Todos los animales recibieron atención humanitaria de acuerdo con las directrices del Consejo Nacional de Salud e Investigación Médica (Australia). Todos los procedimientos con animales fueron aprobados por el Comité de Ética Animal del Instituto Garvan de Investigación Médica (Sydney, Australia).
1. Preparación del tampón Krebs-Henseleit (KH)
- Prepare 2 L de una solución madre 20x de tampón KH que contenga 2,36 M de NaCl, 0,094 M de KCl, 0,024 M de MgSO4, 0,024 M de KH2PO4. Aliquotar en tubos de 50 mL y almacenar a -20 °C.
- Antes del experimento, prepare dos matraces Erlenmyer de 2 L de 1x tampón KH que contenga 1900 mL de agua desionizada, 100 mL de 20x tampón KH de stock, 4,20 g de NaHCO3 (25 mM) y 3,96 g de glucosa (11 mM).
- Coloque los matraces tampón en un baño de agua a 37 °C y gasifique la solución con carbógeno (95% de oxígeno, 5% de dióxido de carbono, caudal ajustado a 2 L/min) a través de piedras difusoras (filtro de entrada deslizante) durante 5 min, luego agregue 2,8 mL de 1 M CaCl2 (1,4 mM). Continúe burbujeando la solución durante al menos 1 hora antes del inicio del experimento. El uso de una piedra difusora ayuda a una aireación uniforme del tampón.
- Coloque un pequeño volumen (~50 mL) de tampón en un plato redondo de metal a -20 °C para enfriar y formar una capa de tampón helado.
2. Preparación del circuito de perfusión
- Asegúrese de que todos los tubos y cristalería estén limpios y sin crecimiento o contaminación visibles.
- Ajuste las alturas de las cámaras de vidrio para que correspondan a las presiones de perfusión requeridas basadas en 1 cm H2O que sean equivalentes a 1,36 mmHg: Langendorff al corazón 100 cm (aproximadamente 75 mmHg), trabajo de precarga de lado al corazón 15 cm (aproximadamente 11 mmHg), cámara del corazón a la poscarga 100 cm (aproximadamente 75 mmHg).
- Inicie la circulación de agua caliente alrededor del circuito al menos 10 minutos antes de la perfusión cardíaca.
- Coloque los filtros de microfibra (1,2 μm) en los portafiltros y asegúrelos firmemente.
- Prepare el circuito con tampón KH, asegurándose de que se elimine todo el aire, y use una abrazadera de tubería de control de flujo para ajustar el flujo en el lado de Langendorff (Figura 1A, B) a ~ 50 mL / min. El flujo más lento facilita la canulación aórtica y evita que el corazón se desplace antes de la ligadura. Coloque un termómetro dentro del circuito a través de un conector de tubo en forma de T para controlar la temperatura del tampón a ~37 °C.
3. Configuración del software Lab Chart (análisis de datos)
- Asegúrese de que Powerlab (sistema de adquisición de datos) y el caudalímetro estén encendidos y conectados a la computadora antes de abrir el software de análisis de datos.
- Abra un nuevo archivo.
- Configure la recopilación de datos seleccionando el menú desplegable Configuración y seleccionando Configuración del canal. Seleccione para presión aórtica, flujo aórtico y frecuencia cardíaca (Figura 2A).
- Configure cada canal con la configuración que se muestra en la Figura 2B.
4. Preparación del animal para el aislamiento del corazón de rata
NOTA: A continuación se describe la metodología para el aislamiento y la perfusión del corazón de rata para el almacenamiento estático en frío y sin DBD. Los métodos para la instrumentación del corazón en el circuito de perfusión son relativamente similares, independientemente del método de donación que se utilice. Las diferencias en el protocolo para la donación de corazón de rata DBD y DCD ocurren principalmente desde el momento en que la anestesia animal ha hecho efecto hasta el momento en que se extirpa el corazón del animal.
- Pesar al animal, asegurándose de que su peso sea de >330 g. El rango de peso ideal para ratas macho es de 330-420 g.
- Administrar una inyección intraperitoneal de ketamina (80 mg/kg) y xilacina (10 mg/kg). Asegurar un plano quirúrgico adecuado de anestesia basado en la ausencia de un reflejo de pedal (reflejo de pellizco de los pies) y reflejo de parpadeo.
- Coloque al animal en posición supina, asegurando las extremidades con cinta adhesiva. Administre oxígeno al animal a través de un cono nasal.
- Tenga el contenedor metálico de aguanieve tampón KH y un pequeño recipiente metálico con hielo en la estación de disección. Remoja una gasa de 7,5 cm x 7,5 cm en un tampón KH y colócala en el recipiente con hielo.
- Una vez que se confirma el plano quirúrgico adecuado de anestesia, raspe la piel en el sitio de la incisión quirúrgica y limpie la piel con aséptico como betadine o alcohol al 70%. Haga una incisión lateral a través del abdomen (laparotomía) y mueva el estómago y los intestinos hacia un lado para permitir el acceso a la vena renal izquierda. Inyecte 1500 UI de heparina y aplique presión en el lugar de la inyección hasta que se detenga el sangrado. Espere de 1 a 2 minutos para que la heparina circule antes de continuar con la extracción del corazón.
- Abra la cavidad torácica cortando a través de la caja torácica a cada lado y cortando a través del diafragma. Sostenga y levante con cuidado el bloque corazón-pulmón mientras corta a lo largo de la aorta descendente, asegurándose de que el arco aórtico permanezca intacto. Esto permitirá que quede suficiente longitud de aorta para la canulación.
- La rata es sacrificada mediante la extirpación del corazón y los pulmones mientras está bajo anestesia. Sumerja el bloque corazón-pulmón en el aguanieve de hielo amortiguador KH para permitir que el corazón se detenga.
5. Canulación del corazón en el circuito de perfusión cardíaca de funcionamiento aislado
- Transfiera el bloque corazón-pulmón a una gasa con hielo. Diseccione el exceso de grasa alrededor de la aorta, recorte la aorta para dejar una longitud de 3-5 mm para la canulación y haga una pequeña incisión de ~ 1-2 mm en la arteria pulmonar. Esto permitirá un camino para el efluente coronario.
- Coloque el bloque corazón-pulmón recortado (mientras aún está en hielo) directamente debajo de las cánulas. Ajuste el flujo desde el lado de Langendorff utilizando una pinza de tubo de control de flujo para facilitar la canulación aórtica. Cánula cuidadosamente la aorta en la cánula izquierda, sujétala con una pinza negra y átala con una sutura de seda 2-0.
- Aumente el caudal de la perfusión de Langendorff abriendo completamente la abrazadera del tubo de control de flujo. Abra la abrazadera de poscarga. Asegúrese de que haya un flujo continuo desde la cámara de Langendorff. Comience a monitorear la actividad cardíaca con software.
NOTA: si el valor del flujo aórtico en la pantalla del caudalímetro es de <10 mL/min, asegúrese de que la arteriotomía pulmonar tenga un tamaño suficiente. Un traza/valor de flujo aórtico bajo también podría indicar que la cánula aórtica se ha insertado demasiado.
- Ajuste el bloque corazón-pulmón de modo que la superficie anterior de los pulmones quede orientada hacia el operador. Ate el lóbulo pulmonar izquierdo con una sutura de seda 2-0 y corte el exceso de tejido pulmonar izquierdo. Ate los lóbulos pulmonares restantes en un solo barrido con una sutura de seda 2-0 y corte el tejido. Gire el corazón de modo que los pulmones atados estén hacia atrás.
- Con unas tijeras Vannas pequeñas, corte un borde de 2-3 mm del apéndice auricular izquierdo, asegurándose de que se logre una pequeña abertura en las aurículas. Cánula cuidadosamente el apéndice auricular izquierdo a la cánula izquierda, sujételo con una pinza negra y átelo con una sutura de seda 2-0. La figura 3A muestra la ubicación de ambas cánulas.
- Ajuste la camisa de agua de la cámara cardíaca de modo que el corazón quede dentro del centro de la cámara.
- Abra el transductor de presión al aire y ponga a cero el transductor de presión en el software seleccionando el menú desplegable Presión aórtica > Bridge Amp > Zero. Haga clic en Aceptar.
- Perfunde el corazón en modo Langendorff durante 10 min. Asegúrese de que el flujo aórtico de Langendoff mida entre 10 y 20 mL/min (lo ideal es 20 mL/min).
- Antes de cambiar el modo de trabajo, asegúrese de que la piedra difusora (filtro de entrada deslizante) del depósito tampón KH de Langendorff esté colocada en el depósito tampón KH en funcionamiento.
- Ponga el corazón en modo de funcionamiento cerrando la pinza grande que conduce a la cánula aórtica y abriendo el flujo que conduce al apéndice auricular izquierdo. Grifo abierto de tres vías que conduce desde la perfusión de trabajo. Transfiera el tubo de retorno común (llevando el tampón KH de vuelta al depósito) desde el depósito de Langendorff hasta el depósito de trabajo.
- Perfunde el corazón en modo de trabajo durante 15 min. Lo ideal es que los valores de flujo aórtico sean de >30 mL/min al final de la perfusión de 15 min. Una vez que el corazón se haya estabilizado, comience a registrar datos en un software de análisis de datos.
- Mida el efluente coronario (flujo coronario) a 1 min, 5 min, 10 min y 15 min.
NOTA: Los valores de flujo coronario deben estar entre 10-20 mL/min. El flujo coronario superior a 22 mL/min generalmente indica una fuga que se origina en un vaso pulmonar desligado. La frecuencia cardíaca debe estar entre 200 y 300 lpm. El efluente coronario se puede recolectar para el análisis posterior de marcadores de lesión tisular (p. ej., troponina-I, liberación de lactato deshidrogenasa).
6. Administración de cardioplejia para el almacenamiento estático en frío del corazón
- Llene la cámara de cardioplejia (colocada a una altura de 60 cm para producir una presión de perfusión de aproximadamente 40 mmHg) con 50 mL de solución de preservación cardíaca designada (con o sin suplementación).
- Baje la camisa de agua y cierre el grifo de tres vías en el lado del modo de trabajo.
- Detenga el flujo hacia la cánula auricular izquierda cerrando la pinza.
- Abrir el flujo a la cánula aórtica.
- Cierre la abrazadera desde el lado de Langendoff y en la carga posterior.
- Abra la pinza desde la línea de cardioplejia y enjuague 15 ml de cardioplejia de la línea de presión. Cierre el grifo en la línea de presión.
- Permitir que el corazón se lave con cardioplejia a través de la cánula aórtica y recoger el efluente coronario. Ejecute cardioplejia durante 3 minutos y registre el volumen de cardioplejia administrada.
- Detenga la grabación de datos en el software y guarde el archivo.
- Después de 3 minutos, cierre la pinza para cardioplejia y la pequeña pinza azul que conduce a la cánula aórtica.
- Coloque una pinza de bulldog en la cánula aórtica y una segunda pinza de bulldog en la cánula izquierda. Desconecte el bloque de cánula cardíaca del circuito y colóquelo en un vaso de precipitados que contenga cardioplejia en una caja de hielo (Figura 3B, C).
- Guarde el corazón en la nevera durante 6 h (o el tiempo de almacenamiento en frío deseado).
7. Reperfusión cardíaca después del almacenamiento estático en frío
- Prepare el tampón KH según la sección 1.
- Cebe el circuito de perfusión como se indica en la sección 2.
- Abra el archivo guardado desde la perfusión de línea base.
- Retire con cuidado el bloque de cánula cardíaca de la caja de hielo y asegúrelo al circuito de perfusión. Antes de volver a conectar la cánula aórtica, use una jeringa de 18 G de extremo romo llena de tampón KH para eliminar el aire de la cánula. Conecte primero la cánula aórtica, abra la pinza de tubo en el lado de Langendorff y asegúrese de que la pinza de tubo de poscarga esté abierta.
- Vuelva a conectar la cánula auricular izquierda, asegurándose de que se haya eliminado el aire de la cánula antes de conectarla al circuito de perfusión. Mantenga la abrazadera del lado de trabajo cerrada hasta que sea el momento de cambiar del modo de trabajo de Langendorff.
- Perfunde el corazón en modo Langendorff durante 15 min. Asegúrese de iniciar el registro de datos al inicio de la reperfusión de Langendorff.
- Antes de cambiar al modo de trabajo, coloque ambas piedras burbujeantes en el tampón KH, abra el grifo de 3 vías en el lado de trabajo y transfiera el tubo de retorno común al depósito de trabajo.
- Cierre la pinza Langendorff blanca, abra la pinza blanca del lado de trabajo y perfunda el corazón durante 30 min. Mida y recoja el efluente coronario en puntos de tiempo designados para el análisis posterior (p. ej., marcadores de lesiones cardíacas). Asegúrese de detener y reiniciar la grabación de software para iniciar un nuevo segmento (o, alternativamente, agregue un comentario).
- Aproximadamente a los 15 minutos del modo de trabajo de reperfusión, cierre el grifo de tres vías.
- Al final de la reperfusión, guarde el archivo de datos, detenga el flujo a través del circuito y desconecte el bloqueo cardíaco. Recolectar muestras del ventrículo izquierdo para el procesamiento histológico y/o congelarlas para estudios futuros (p. ej., extracción de proteínas para estudios de Western blot).
- Retire los filtros de los portafiltros, drene el tampón del circuito y enjuague dos veces con 5 L de agua destilada.
NOTA: Aunque no es necesario, ayuda precalentar el agua destilada en un recipiente grande dentro del baño de agua.
8. Análisis de la recuperación funcional
- Abra el archivo LabChart.
- Resalte una región de al menos 30 s de grabación y, a continuación, haga clic en Comando > Agregar selección de datos O Agregar varias veces a los datos. Esto agregará los parámetros deseados a un archivo DataPad dentro del software.
- Seleccione el menú desplegable Ventana > DataPad.
- Resalte y copie los valores de recuperación del DataPad en una hoja de cálculo para el análisis de recuperación funcional. Calcule la recuperación funcional como un porcentaje de su respectivo valor de referencia 1,6,7.