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La isquemia tisular se encuentra con frecuencia en la medicina clínica y sigue siendo un enfoque clave en la investigación actual. Ya en 1880, se utilizó la oclusión arterial coronaria catastrófica para demostrar los efectos de la isquemia, pero no fue hasta hace poco que se reconoció la lesión distinta y separada asociada con la reperfusión1. La investigación sobre lesiones por isquemia/reperfusión (IRI) está creciendo a un ritmo rápido. En esta colección, destacamos importantes nuevas incorporaciones al campo, desde modelos de vanguardia hasta terapias novedosas en diversos modelos preclínicos. Esta compilación reúne herramientas útiles para cualquier investigador de ciencias básicas. Por ejemplo, los modelos de isquemia cerebral o cardíaca propuestos aquí se pueden visualizar utilizando los métodos de tinción de cloruro de 2,3,5-trifenil-2H-tetrazolio (TTC) descritos por Liepinsh2. De manera similar, Paro et al.3 y Compton et al.4 utilizan láser Doppler para confirmar estados de isquemia y reperfusión en tejidos separados.
La oclusión coronaria es la principal causa de muerte súbita cardíaca5. Muchos modelos in vivo intentan recapitular esta lesión de formas no fisiológicas (por ejemplo, mediante crioablación o cauterio). 6 A través de la micromanipulación, Lv et al.6 demuestran que la arteria descendente anterior izquierda (DA) puede ser ligada y reperfundida de forma fiable en un modelo de ratón reproducible de bajo coste de IRI coronaria6. El ventrículo izquierdo se expone mediante toracotomía, y un microscopio de disección permite la identificación de la DA y el paso de una sutura alrededor de la arteria. Se utiliza un nudo corredizo para la oclusión reversible. La troponina, la ecocardiografía y la tinción TTC se pueden utilizar para cuantificar el IRI. Este modelo tiene amplias aplicaciones, desde estudios terapéuticos hasta mecanicistas en esta especie genéticamente modificable.
El accidente cerebrovascular es la segunda causa más común de mortalidad, y la oclusión de la arteria cerebral media (ACM) es la forma más común de accidente cerebrovascular 7,8. Actualmente, hay una falta de tratamientos efectivos para la recuperación después de las etapas agudas del accidente cerebrovascular. Los enfoques anteriores para aumentar el crecimiento vascular y devolver el suministro de sangre necesario han tenido resultados decepcionantes. Paro et al.3 adaptan un procedimiento neuroquirúrgico actual para el tratamiento novedoso del ictus isquémico3. En este enfoque técnico, la oclusión intravascular y la reperfusión se logran utilizando un monofilamento de sutura que pasa de la arteria carótida a la ACM. Los cambios en el flujo sanguíneo se confirman con láser Doppler. Luego, el músculo temporal se rota a través de una craneotomía para colocarse en la superficie cerebral del territorio MCA expuesto. Este procedimiento modula los factores de crecimiento de la angiogénesis y conduce a una mayor densidad de crecimiento de nuevos vasos dentro de las lesiones isquémicas.
Pasando de in vivo a ex vivo, Barajas et al.9 amplían un modelo probado en el tiempo, la preparación cardíaca de Langendorff, para usar con corazones de ratón recién nacidos en desarrollo9. Esto permite el estudio de sujetos genéticamente modificables durante los puntos clave del desarrollo. Los estudios de desarrollo anteriores se limitaron a animales más grandes. El corazón del recién nacido muestra diferencias en el metabolismo y las respuestas fisiológicas y farmacológicas del IRI. Este método no solo apoyará el desarrollo de modelos de IRI pediátricos, sino que también puede ayudar a abordar preguntas de desarrollo de larga data. El corazón del ratón recién nacido es demasiado pequeño para medir el trabajo cardíaco con un balón y requiere la utilización de un transductor de fuerza conectado al vértice ventricular, que representa el enfoque clásico descrito por Langendorff en 189510.
La evaluación de alta calidad de las áreas de tejido viable, en riesgo y necrótico después de la IRI es primordial para evaluar las intervenciones. Dicha cuantificación es aplicable en los tres artículos descritos anteriormente. Existen muchas herramientas para este proceso; sin embargo, Liepinsh et al.2 detallan un método paso a paso elegantemente simple y económico para el corazón y el cerebro. Esta es una metodología útil en cualquier caja de herramientas de investigadores ex vivo e in vivo . El manejo adecuado de los tejidos incluye garantizar la presión y el tiempo de tinción estandarizados, así como los tiempos estandarizados de congelación y almacenamiento. La configuración de la fotografía macro debe ajustarse manualmente; La exposición y el balance de blancos incorrectos, así como el desenfoque y los reflejos, se pueden prevenir cuidadosamente con su configuración detallada.
Las señales célula-célula en respuesta a IRI ocurren en todos los tipos de células y entre células tanto en contacto físico como a distancias más largas entre sí11. Li et al.12 destacan este fenómeno utilizando un cocultivo celular endotelial-cardiomiocito habilitado para la diafonía pero físicamente aislado12. Este método permite el análisis in vitro de alta fidelidad de una sola línea celular. En su estudio, la demostración de la atenuación de las células endoteliales del IRI de cardiomiocitos dependía del distanciamiento célula-célula. Esto demuestra las claras ventajas de los cocultivos no mixtos y destaca a los futuros investigadores la importancia de controlar los entornos físicos. Si bien este modelo se presta inmediatamente a la investigación de las interacciones endotelial-cardiomiocitos cardíacas, es posible la expansión a cualquier otra interacción tejido-órgano.
Pasando de los tejidos cardíacos y cerebrales, Compton et al.4 exploran el efecto de la fototerapia en la IRI de las extremidades4. No existe una presión o tiempo de inflado del torniquete óptimos definitivos, y las lesiones musculares y neuronales de los torniquetes quirúrgicos están bien documentadas y pueden conducir a la morbilidad del paciente13. Los autores imitan los entornos clínicos utilizando torniquetes para la isquemia unilateral de las extremidades confirmada con láser Doppler en ratones. En su estudio, 5 minutos de tratamiento con luz infrarroja cercana por hora de tiempo isquémico alteraron la proliferación de macrófagos, los marcadores inflamatorios y los niveles de necrosis tisular. Este modelo clínicamente aplicable y la terapia no invasiva amplían los límites actuales de las prácticas de campo quirúrgico "sin sangre".
Después del corazón y el cerebro, los riñones se encuentran entre los órganos IRI más estudiados. El riñón es extremadamente sensible a la malperfusión, y Godoy et al.14 destacan que el mismo procedimiento, incluso si se altera ligeramente, puede conducir a estados patológicos variados14. La utilización de un enfoque retroperitoneal para exponer y pinzar el pedículo renal durante tan solo 30 minutos conduce a un daño significativo. A través de la alteración del tiempo de reperfusión, se pueden estudiar varios estados de recuperación y enfermedad, incluida la obstrucción tubular, la dilatación tubular, la infiltración de neutrófilos e incluso la fibrosis focal. Este modelo conserva el riñón contralateral para la comparación, lo que puede ayudar en la caracterización del marcador de lesión específicamente en relación con la diafonía renal-renal.
En resumen, esta compilación de métodos IRI proporciona una caja de herramientas ampliamente aplicable para los investigadores que utilizan muchos tejidos y preparaciones diferentes, desde modelos in vitro hasta ex vivo e in vivo . Desde la novedosa reinvención de las técnicas quirúrgicas hasta la expansión de los métodos probados en el tiempo, los expertos establecidos en la investigación del IRI proporcionan herramientas de investigación novedosas y de vanguardia. Sin embargo, un punto en común entre estos estudios parece ser la mejor traducibilidad a modelos clínicos a través del desarrollo de técnicas relevantes. Desde la imitación de entornos quirúrgicos con torniquetes hasta la oclusión de MCA y LAD, la mejora de los modelos preclínicos sin duda ayudará en la futura aplicación clínica de nuestro trabajo.