação dos mecanismos de regeneração cardíaca pode ter implicações significativas para as terapias da cardiopatia isquêmica. Relatos revelaram que os corações de camundongos neonatais têm uma capacidade regenerativa após a ressecção do ápice6. No entanto, essa capacidade regenerativa é perdida após os 7 dias de idade7. Estudos têm demonstrado que corações adultos de mamíferos são incapazes de se regenerar porque sua capacidade de proliferação de cardiomiócitos tem diminuído 8,9. No entanto, os corações dos vertebrados inferiores possuem uma poderosa capacidade regenerativa após lesão. Por exemplo, zebrafish10, X. tropicalis11, Xenopus laevis12, newt 13 e axolotl14 são capazes de regeneração completa após ressecção do ápice. Além disso, as outras partes do corpo de alguns vertebrados inferiores também podem sofrer regeneração completa, como os membros dos tritões e as caudas, lentes e braços de rãs tropicais com garras 4,15,16.
O estabelecimento de modelos de lesão cardíaca é o primeiro passo para elucidar os mecanismos subjacentes à regeneração cardíaca e tem grande importância na pesquisa regenerativa. Pesquisadores desenvolveram vários métodos para construir modelos de lesão cardíaca, incluindo facada, contussão, ablação genética, criolesão e infarto 5,6.
A criolesão, o infarto do miocárdio (IM) e a ressecção do ápice são amplamente utilizados para induzir lesão cardíaca, e o tipo de lesão pode ter efeitos substanciais na regeneração subsequente dos cardiomiócitos6. Dependendo da técnica cirúrgica, a resposta do coração à regeneração pode variar. A criolesão causa morte celular maciça e produz cicatrizes fibróticas no coração do peixe-zebra17, criando um modelo que se assemelha ao infarto de mamíferos. A ressecção apical é realizada cortando-se uma parte dos tecidos ventriculares, o que tem sido feito em zebrafish10 e X. tropicalis11, sem causar cicatrizes permanentes. Este estudo realizou a ressecção apical, que é uma operação mais simples e requer menos instrumentais cirúrgicos do que a criolesão. Usando análise de traçado de linhagem, um estudo anterior demonstrou que a regeneração cardíaca está relacionada à proliferação de cardiomiócitos que preexistem nos corações de camundongos6 e zebrafish18, mas não há relatos para anfíbios. Assim, o modelo de ressecção de ápice em X. tropicalis desempenha um papel importante na elucidação dos mecanismos subjacentes às respostas regenerativas.
A ressecção apical, que envolve a amputação cirúrgica do ápice do coração, tem sido descrita em peixes-zebra e camundongos 6,18; no entanto, isso não foi descrito em X. tropicalis. Este relato descreve um modelo crível de lesão cardíaca e demonstra que o coração de adultos X. tropicalis pode se regenerar completamente após ressecção apical sem cicatrizes. No entanto, algumas deficiências precisam ser melhoradas, e certos detalh…
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi apoiado por subsídios do Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento da China (2016YFE0204700), da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (82070257, 81770240), e da Bolsa de Pesquisa do Laboratório Chave de Medicina Regenerativa, Ministério da Educação, Universidade de Jinan (ZSYXM202004 e ZSYXM202104), China.
Acetic acid | GHTECH | 64-19-7-500ml | |
Acid Alcohol Fast Differentiation Solution | Beyotime | C0163M | |
Acid Fuchsin | aladdin | A104916 | |
Alcohol Soluble Eosin Y Stainin Solution | Servicebio | G1001-500ML | |
BioReagent | Beyotime | ST2600-100g | |
Ethanol absolute | Guangzhou Chemical Reagent Factory | HB15-GR-0.5L | |
Hematoxylin Stain Solution | Servicebio | G1004-500ML | |
Neutral balsam | Solarbio | G8590 | |
Operating Scissors | Prosperich | HC-JZ-YK-Z-10cm | |
Paraffins | Leica | 39601095 | |
Para-formaldehyde Fixative | Servicebio | G1101-500ML | |
Phosphate Buffered Saline (PBS) powder | Servicebio | G0002-2L | |
Phosphomolybdic acid hydrate | Macklin | P815551 | |
Stereo microscope | Leica | ||
surgical forceps | ChangZhou | zfq-11-btjw | |
Surgical Suture | HUAYON | 18-5140 | |
Tricaine | Macklin | ||
Xylene | Guangzhou Chemical Reagent Factory | IC02-AR-0.5L |