El análisis de desplazamiento de la deformación mecánica miocárdica (DIAMOND) revela la heterogeneidad segmentaria de la función cardíaca en el pez cebra embrionario

Resumen

El objetivo de este protocolo es detallar un método novedoso para la evaluación de la función cardíaca segmentaria en peces cebra embrionarios tanto en condiciones fisiológicas como patológicas.

Resumen

Los peces cebra se utilizan cada vez más como organismo modelo para cardiomiopatías y regeneración. Los métodos actuales que evalúan la función cardíaca no detectan de forma fiable la mecánica segmentamental y no son fácilmente factibles en el pez cebra. Aquí presentamos un método semiautomatizado de código abierto para la evaluación cuantitativa de la función cardíaca segmental de cuatro dimensiones (4D): análisis de desplazamiento de la deformación mecánica miocárdica (DIAMOND). El pez cebra embrionario transgénico se imágenó in vivo utilizando un sistema de microscopía de fluorescencia de láminas de luz con sincronización de movimiento cardíaco 4D. Los corazones digitales 3D adquiridos fueron reconstruidos a finales de sístole y end-diastole, y el ventrículo se segmentó manualmente en conjuntos de datos binarios. Luego, el corazón se reorientó e isotrópicamente remuestreó a lo largo del verdadero eje corto, y el ventrículo se dividió uniformemente en ocho porciones (I-VIII) a lo largo del eje corto. Debido a los diferentes planos de remuestreo y matrices en la sistole final y la diastola final, se aplicó una matriz de transformación para el registro de imágenes para restaurar la relación espacial original entre las matrices de imágenes sistólicas y diastólicas remuestreadas. Después del registro de la imagen, el vector de desplazamiento de cada segmento de la sistole final a la diastole final se calculó sobre la base del desplazamiento de centroides de masa en tres dimensiones (3D). DIAMOND muestra que los segmentos miocárdicos basales adyacentes al canal auriculoventricular experimentan la deformación mecánica más alta y son los más susceptibles a lesiones cardíacas inducidas por doxorubicina. En general, DIAMOND proporciona información novedosa sobre la mecánica cardíaca segmentaria en embriones de pez cebra más allá de la fracción de eyección tradicional (EF) en condiciones fisiológicas y patológicas.

Introducción

La toxicidad cardíaca inducida por quimioterapia y la insuficiencia cardíaca subsiguiente son una de las principales razones de la interrupción de la quimioterapia¹. Por lo tanto, la evaluación funcional cardíaca desempeña un papel crucial en la identificación de la toxicidad cardíaca y, lo que es más importante, en la predicción de una lesión cardíaca temprana después de la quimioterapia^2. Sin embargo, los enfoques actuales para la evaluación funcional cardíaca encuentran limitaciones. Métodos como la fracción de eyección ventricular izquierda (LVEF) proporcionan sólo mecánica cardíaca global y a menudo retrasada despué....

Protocolo

Todos los métodos descritos aquí han sido aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de UCLA, y los experimentos se realizaron de conformidad con los protocolos aprobados por la Oficina de Investigación Animal de UCLA.

1. Crianza Tg(cmlc2:mCherry) pez cebra y colección de embriones

1. Siga los procedimientos de alojamiento, cría y recolección de embriones descritos en las prácticas de cría y cría previamente establecidas. Para obtener más información, véase Messerschmidt et al.⁹.
2. Tratar los embriones recogidos con 0.003% 1-fenil-2-tiourea (PTU) en E3 medio 18 ....

Resultados

El proceso mediante el cual se desarrolló EL DIAMANTE para evaluar la función cardíaca segmental 3D se presenta en la Figura 1. Tras la adquisición y reconstrucción de imágenes LSFM en 3D del corazón de pez cebra embrionario(Figura 1A),el plano de eje corto verdadero se determinó como el plano perpendicular a los ejes largos verticales y horizontales, ambos determinados en un visor multiplano(Figura 1B).

Discusión

Una estrategia rigurosa para la cuantificación de la función miocárdica segmentada es fundamental para evaluar la mecánica cardíaca más allá de la EF tradicional, conocida por ser un indicador insensible y retardado de la lesión miocárdica^1,4,12. Por lo tanto, ha habido un creciente interés en los marcadores de los primeros cambios miocárdcos, y un creciente cuerpo de literatura apoya los parámetros de deformación miocárdica com.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Amira6	FEI		Software de análisis de imágenes
DAPT	Millipore Sigma	D5942-5MG
Clorhidrato de doxorrubicina	Millipore Sigma	D1515-10MG
3-aminobenzoato de etilo metanosulfonato	Millipore Sigma	E10521-10G	Tricaína
MATLAB	MathWorks		Entorno de programación
Caja de herramientas de procesamiento de imágenes de MATLAB	Caja de herramientas de procesamiento de imágenes	MathWorks

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