Summary

Ultrasonido de alta frecuencia para el análisis del desarrollo Fetal y placentario en Vivo

Published: November 08, 2018
doi:

Summary

Aquí describimos la técnica de ultrasonido de alta frecuencia para el análisis en vivo de fetos de ratones. Este método permite el seguimiento de los fetos y el análisis de parámetros placentarios, así como el flujo de sangre materna y fetal durante el embarazo.

Abstract

Imágenes por ultrasonido son un método generalizado para detectar anomalías de órganos y tumores en los tejidos humanos y animales. El método es no invasivo, inocuo e indoloro, y la aplicación es fácil, rápido y puede realizarse en cualquier lugar, incluso con dispositivos móviles. Durante el embarazo, imágenes por ultrasonido se utilizan en forma estándar para vigilar estrechamente el desarrollo fetal. La técnica es importante evaluar la restricción del crecimiento intrauterino (RCIU), una complicación del embarazo corto y largo plazo consecuencias de salud para la madre y el feto. Entender el proceso de restricción del crecimiento intrauterino es indispensable para el desarrollo de estrategias terapéuticas eficaces.

El sistema de ultrasonido usado en este manuscrito es un dispositivo de ultrasonido para el análisis de pequeños animales y puede utilizarse en varios campos de investigación, incluyendo investigación de embarazo. Aquí describimos el uso del sistema para el análisis en vivo de fetos de natural killer (NK) células/la célula de mástil (bujía métrica)-deficiente de las madres que dan a luz a crías de crecimiento. El protocolo incluye la preparación del sistema, manejo de los ratones antes y durante las mediciones y el uso de la modalidad B, color doppler y ondas de pulso doppler. Se analizaron el tamaño fetal, tamaño placentario y suministro de sangre al feto. Encontramos tamaños de implantación reducidos y placentas pequeñas en ratones NK MC-deficientes de media gestación a partir. Además, MC, NK-deficiencia fue asociada ausente han invertido y flujo diastólico final en el fetal Arteria umbilicalis(UmA) y un índice de resistencia elevado. Los métodos descritos en el protocolo se pueden utilizar fácilmente para temas de investigación relacionados y no relacionados.

Introduction

El ultrasonido es ondas sonoras con frecuencias por encima del rango audible del oído humano, superior a 20 kHz1. Animales como murciélagos, Gales, delfines2,3, ratones4,5de ratas y ratón lémures6 todos utilizar ultrasonido para orientación o comunicación. Los seres humanos toman ventaja del ultrasonido para varias aplicaciones técnicas y médicas. Un dispositivo de ultrasonido es capaz de crear la onda de sonido y distribuir y representar la señal. Si el ultrasonido choca contra un obstáculo, el sonido es reflejado, absorbido o puede ir a través de él. La aplicación de la ecografía como un método de proyección de imagen, llamado sonografía, se utiliza para el análisis de tejidos orgánicos en humana o veterinaria como el corazón (ecocardiografía)7,8, pulmón9,10 de la glándula tiroides , riñones11y12,de las vías urinaria y reproductiva13; detección de cálculos biliares tumores de14 y15; y la evaluación de la perfusión de los vasos sanguíneos u órganos16,17. El ultrasonido es un método estándar en el cuidado prenatal durante el embarazo, y discapacidades del desarrollo fetales o deterioros se pueden reconocer temprano. Específicamente, el crecimiento de un feto se controla estrechamente a intervalos regulares para reconocer un posible retraso del crecimiento intrauterino. Finalmente, el flujo sanguíneo fetal puede controlarse, como esto puede señalar restricciones de crecimiento18,19,20,21.

Una ventaja importante de proyección de imagen de ultrasonido en comparación con otros métodos como la radiografía es inocuidad del sonido de los tejidos a analizar. Este método fácil y rápido es no invasivo, indoloro y puede ser utilizado varias veces. El desembolso inicial de un dispositivo de ultrasonido es caro; sin embargo, los materiales consumibles necesarios son baratos. El sistema de ultrasonido utilizado en este manuscrito es conveniente para una gama de modelos animales (es decir, ratones y peces) mientras que para los seres humanos un dispositivo de ultrasonido requiere una frecuencia de 3-15 mHz, una frecuencia de 15-70 mHz se requiere para los ratones.

El presente manuscrito describe un protocolo para el uso del modo B, modo doppler color y modo de doppler de onda de pulso. La descripción incluye la preparación de los ratones, así como rendimiento, adquisición de datos y almacenamiento. Este método ha sido cepas de ratón con éxito aplicadas a diferentes días en gestación y puede utilizarse para investigar el desarrollo fetal y placentario así como parámetros de la sangre materna y fetal. Aquí, todas las aplicaciones se explican en base nuestros estudios utilizando ratones embarazadas de NK MC-deficientes y el control.

Protocol

Todos los métodos aquí descritos han sido aprobados por el “Landesverwaltungsamt Sachsen Anhalt: 42502-2-1296UniMD.” 1. experimental procedimiento Mate de 6 a 8 semanas de edad hembra MC-deficiente C57BL/6J-Cpa3Cre /+ (Cpa3Cre /+) ratones y MC-suficiente C57BL/6J-Cpa3+/+ (controles de Colonia; Cpa3+/+) con ratones BALB/c machos. Definir el día de gestación (gd) …

Representative Results

Componentes individuales del sistema de ultrasonido utilizado en este manuscrito se muestran en la figura 1. La figura 2 muestra a representante adquirieron de imágenes de ultrasonido en modo B en gd5, 8, 10 y 12 (B) y en la medida correspondiente del área de implantación resultados (A), demostrando un área significativa implantación reducida de tratados con anti-CD122 Cpa3Cre / + </sup…

Discussion

Utilizando nuestro sistema de ultrasonido, demostró restricción del crecimiento fetal en las madres MC NK-deficientes de gd10 en. Además, observamos en gd10 y 12, reducido tamaño placentario y gd14 la ausencia o reversión del flujo diastólico final en las uma de algunos fetos de ratones uMC/uNK-deficientes. Este signo de pobre vascularización se asoció con un índice significativo de la resistencia de las arterias que indica restricción del crecimiento intrauterino. Resultados confirman el papel importante de uM…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Muchas gracias a la compañía de instrumentos de proyección de imagen (especialmente a Magdalena Steiner, Katrin Suppelt y Sandra Meyer) su apoyo rápido y agradable y por responder todas nuestras preguntas sobre el sistema de proyección de imagen y su uso puntualmente y completamente. Agradecemos al Prof. Hans-Reimer Rodewald y Dr. Thorsten Feyerabend (DKFZ Heidelberg, Alemania) para proporcionar la Colonia Cpa3. Además, agradecemos a Stefanie Langwisch, que estuvo a cargo de las colonias de ratón y que generan las imágenes en la figura 1.

El trabajo y el sistema de proyección de imagen fueron financiados por subvenciones de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) a A.C.Z. (ZE526/6-1 y 6/AZ526-2) que eran proyectos encajados la DFG prioridad programa 1394 “las células de mástil en salud y enfermedad.”

Materials

LEAF anti-Maus CD122 (IL-2Rb) BioLegend 123204 Klon TM-β1; 500 µg
Vevo 2100 System  FujiFilm VisualSonics Inc. Transducer MS550D-0421
Vevo LAB Software  FujiFilm VisualSonics Inc.
Isoflurane Baxter PZN: 6497131
Electrode gel Parker 12_8
Surgical tape 3M Transpore 1527-1
Eye cream Bayer PZN: 1578675
Cotton tipped applicators Raucotupf 11969 100 pieces
Depilatory cream Reckitt Benckiser 2077626
Compresses Nobamed Paul Danz AG 856110 10 x 10 cm
Ultrasound gel Gello GmbH 246000

References

  1. Abramowicz, J. S., Kremkau, F. W., Merz, E. Ultraschall in der Geburtshilfe: Kann der Fötus die Ultraschallwelle hören und die Hitze spüren?. Ultraschall in der Medizin. 33 (3), 215-217 (1980).
  2. Jones, G. Echolocation. Current Biology. 15 (13), R484-R488 (2005).
  3. Simmons, J. A. The sonar receiver of the bat. Annals of the New York Academy of Sciences. 188, 161-174 (1971).
  4. Zala, S. M., Reitschmidt, D., Noll, A., Balazs, P., Penn, D. J. Sex-dependent modulation of ultrasonic vocalizations in house mice (Mus musculus musculus). Public Library of Science ONE. 12 (12), e0188647 (2017).
  5. Wöhr, M., Seffer, D., Schwarting, R. K. W. Studying Socio-Affective Communication in Rats through Playback of Ultrasonic Vocalizations. Current Protocols in Neuroscience. 75, 1-8 (2016).
  6. Hasiniaina, A. F., et al. High frequency/ultrasonic communication in a critically endangered nocturnal primate, Claire’s mouse lemur (Microcebus mamiratra). American Journal of Primatology. , e22866 (2018).
  7. Yeo, L., Romero, R. Color and power Doppler combined with Fetal Intelligent Navigation Echocardiography (FINE) to evaluate the fetal heart. Ultrasound in Obstetrics & Gynecology. 50 (4), 476-491 (2017).
  8. Teichholz, L. E. Echocardiography in valvular heart disease. Progress in Cardiovascular Diseases. 17 (4), 283-302 (1975).
  9. Zechner, P. M., et al. Lungensonographie in der Akut- und Intensivmedizin. Der Anaesthesist. 61 (7), 608-617 (2012).
  10. Blank, W., Schuler, A. Sonografie der Schilddrüse – Update 2017. Praxis. 106 (12), 631-640 (2017).
  11. Hansen, K. L., Nielsen, M. B., Ewertsen, C. Ultrasonography of the Kidney: A Pictorial Review. Diagnostics. 6 (1), (2015).
  12. Older, R. A., Watson, L. R. Ultrasound anatomy of the normal male reproductive tract. Journal of Clinical Ultrasound. 24 (8), 389-404 (1996).
  13. Reeves, J. J., Rantanen, N. W., Hauser, M. Transrectal real-time ultrasound scanning of the cow reproductive tract. Theriogenology. 21 (3), 485-494 (1984).
  14. Sharma, M., Somani, P., Sunkara, T. Imaging of gall bladder by endoscopic ultrasound. World Journal of Gastrointestinal Endoscopy. 10 (1), 10-15 (2018).
  15. Weskott, H. -. P. Ultraschall in der Diagnostik maligner Lymphome. Der Radiologe. 52 (4), 347-359 (2012).
  16. Shirinifard, A., Thiagarajan, S., Johnson, M. D., Calabrese, C., Sablauer, A. Measuring Absolute Blood Perfusion in Mice Using Dynamic Contrast-Enhanced Ultrasound. Ultrasound in Medicine & Biology. 43 (8), 1628-1638 (2017).
  17. Quaia, E. Assessment of tissue perfusion by contrast-enhanced ultrasound. European Radiology. 21 (3), 604-615 (2011).
  18. Saw, S. N., Poh, Y. W., Chia, D., Biswas, A., Zaini Mattar, C. N., Yap, C. H. Characterization of the hemodynamic wall shear stresses in human umbilical vessels from normal and intrauterine growth restricted pregnancies. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. , (2018).
  19. Kessler, J., Rasmussen, S., Godfrey, K., Hanson, M., Kiserud, T. Fetal growth restriction is associated with prioritization of umbilical blood flow to the left hepatic lobe at the expense of the right lobe. Pediatric Research. 66 (1), 113-117 (2009).
  20. Laurin, J., Lingman, G., Marsál, K., Persson, P. H. Fetal blood flow in pregnancies complicated by intrauterine growth retardation. Obstetrics and Gynecology. 69 (6), 895-902 (1987).
  21. Arduini, D., Rizzo, G., Romanini, C., Mancuso, S. Fetal blood flow velocity waveforms as predictors of growth retardation. Obstetrics and Gynecology. 70 (1), 7-10 (1987).
  22. Meyer, N., et al. Chymase-producing cells of the innate immune system are required for decidual vascular remodeling and fetal growth. Scientific Reports. 7, 45106 (2017).
  23. Meyer, N., Schüler, T., Zenclussen, A. C. Simultaneous Ablation of Uterine Natural Killer Cells and Uterine Mast Cells in Mice Leads to Poor Vascularization and Abnormal Doppler Measurements That Compromise Fetal Well-being. Frontiers in Immunology. 8, 1913 (2017).
  24. Evans, D. H., Jensen, J. A., Nielsen, M. B. Ultrasonic color Doppler imaging. Interface Focus. 1 (4), 490-502 (2011).
check_url/58616?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Meyer, N., Schüler, T., Zenclussen, A. C. High Frequency Ultrasound for the Analysis of Fetal and Placental Development In Vivo. J. Vis. Exp. (141), e58616, doi:10.3791/58616 (2018).

View Video