In den letzten zwei Jahrzehnten wurde die Kardioprotektion weiterhin als Schlüsselstrategie zur Erhaltung von Kardiomyozyten nach schweren ischämischen Herzverletzungen verfolgt1. Sowohl in experimentellen als auch klinischen Kontexten ist das endgültige Ausmaß der Myokardialverletzung eine entscheidende Kennzahl zur Bewertung der Effizienz kardioprotektischer Maßnahmen2. Daher ist eine zuverlässige und genaue Einschätzung der Infarktgröße äußerst wünschenswert und grundlegend wichtig.
In Nagetiermodellen basierte das Standardprotokoll zur Beurteilung der postmortalen Infarktusgröße hauptsächlich auf der Aktivität der mitochondrialen Dehydrogenase, die enzymatisch die farblose Verbindung 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC) in lebensfähigen Zellen in ein rotes Niederschlag umwandelt, während sie im nekrotischenGewebe 3 hellgrau bleibt. Obwohl die auf TTC basierende Färbung einfach und kosteneffektiv ist, bringt sie mehrere methodische Herausforderungen und intrinsische Einschränkungen mit sich. Dazu gehören Herzschnitte, die in TTC-Lösung kontraktiert werden, was das Gewebe stark verformt und verhindert, dass die Schnitte flach liegen und planimetrisch liegen; ungleichmäßige Schnittdicke während der Probenverarbeitung; und eine schlechte Bildqualität, die die genaue Abgrenzung der Infarkt-Grenze erschwert. In den letzten Jahren wurden mehrere technische Modifikationen in den Probenvorbereitungsprozess eingeführt, wie die Verwendung von Acrylherzmatrizen4 oder das Halbeinfrieren des Herzens, um das Schneiden3 zu erleichtern. Obwohl diese Modifikationen die Praktikabilität des Gewebeschnitts erheblich verbesserten, setzt der konventionelle Ansatz weiterhin auf Grobbildgebung dicker Herzschnitte, was oft eine variable und suboptimale Bildqualitätliefert, mit unzureichendem Farbkontrast, der der Infarktmessung6 eine erhebliche Subjektivität verleihen kann. Darüber hinaus erfordert die konventionelle Methode den Einsatz von Ganzherzgewebe, was multifunktionale Analysen an denselben Gewebeproben verhindert, wie zum Beispiel die Immunco-Färbung regulatorischer Proteine zur Identifizierung wichtiger Signalkaskaden, die am Überleben des Herzens beteiligt sind. Daher sind oft beträchtliche Tierzahlen erforderlich, um verschiedene Forschungsfragen angemessen zu beantworten.
Um diese Einschränkungen zu überwinden,entwickelten wir ein Protokoll, das für die mikroskopische Bildgebung der TTC-Färbung geeignet ist. Diese Methode kombiniert "Perfusion + Immersion"-Färbungsschritte mit der Kryosektion des Herzgewebes in dünne Scheiben, die für die Bildgebung mit einem Lichtmikroskop optimiert sind. Obwohl diese Methodekürzlich 7 gemeldet wurde, glauben wir, dass detaillierte experimentelle Verfahren ihre Praktikabilität und Zugänglichkeit erhöhen. Außerdem haben wir, da die mikroskopische TTC-Methode hochauflösende Bilder aus mehreren Herzschnittsschichten erzeugt, einen robusten, farbbasierten halbautomatischen Algorithmus entwickelt, um die zeitaufwändige Analyse großer Bilddatensätze zu adressieren. Die derzeitige Methode ermöglicht eine schnelle Erkennung von Infarktregionen und die Quantifizierung der globalen Infarktgröße innerhalb von Minuten.
Insgesamt dient das hier vorgestellte Protokoll als wertvolles Werkzeug, das es Forschern ermöglicht, diese Methode effizient und mit Leichtigkeit und Genauigkeit umzusetzen.