Medición de la velocidad de propagación de pulsos, la distensión y la tensión en un modelo de ratón de aneurisma aórtico abdominal
Summary
Este manuscrito describe un protocolo detallado para el uso de imágenes por ultrasonido de alta frecuencia para medir el diámetro luminal, la velocidad de propagación del pulso, la distensibilidad y la tensión radial en un modelo de ratón de aneurisma de la aorta abdominal.
Abstract
Un aneurisma de la aorta abdominal (AAA) se define como una dilatación localizada de la aorta abdominal que supera el diámetro intraluminal máximo (MILD) en 1,5 veces de su tamaño original. Estudios clínicos y experimentales han demostrado que los pequeños aneurismas pueden romperse, mientras que una subpoblación de aneurismas grandes puede permanecer estable. Por lo tanto, además de la medición del diámetro intraluminal de la aorta, el conocimiento de los rasgos estructurales de la pared del recipiente puede proporcionar información importante para evaluar la estabilidad de la AAA. El endurecimiento aórtico ha surgido recientemente como una herramienta confiable para determinar los primeros cambios en la pared vascular. La velocidad de propagación del pulso (VPP) junto con la distensibilidad y la tensión radial son métodos altamente útiles basados en ultrasonidos relevantes para evaluar la rigidez aórtica. El objetivo principal de este protocolo es proporcionar una técnica integral para el uso del sistema de imágenes por ultrasonido para adquirir imágenes y analizar las propiedades estructurales y funcionales de la aorta según lo determinado por MILD, PPV, distensibilidad y tensión radial.
Introduction
Un aneurisma de la aorta abdominal (AAA) representa una enfermedad cardiovascular significativa caracterizada por una dilatación localizada permanente de la aorta que supera el diámetro del vaso original en 1,5 veces1. AAA se encuentra entre las 13 principales causas de mortalidad en los Estados Unidos2. La progresión de la AAA se atribuye a la degeneración de la pared aórtica y la fragmentación de la elastina, lo que en última instancia conduce a la ruptura aórtica. Estos cambios en la pared aórtica pueden ocurrir sin un aumento significativo en el diámetro intraluminal máximo (MILD), lo que sugiere que MILD por sí solo no es suficiente para predecir la gravedad de la enfermedad3. Por lo tanto, es necesario identificar factores adicionales para detectar cambios iniciales en la pared aórtica, que pueden guiar las opciones de tratamiento temprano. El objetivo general de este protocolo es proporcionar una guía práctica para evaluar las propiedades funcionales aórticas utilizando imágenes por ultrasonido caracterizadas por mediciones de la velocidad de propagación del pulso (PPV), la distensibilidad y la tensión radial.
Un modelo experimental bien caracterizado para estudiar AAA, descrito por primera vez por Daugherty y sus colegas, implica la infusión subcutánea de angiotensina II (AngII) a través de bombas osmóticas en Apoe-/- ratones4. La medición precisa de MILD mediante imágenes por ultrasonido ha sido fundamental para caracterizar AAA en este modelo de ratón5. Aunque los cambios histológicos durante el desarrollo de AAA han sido ampliamente estudiados, los cambios en las propiedades funcionales de la pared del recipiente como la rigidez aórtica no se han caracterizado bien. Este protocolo hace hincapié en el uso de ultrasonidos de alta frecuencia en combinación con los sofisticados análisis como potentes herramientas para estudiar la progresión temporal de AAA. Específicamente, estos enfoques nos permiten evaluar las propiedades funcionales de la pared del recipiente medida por PPV, distensibilidad y deformación radial.
Estudios clínicos recientes en seres humanos con AAA, así como en el modelo AAA inducido por el aslastasa murina, sugieren una correlación positiva entre rigidez aórtica y diámetro aórtico6,7. El PPV, un indicador de rigidez aórtica, se acepta como una excelente medición para cuantificar los cambios en la rigidez en la pared del recipiente6,8. El VPP se calcula midiendo el tiempo de tránsito de la forma de onda del pulso en dos sitios a lo largo de la vasculatura, proporcionando así una evaluación regional de la rigidez aórtica. Recientemente hemos demostrado que el aumento de la rigidez aórtica medida por el VPP, y a nivel celular según se determina mediante la microscopía de fuerza atómica, se correlaciona positivamente con el desarrollo del aneurisma9. Además, la literatura sugiere que la rigidez aórtica puede preceder a la dilatación aneurisma y por lo tanto puede proporcionar información útil sobre las propiedades intrínsecas regionales de la pared del recipiente durante el desarrollo de AAA10. Del mismo modo, las mediciones de distensibilidad y deformación unitaria son las herramientas de cuantificación para medir los cambios anteriores de la aptitud arterial. Las arterias sanas son flexibles y elásticas, mientras que con mayor rigidez y menos elasticidad, se reduce la distensibilidad y la tensión. Aquí, proporcionamos una guía práctica y un protocolo paso a paso para el uso de un sistema de ultrasonido de alta frecuencia para medir MILD, PPV, distensibilidad y tensión radial en ratones. El protocolo proporciona enfoques técnicos que deben utilizarse junto con la información básica proporcionada por los manuales para instrumentos de imágenes de ultrasonido específicos y el tutorial de vídeo adjunto. Es importante destacar que en nuestras manos el protocolo de imagen descrito proporciona datos reproducibles y precisos que parecen valiosos en el estudio del desarrollo y progresión de la AAA experimental.
Para demostrar aún más la utilidad de las imágenes por ultrasonido, proporcionamos imágenes de ejemplo y mediciones tomadas de nuestros propios estudios destinados al uso de enfoques farmacológicos para prevenir la AAAexperimental 11. Específicamente, se ha propuesto que la señalización de muesca participe en múltiples aspectos del desarrollo vascular y la inflamación12. Utilizando haploinización genética y enfoques farmacológicos, hemos demostrado previamente que la inhibición de la muesca reduce el desarrollo de AAA en ratones al prevenir la infiltración de macrófagos en el lugar de la lesión vascular13,14,15. Para el artículo actual, utilizando el enfoque farmacológico para la inhibición de la muesca nos centramos en la relación entre la rigidez aórtica y los factores relacionados con AAA. Estos estudios ilustran que la inhibición de la muesca reduce la rigidez aórtica, que es una medida de la progresión AAA11.
Protocol
Representative Results
Discussion
Las imágenes por ultrasonido proporcionan una técnica poderosa para determinar las propiedades funcionales de la aorta a través de mediciones de PPV, distensibilidad y tensión radial. Estas mediciones son particularmente instructivas para el estudio de los modelos de ratón de AAA y el enfoque in vivo permite la recopilación de datos longitudinales que son potencialmente importantes para entender el desarrollo temporal de la patología aórtica. Específicamente, las mediciones de rigidez aórtica in vivo se determi…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por R01HL124155 (CPH) y la financiación del Instituto de Investigación de la Universidad de Missouri a CPH.
Materials
| Angiotensin II | Sigma | A9525 | |
| Apoe-/- mice | The Jackon lab |  |
|
| Clippers | WAHL | 1854 | |
| Cotton swab | Q-tips | ||
| DAPT | Sigma | D5942 | |
| Depilatory cream | Nair | LL9038 | |
| Electrode cream | Sigma | 17-05 | |
| Gel warmer | Thermasonic (Parker) | 82-03 (LED) | |
| Heating pad | Stryker | T/pump professional | |
| Isoflurane | VetOne | Fluriso TM | |
| Isoflurane vaporizer | Visualsonics | VS4244 | |
| Lubricating ophthalmic ointment | Lacri-lube | ||
| Osmotic pumps | Alzet | Model 2004 | |
| Oxygen tank | Air gas | ||
| Tranducer | Visualsonics | MS-400 or MS550D | |
| Ultrasonic gel | Parker | Aquasonic clear | |
| Ultrasound Imaging System | Visualsonics | Vevo 2100 | |
| Vevo Vasc Software | Visualsonics |
Referências
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