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Este trabajo describe los pasos críticos para realizar la perfusión transcárdica. Al construir el aparato de perfusión (sección 1 del protocolo), es importante utilizar tubos que sean lo suficientemente flexibles como para estar completamente ocluidos por un hemostático. Algunos tubos rígidos pueden no estar suficientemente ocluidos por un hemostático y aún pueden permitir que el PFA se filtre en la línea principal durante la perfusión inicial de PBS. Al preparar la solución de PFA al 4%, es importante asegurarse de que el pH sea fisiológico (7.4). Como la preparación de la solución de PFA implica calentarla a 65 ° C, la solución debe enfriarse de nuevo a 25 ° C antes de medir el pH, ya que esta es la temperatura a la que se calibra el pH en el medidor.
Al realizar la incisión inicial en el abdomen, se debe tener cuidado para evitar la laceración de los órganos abdominales (protocolo sección 2). Al diseccionar superiormente hacia el diafragma, es importante evitar la laceración del hígado, ya que es común que el hígado se adhiera a la pared abdominal anterior. Para superar esto, el hígado se disecciona cuidadosa y contundentemente lejos de la pared anterior antes de continuar una incisión hacia el diafragma. Al ingresar a la cavidad torácica a través del diafragma, es importante evitar la laceración del corazón, los grandes vasos y el pulmón. Para evitar esto, la punta de la tijera se mantiene superficialmente y en un ángulo agudo con la caja torácica.
La disección inicial para exponer el corazón toma aproximadamente 2 minutos desde la incisión inicial. Se espera que durante este tiempo, algo de aire haya entrado en la punta de la aguja de la mariposa. La introducción de este aire en la circulación del ratón producirá una perfusión de mala calidad. Por lo tanto, es fundamental que la línea principal se abra y el PBS se enjuague a través de la aguja inmediatamente antes de la canulación del corazón para eliminar las burbujas de aire. Idealmente, el corazón se canula mientras que un pequeño goteo de PBS fluye a través de la punta de la aguja para garantizar la ausencia completa de aire al perforar el VI.
Cuando la aguja entra en el VI, no debe ir tan profundo como para introducir la punta de la aguja en el ventrículo derecho (RV). La colocación de la aguja en el RV o más allá de la válvula mitral dará como resultado un "inflado" inmediato de los pulmones cuando se inicie la perfusión. Esto no es deseable, y la aguja debe retirarse ligeramente para garantizar la colocación del VI. Si la aguja se coloca correctamente, los pulmones permanecerán planos durante toda la perfusión. Cuando se inicia la perfusión, a veces se observa que un líquido transparente está emergiendo de la boca abierta del animal. Esto generalmente se debe a una presión de perfusión que es demasiado alta o debido a un extravío de la aguja dentro del corazón. Los autores especulan que las presiones de perfusión elevadas resultan en la extravasación del perfusato del lecho capilar arteriolar y el flujo retrógrado de PBS a través del árbol bronquial hacia el esófago y la cavidad oral.
La presión de perfusión debe reducirse disminuyendo el nivel de PBS en la botella de PBS o bajando la altura de la botella de PBS. Alternativamente, si la aguja se coloca demasiado profundamente en el ventrículo izquierdo, puede viajar a través de la válvula mitral y administrar perfusato a la aurícula izquierda. Esto puede resultar en flujo retrógrado a través de las venas pulmonares y extravasación de perfusato en las arteriolas, como se describió anteriormente. La eliminación completa de la sangre del sistema circulatorio con PBS es especialmente importante para evitar la reticulación inducida por fijadores de los componentes sanguíneos que resulta en la oclusión de los vasos en la posterior perfusión fijadora. El aclaramiento se evalúa efectivamente mediante un cambio de color del hígado y el flujo de PBS de una incisión en la base de la cola ventral. El aclaramiento sanguíneo generalmente se completa a los 3 minutos de perfusión con PBS; sin embargo, si los signos visuales de aclaramiento ocurren en tiempos más cortos, entonces el fijador se introduce antes de los 3 minutos. No se recomiendan tiempos de aclaramiento más largos, ya que la perfusión fija retardada conduce a artefactos en la estructura fina delSNC 1.
Cuando se administra PFA, es importante controlar el nivel de solución de PFA en el frasco de PFA. Llene la botella de PFA si el nivel de PFA desciende a menos de 4 cm por encima de la boca de la botella de PFA. Una vez completada la perfusión, el aparato de perfusión debe enjuagarse bien con agua destilada. Esto es importante ya que el PFA residual en la línea principal contaminará la perfusión inicial de PBS con PFA y dará como resultado una perfusión de mala calidad. Finalmente, las agujas de mariposa de 25 G generalmente se recomiendan para ratones adultos de tamaño promedio en el rango de 20-30 g. Sin embargo, los ratones más grandes o más pequeños pueden requerir agujas de calibre ligeramente más grandes o más pequeños, además del ajuste de las botellas fijadoras para proporcionar tasas de flujo óptimas.
Para la disección del SNC y la incrustación de OCT (sección 3 del protocolo), es común que los tejidos de la médula espinal no se hundan completamente en sacarosa al 30%. Por lo tanto, estos tejidos se dejan en sacarosa durante 2 días y luego se incrustan en oct, independientemente de si se hunden o no. Al congelar los tejidos en la OCT, es posible que ciertos tejidos se agrieten cuando se colocan en 2-metilbutano enfriado. Esto es más común con el cerebro y generalmente ocurre cuando se coloca demasiada OCT en el tejido. Para evitar esto, coloque solo suficiente OCT para cubrir las superficies del tejido antes de la congelación inmediata. En algunos protocolos, el agrietamiento es menos común a pesar de la inmersión completa en oct. Esto generalmente se debe a un método de congelación más lento, como cuando se usa 2-metilbutano enfriado por hielo seco o se coloca el criomold en un bloque de hielo seco directamente. El 2-metilbutano refrigerado por nitrógeno líquido es preferido en este trabajo, ya que la tasa de congelación es sustancialmente más rápida y puede preservar mejor la morfología del tejido que los métodos de congelación más lentos.
Al crioseccionar el tejido (sección 4 del protocolo), es importante evitar múltiples ciclos de congelación-descongelación. Por lo tanto, es óptimo cortar todas las secciones de un solo bloque de OCT para obtener una región cerebral específica para el análisis en lugar de descongelar y volver a congelar áreas seleccionadas. Si esto no es viable, después de obtener algunas secciones, los usuarios pueden volver a congelar y almacenar los bloques de OCT en el congelador profundo de -80 ° C 1-2 veces más para su uso futuro.
Los principales beneficios de este método sobre la bomba más tradicional o la entrega de perfusato a presión de aire son los siguientes: (1) bajo costo y accesibilidad del aparato de perfusión. (2) Los usuarios no necesitan mantener manualmente la presión en el aparato de perfusión durante toda la perfusión. (3) Presión de perfusión más baja y más consistente que otras alternativas de bajo costo para la perfusión, como a través de la administración de jeringas. Usando la ecuación de Bernoulli, se calcula que el aparato de perfusión alimentado por gravedad construido aquí mantendrá una presión de perfusión de aproximadamente 73 mm Hg cuando las botellas de perfusato se colocan a 1 m de elevación en relación con la aguja. Dado que esto está significativamente por debajo de la presión arterial sistólica de estos animales, es probable que esta presión de perfusión sea lo suficientemente baja como para evitar la ruptura vascular12.
Hasta ahora, los autores han utilizado con éxito este sistema de perfusión para detectar la presencia de α-sinucleína fosforilada en un modelo de ratón de la enfermedad de Parkinson. Durante este tiempo, no se han encontrado limitaciones significativas con este método de perfusión que no estén presentes con un método de administración de perfusión con bomba. La principal limitación de esta técnica es la naturaleza lenta de la perfusión frente a la fijación por gotas. Esta técnica es preferible a la fijación por caída, ya que la perfusión da como resultado una penetración más profunda del fijador en las estructuras del SNC. Una segunda limitación de esta técnica es que requiere cierta habilidad quirúrgica para realizarse, ya que el corazón debe ser canulado rápidamente después de la entrada en la cavidad torácica. Sin embargo, con la experiencia, los usuarios capacitados pueden canular rutinariamente el corazón dentro de 1 minuto de la incisión inicial en el abdomen.