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Tono Basal Biaxial y Pruebas Pasivas del Sistema Reproductivo Murino Usando un Miógrafo de Presión

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DOI:

10.3791/60125

13 de agosto de 2019

En este artículo

Resumen

Este protocolo utilizó un sistema de miógrafo de presión disponible comercialmente para realizar pruebas de miógrafo de presión en la vagina murina y el cuello uterino. Utilizando medios con y sin calcio, las contribuciones del tono basal de las células musculares lisas (SMC) y la matriz extracelular pasiva (ECM) se aislaron para los órganos en condiciones fisiológicas estimadas.

Resumen

Los órganos reproductores femeninos, específicamente la vagina y el cuello uterino, se componen de varios componentes celulares y una matriz extracelular única (ECM). Las células musculares lisas exhiben una función contráctea dentro de las paredes vaginales y cervicales. Dependiendo del entorno bioquímico y la distensión mecánica de las paredes del órgano, las células musculares lisas alteran las condiciones contráctas. La contribución de las células musculares lisas en condiciones fisiológicas basales se clasifica como un tono basal. Más específicamente, un tono basal es la constricción parcial basal de las células musculares lisas en ausencia de estimulación hormonal y neuronal. Además, el ECM proporciona soporte estructural para las paredes de los órganos y funciona como un reservorio para señales bioquímicas. Estas señales bioquímicas son vitales para varias funciones del órgano, como incitar al crecimiento y mantener la homeostasis. El ECM de cada órgano se compone principalmente de fibras de colágeno (principalmente tipos de colágeno I, III y V), fibras elásticas y glicosaminoglicanos/proteoglicanos. La composición y organización del ECM dicta las propiedades mecánicas de cada órgano. Un cambio en la composición de la ECM puede conducir al desarrollo de patologías reproductivas, como el prolapso de órganos pélvicos o la remodelación cervical prematura. Además, los cambios en la microestructura y rigidez de ECM pueden alterar la actividad celular muscular lisa y el fenotipo, lo que resulta en la pérdida de la fuerza contráctea.

En este trabajo, los protocolos reportados se utilizan para evaluar el tono basal y las propiedades mecánicas pasivas de la vagina de la murina no embarazada y el cuello uterino a los 4-6 meses de edad en estrus. Los órganos se montaron en un miógrafo de presión disponible comercialmente y se realizaron pruebas de diámetro de presión y de longitud de fuerza. Se incluyen datos de muestra sin muestras y técnicas de análisis de datos para la caracterización mecánica de los órganos reproductivos. Dicha información puede ser útil para construir modelos matemáticos y diseñar racionalmente intervenciones terapéuticas para las patologías de salud de las mujeres.

Introducción

La pared vaginal se compone de cuatro capas, el epitelio, lamina propria, muscularis, y adventitia. El epitelio se compone principalmente de células epiteliales. La lámina propria tiene una gran cantidad de fibras elásticas y fibrilares de colágeno. El muscularis también se compone de fibras de elastina y colágeno, pero tiene una mayor cantidad de células musculares lisas. La adventitia se compone de elastina, colágeno y fibroblastos, aunque en concentraciones reducidas en comparación con las capas anteriores. Las células musculares lisas son de interés para los grupos de investigación biomecánicos motivados, ya que juegan un papel en la naturaleza contráctea de los ó....

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Protocolo

Para este estudio se utilizaron ratones hembra Singarantías de 4-6 meses (29,4 x 6,8 gramos) en estrus. Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales del Instituto de la Universidad de Tulane. Después del parto, los ratones se aclimataron durante una semana antes de la eutanasia y fueron alojados en condiciones estándar (ciclos de luz/oscuridad de 12 horas).

1. Sacrificio del ratón en estrus

  1. Determinar el ciclo estercio: El ciclo estroso fue monitoreado por evaluación visual de acuerdo con estudios anteriores15,33,

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Resultados

El análisis exitoso de las propiedades mecánicas de los órganos reproductores femeninos está supeditado a la disección adecuada de órganos, la cannulación y las pruebas. Es imperativo explantar los cuernos uterinos a la vagina sin defectos (Figura1). Dependiendo del tipo de órgano, el tamaño de la cánula variará (Figura 2). La cannulación debe hacerse para que el órgano no pueda moverse durante el experimento, pero tampoco dañar la pared del órgano durante el procedimien.......

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Discusión

El protocolo proporcionado en este artículo presenta un método para determinar las propiedades mecánicas de la vagina murina y el cuello uterino. Las propiedades mecánicas analizadas en este protocolo incluyen las condiciones de tono pasivo y basal de los órganos. Las condiciones de tono pasivo y basal se inducen alterando el entorno bioquímico en el que el órgano está sumergido. Para este protocolo, los medios involucrados en las pruebas basales contienen calcio. La prueba de la condición del tono basal permite el aisla.......

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Agradecimientos

La obra fue financiada por la concesión de la beca NSF CAREER #1751050.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Catéter 2FMillarSPR-320catéter para medir la presión cervical
6-0 SuturaFine Science Tools18020-60lazos de sutura más grandes
CaCl2 (anhidro)VWR97062-590Concentración de HBSS: 140 mg/mL
CaCl2-2H20Fischer químicoBDH9224-1KGbr/> Concentración de KRB: 3,68 g/L
Dextrosa (D-glucosa))VWR101172-434 Concentración deHBSS: 1000 mg/mL
Concentración de KRB: 19,8 g/L
Pinzas Dumont #5/45 Pinzasde ciencia fina11251-35pinza curva
Dumont SS Pinzasfina11203-25Pinza recta
EclipseNikonE200Microscopio utilizado para la obtención de imágenes
CaudalímetroDanés MyoTechnologiesCaudalímetro 161FMdentro del aparato de ensayo
Transductor de fuerza - 110PTransductor de fuerza100079 danés MyoTechnologies
ImageJSciJavaImageJ1utilizado para medir el volumen
Cajas de instrumentosFine Science Tools20830-00carcasa para sujetar herramientas de disección
KClFisher Chemical97061-566Concentración de HBSS: 400 mg/ mL
Concentración de KRB: 3,5 g/L
KH2PO4G-Biosciences71003-454Concentración de HBSS: 60 mg/mL
MgCl2VWR97064-150
Concentración de KRB: 1,14 g/L
MgCl2-6H2OVWRBDH9244-500GConcentración de HBSS: 100 mg/ mL
MgSO4-7H20VWR97062-134Concentración de HBSS: 48 mg/mL
6278402de Microsoftde Excel Mircosoftutilizado para la hoja de cálculo
Na2HPO4 (anhidro dibásico)VWR97061-588Concentración de HBSS: 48 mg/mL
Concentración de KRB: 1,44 g/L
NaClVWR97061-274Concentración de HBSS: 8000 mg/mL
Concentración de KRB: 70,1 g/L
NaHCO3VWR97062-460Concentración de HBSS: 350 mg/ mL
Concentración de KRB: 21.0 g/L
Sistemas de miógrafosde presión Danish MyoTechnologies110P y 120CPSistema de miógrafo de presión: programa
, dispositivo de canulación
y unidad de control
Transductor de presiónDanish Myo100106Transductor de presión
Estudiante Dumont #5 PinzasFine Science Tools91150-20pinzas rectas
Student Vannas Tijeras de resorte FineScience Tools91500-09Microtijeras
Tinte para tejidosProductos Bradley1101-3tinta para medir el estiramiento in vivo
Transductor de ultrasonidoFujiFilm Visual SonicsLZ-550transductor de ultrasonido utilizado; 256 elementos, frecuencia central de 40 MHz
VEVO2100FujiFilm Visual SonicsVS-20035ultrasonido utilizado para la obtención
de imágenes Wagner ScissorsFine Science Tools14069-12tijeras más grandes
< de ciencia Programa de Technologies

Referencias

  1. Capone, D., et al. Evaluating Residual Strain Throughout the Murine Female Reproductive System. Journal of Biomechanics. 82, 299-306 (2019).
  2. Danforth, D. The fibrous nature of th....

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