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Artículo de método

Inducción y caracterización de la hipertensión pulmonar en ratones utilizando el modelo Hypoxia/SU5416

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DOI:

10.3791/59252

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3 de junio de 2020

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe la inducción de hipertensión pulmonar (PH) en ratones en función de la exposición a la hipoxia y la inyección de un antagonista del receptor VEGF. Los animales desarrollan PH e hipertrofia ventricular derecha (RV) 3 semanas después del inicio del protocolo. También se presenta la caracterización funcional y morfométrica del modelo.

Resumen

La hipertensión pulmonar (PH) es una afección fisiopatológica, definida por una presión arterial pulmonar media superior a 25 mm Hg en reposo, según lo evaluado por el cateterismo cardíaco derecho. Un amplio espectro de enfermedades puede conducir a PH, diferenciándose en su etiología, histopatología, presentación clínica, pronóstico y respuesta al tratamiento. A pesar de los avances significativos en los últimos años, la PH sigue siendo una enfermedad no curada. Comprender los mecanismos subyacentes puede allanar el camino para el desarrollo de nuevas terapias. Los modelos animales son importantes herramientas de investigación para lograr este objetivo. Actualmente, hay varios modelos disponibles para recapitular PH. Este protocolo describe un modelo PH de ratón de dos golpes. Los estímulos para el desarrollo de PH son la hipoxia y la inyección de SU5416, un antagonista del receptor del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF). Tres semanas después del inicio de la hipoxia/SU5416, los animales desarrollan remodelación vascular pulmonar imitando los cambios histopatológicos observados en el PH humano (predominantemente el Grupo 1). La remodelación vascular en la circulación pulmonar da como resultado la remodelación del ventrículo derecho (RV). Se describen en detalle los procedimientos para medir las presiones RV (utilizando el método torácico abierto), los análisis morfométricos de la RV (mediante la disección y el pesaje de ambos ventrículos cardíacos) y las evaluaciones histológicas de la remodelación (tanto pulmonar mediante la evaluación de la remodelación vascular como el cardíaco mediante la evaluación de la hipertrofia y la fibrosis de cardiomiocito RV). Las ventajas de este protocolo son la posibilidad de la aplicación tanto en ratones de tipo salvaje como en ratones genéticamente modificados, la implementación relativamente fácil y de bajo costo, y el rápido desarrollo de la enfermedad de interés (3 semanas). Las limitaciones de este método son que los ratones no desarrollan un fenotipo grave y el PH es reversible al regresar a la normoxia. La prevención, así como los estudios de terapia, se pueden implementar fácilmente en este modelo, sin la necesidad de habilidades avanzadas (a diferencia de los modelos de roedores quirúrgicos).

Introducción

La hipertensión pulmonar (PH) es una afección fisiopatológica, definida por una presión arterial pulmonar media (PA) superior a 25 mm Hg en reposo, según lo evaluado por el cateterismo cardíaco derecho1,2. Hay una variedad de enfermedades que pueden conducir a PH. En un intento de organizar las condiciones asociadas al PH, se han desarrollado varios sistemas de clasificación. La clasificación clínica actual clasifica las múltiples enfermedades asociadas al PH en 5 grupos diferentes1. Esta distinción es de importancia ya que varios grupos de pacientes tienen enfermedades que difieren en ....

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Protocolo

Antes de cualquier experimentación animal obtener la autorización del comité institucional de cuidado de animales local. Los experimentos actuales se llevaron a cabo después de la aprobación por el Comité Institucional de Cuidado y Uso animal (IACUC) en la Escuela de Medicina de Icahn en el Monte Sinaí.

1. Inducción de PH

  1. Preparación
    1. Antes de comenzar el estudio, planifique cuidadosamente el diseño experimental. Asegúrese de que los ratones estén sometidos a hipoxia al mismo tiempo que la primera inyección SU5416. En la Figura 1Ase muestra un ejemplo del diseño experimental pa....

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Resultados

En este protocolo, se describe en detalle la creación del modelo Hypoxia/SU5416 para inducir PH en ratones. Además, detallamos todos los pasos necesarios para realizar una evaluación vascular y cardíaca pulmonar al final del período de observación.

En la Figura 1A 13,1414se muestra una visión general del diseño experimental de este modelo. Los ratones son sometidos a hipoxia normobárica (1.......

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Discusión

Este protocolo describe cómo modelar PH en ratones combinando dos estímulos patológicos: hipoxia crónica e inyección SU5416 (Hypoxia/SU5416)18. En un intento de correlacionar este modelo de ratón con la condición PH humana, inevitablemente se debe mirar la clasificación PH actual, que se muestra en el Cuadro 1. PH en casi todas las formas se caracteriza por vasoconstricción pulmonar y proliferación aberrante de células musculares endoteliales y lisas. Esto conduce a una presión el.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que declarar.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por subvenciones de la Asociación Americana del Corazón (AHA- 17SDG33370112 y 18IPA34170258) y de los Institutos Nacionales de Salud NIH K01 HL135474 a Y.S. O.B fue apoyado por la Deutsche Herzstiftung.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Ácido acético glacialRoth3738.1
Acetona, grado histológicoThe Lab DepotVT110D
ADVantage Sistema de presión-volumenTransonicADV500
Solución de BouinSigmaHt10132
Sistema de cauterizaciónFine Science Tools18000-00
Tubo de conexión y Válvulas
Aplicadores con punta de algodónCovidien8884541300
Cubreobjetos, 24 x50 mmRoth1871
Adquisición y análisis de datosEmkaiox2
Direct Red 80Sigma365548-5G
DMSO (dimetilsulfóxido)Sigma Aldrich276855
Hielo seco
Pinzas Dumont # 5Fine Science Tools11251-10
Dumont # 7 Pinzas finasFine Science Tools11274-20
Moldes de incrustaciónSigma AldrichE-6032
Solución de eosina Sigma HT110216
, laboratorio GradoCarolina Biological Supply Company861285
Fast Green FCFSigmaF7252-5G
Tijeras finasFine Science Tools14090-09
Suero de cabrainvitrogen16210-064
Almohadilla térmica Gaymar T/Bomba
Hematoxilina 2Thermo Scientific7231
Cámara hipóxicaBiospherixA30274P
Cámara de inducciónDRE Veterinary12570
Catéter de intubación (catéter i.v. SurFlash (20 G x 1") )Terumo SR*FF2025
Tijeras de irisFine Science Tools14084-08
IsofluranoBaxterNDC-10019-360-40
Vaporizador de isofluranoDRE Veterinary12432
Ratones (C57BL/6)Agujas Charles River
25 G x 5/8"BD305122
OCTTissue Tek4583
PBS (solución salina tamponada con fosfato)Corning21-031-CV
Solución saturada de ácido pírico 1.3 %SigmaP6744-1GA
Catéter de volumen de presiónTransonicFTH-1212B-4018
RetractorKent ScientificSURGI-5001
Controlador de oxígeno estático ProOx 360BiospherixP360
SU 5416Sigma AldrichS8442
Sutura quirúrgica, seda trenzada negra, 5.0Surgical Specialties Corp. SP116
Cinta quirúrgica3M1527-1
Jeringa 10 mlBD303134
Jeringas con aguja 1 mlBD309626
Sytox Green Nuclein Acid StainThermo ScientificS7020
Tijeras de tenotomíaPricon60-521
ToluolRoth9558.3
Ventilador CWESAR-830/P
WGA Alexa Fluor Thermo ScientificW11261
XilenoRoth
Etanol acuoso

Referencias

  1. Galie, N., et al. 2015 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension: The Joint Task Force for the Di....

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