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El término remodelación cardíaca se ha utilizado para describir cambios en la estructura o función del corazón causados por varios factores estresantes desde que Hochman y Bulkley acuñaron por primera vez el término en el modelo de infarto de miocardio (IM) a principios de la década de 1980 1,2. Los corazones remodelados pueden presentar disfunción sistólica o diastólica, arritmias, hipertrofia de la pared ventricular, cicatrización, anomalías vasculares, fibrosis, muerte de miocitos, inflamación, alteraciones metabólicas y cambios celulares y moleculares3. La consecuencia de esta remodelación cardíaca suele ser la insuficiencia cardíaca. Los modelos animales son herramientas esenciales para identificar los mecanismos de la enfermedad y explorar estrategias de intervención para atenuar y revertir la remodelación cardíaca. El objetivo de esta colección de métodos es introducir enfoques innovadores para desarrollar modelos de remodelación cardíaca en ratones o minicerdos. La inclusión de diferentes animales permite el paso de la investigación desde las investigaciones básicas, exploratorias que utilizan roedores, hasta el modelo preclínico de cerdos. Las estrategias utilizadas por los autores incluyen infarto de miocardio ventricular derecho inducido por ligadura de la arteria coronaria derecha en ratones4, arritmias cardíacas inducidas por estimulación eléctrica programada en ratones5, enfermedad de injerto venoso inducida por injerto de derivación de arteria coronaria (CABG) en cerdos6, sobrecarga de volumen cardíaco debido a regurgitación aórtica en ratones7, insuficiencia cardíaca con fracción de eyección preservada (ICFEp) inducida por constricción aórtica descendente en cerdos8, combinación de infusión de angiotensina II y denervación renal para controlar la presión arterial en ratones9, y mutaciones en un gen homólogo humano, el gen de la cadena pesada de miosina cardíaca 7 (MYH7), en corazones de ratón10. Además, los autores proporcionan protocolos detallados para evaluar la remodelación cardíaca mediante el seguimiento de características de resonancia magnética cardíaca (CMR-FT) en pacientes11, ecocardiografía en ratones y cerdos 4,7,8,10, registros electrofisiológicos en ratones 5, mediciones hemodinámicas en ratones 4,7, histología cardíaca de ratón o cerdo 4,6, 7,8,9,10 y biomarcadores 6,8,9.
El infarto de miocardio es la causa más común de remodelado cardíaco12. Se sabe que la afectación del ventrículo derecho se asocia con un mayor riesgo de muerte por infarto de miocardio inferior13,14. El modelo de ligadura de la arteria coronaria izquierda se ha utilizado ampliamente para simular las características clínicas del IM15,16. Por lo tanto, Liao et al.4 desarrollan un modelo de ratón centrado en el infarto de miocardio del ventrículo derecho mediante ligadura permanente de la arteria coronaria derecha. Los autores demuestran los procedimientos y métodos de cirugía cardíaca de ratón para determinar la función ventricular derecha, la hemodinámica y la histología. Además, se proporcionan imágenes representativas de cilindros vasculares coronarios en ratones. La introducción de un modelo de infarto de miocardio del ventrículo derecho facilitará la comprensión de los mecanismos que desencadenan la remodelación cardíaca después de un infarto de miocardio en el corazón derecho menos investigado.
La cirugía de revascularización miocárdica se usa para tratar enfermedades de las arterias coronarias prolongadas o de múltiples vasos. Sin embargo, los injertos venosos pueden sufrir cambios patológicos y volver a ocluirse después de la cirugía, lo que lleva a la enfermedad del injerto venoso17. Li et al.6 detallan un procedimiento de cirugía de revascularización miocárdica porcina utilizando la vena mamaria interna como injerto6. Además, los autores demuestran el método de intubación traqueal de cerdo y el procedimiento de recolección de la vena mamaria interna izquierda. Este modelo se puede utilizar para probar tratamientos que mantienen la permeabilidad de los injertos venosos o reducen la remodelación adversa del injerto.
Las arritmias auriculares y ventriculares se diagnostican con frecuencia en pacientes con infarto agudo de miocardio18,19. Aunque los modelos de ratón tienen limitaciones en términos de estudio de arritmias cardíacas debido a su alta frecuencia cardíaca y pequeño tamaño corporal, los investigadores han logrado registrar y manipular electrocardiogramas de ratón para obtener información valiosa sobre los cambios eléctricos del corazón después del infarto de miocardio. En este contexto, Lu et al.5 combinan estimulación eléctrica programada y perfusión cardíaca aislada para estudiar taquiarritmias ventriculares en ratones con infarto de miocardio. Los autores también demuestran el uso de una inyección guiada por ecocardiografía de virus recombinante en ventrículos de ratón y rata. Las técnicas descritas en este artículo son valiosas para estudiar las alteraciones del ritmo cardíaco asociadas con la remodelación cardíaca adversa después del infarto de miocardio.
Las arritmias auriculares son factores de riesgo independientes para la remodelación y disfunción auricular. Wang et al.11 aplican CMR-FT para evaluar la distensión de la aurícula izquierda y la función auricular en los pacientes, lo que permite evaluar con precisión la disfunción auricular. Con los avances en las técnicas de diagnóstico clínico por resonancia magnética, los investigadores han empleado este enfoque para evaluar anomalías estructurales y funcionales cardíacas en modelos de ratón y cerdo20,21. El método presentado por Wang et al.11 también se puede emplear para evaluar la función auricular en modelos animales grandes.
La sobrecarga de volumen cardíaco puede ser causada por insuficiencia aórtica, una condición en la que la sangre diastólica se filtra de la aorta al ventrículo izquierdo22. Con base en el Framingham Heart Study, la prevalencia de insuficiencia aórtica en hombres y mujeres es de 13% y 8,5%, respectivamente23. Wu et al.7 presentan un modelo de ratón de insuficiencia aórtica que imita la sobrecarga de volumen cardíaco causada por la cardiopatía valvular. En este protocolo, la cirugía de ruptura de la válvula aórtica se realiza bajo la guía de una ecografía de alta resolución. Se presentan la función cardíaca, las consecuencias hemodinámicas y los sitios de punción en las válvulas del modelo.
Aproximadamente la mitad de los pacientes con insuficiencia cardíaca se clasifican como ICFEp24. Li et al.8 establecen un modelo de minipig de HFpEF inducido por la constricción precisa de la aorta descendente. Los autores demuestran la cirugía a corazón abierto, la configuración del dispositivo de medición de la presión aórtica, las mediciones mediante ecocardiografía transtorácica y el proceso de remodelación ventricular.
Wang et al.9 demuestran un protocolo de denervación simpática renal para controlar la hipertensión y atenuar la hipertrofia cardíaca en ratones. En este modelo de ratón, los autores primero implantan una microbomba osmótica que contiene angiotensina II y luego utilizan un enfoque delicado para desensibilizar las terminaciones nerviosas en la pared de la arteria renal. Además, se presentan imágenes anatómicas de las arterias renales del ratón. Este modelo bien diseñado ayuda a estudiar los mecanismos de remodelación cardíaca inducidos por la hipertensión.
La miocardiopatía hipertrófica es la cardiopatía hereditaria más común25, y la variación del gen del sarcómero es una causa importante de miocardiopatía hipertrófica. En este contexto, Xia et al.10 demuestran métodos integrales para comprender los factores genéticos asociados a esta enfermedad. Los autores primero identifican las variantes de MYH7 mediante análisis de secuencia del exoma y segregación de variantes y luego crean un modelo de ratón con una mutación puntual en el gen MYH7. Los fenotipos patológicos de la hipertrofia cardíaca se muestran en el artículo.
Los autores incluidos en esta colección de métodos han establecido diferentes modelos de remodelado cardíaco mejorando los procedimientos existentes o empleando nuevas técnicas. Se espera que estos modelos innovadores puedan desarrollarse para descubrir los mecanismos moleculares de la remodelación cardíaca, avanzar en nuestra comprensión de las condiciones humanas y crear nuevas estrategias de tratamiento y diagnóstico que mejoren los resultados de los pacientes y prolonguen la vida.