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Un modelo quirúrgico para el injerto de tejido adiposo marrón en la superficie del corazón en ratones

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DOI:

10.3791/67289

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11 de julio de 2025

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1Department of Cardiovascular Surgery, The Second Xiangya Hospital of Central South University, 2National Clinical Research Center for Metabolic Diseases, Hunan Provincial Key Laboratory of Metabolic Bone Diseases, and Department of Metabolism and Endocrinology, The Second Xiangya Hospital of Central South University, 3Department of Radiology, the Second Xiangya Hospital, Central South University

En este artículo

Resumen

Se desarrolló un modelo quirúrgico único para injertar tejido adiposo marrón en la superficie del corazón en ratones. Este modelo puede mejorar la comprensión de los efectos del tejido adiposo epicárdico (EAT) en las enfermedades cardíacas y el papel cardioprotector del pardeamiento de la EAT.

Resumen

Se debe desarrollar un modelo de ratón para investigar los efectos paracrinos del oscurecimiento del tejido adiposo epicárdico (EAT) en las arterias coronarias y el miocardio. Debido a su especial ubicación anatómica y a su conexión directa con la superficie del corazón, la EAT se considera no solo un órgano de almacenamiento de energía, sino también un regulador paracrino esencial implicado en múltiples enfermedades cardiovasculares. Varios estudios han indicado que el pardeamiento de EAT tiene un potencial terapéutico prometedor para las enfermedades cardiovasculares a través de la transición del fenotipo antiinflamatorio, la liberación de factores cardioprotectores y vesículas extracelulares, entre otros mecanismos. La deficiencia congénita de EAT en modelos de roedores limita la investigación experimental sobre su función en las enfermedades cardiovasculares. Estudios anteriores han utilizado el trasplante de tejido adiposo para investigar la diafonía endocrina y paracrina entre el tejido adiposo y otros órganos. Esto pone de manifiesto la necesidad de desarrollar un modelo quirúrgico para el trasplante de tejido adiposo marrón (BAT) en la superficie del corazón del ratón para estudiar sus efectos paracrinos sobre las enfermedades cardiovasculares y explorar los posibles beneficios protectores del pardeamiento de la EAT. En este trabajo, este estudio establece un procedimiento quirúrgico único para injertar tejido adiposo marrón en la superficie del corazón en ratones y evalúa la supervivencia del injerto y la viabilidad del receptor cuatro semanas después de la operación. Este modelo se puede aplicar en futuros experimentos para investigar el pardeamiento de la EAT.

Introducción

El tejido adiposo epicárdico (EAT) es un depósito de grasa heterogéneo y multifuncional situado en la superficie del corazón, que se adhiere directamente al miocardio y rodea las arterias coronarias principales sin tejido conectivo entre ellas1. Debido a su proximidad anatómica al miocardio y a las arterias coronarias, la EAT puede segregar activamente abundantes y diversos biofactores de forma paracrina-dependiente para regular enfermedades cardiovasculares, como la fibrilación auricular, la aterosclerosis y la insuficiencia cardíaca 2,3,4. La EAT podría ser un factor de riesgo para las enfermedades cardiovasculares, y se cree que la EAT puede convertirse en una nueva diana terapéutica para los medicamentos cardiometabólicos5.

Sin embargo, a diferencia de los humanos, casi no hay COMIDA notable en la superficie del corazón del ratón. De hecho, la mayoría de los experimentos sobre EAT se han llevado a cabo in vitro debido a la falta de un modelo animal experimental para observar la función de EAT in vivo6. Por lo tanto, los científicos solo pueden purificar y analizar los secretomas de EAT in vitro, y no existe un modelo experimental aplicable para observar completamente las funciones reales de EAT in vivo. Por lo tanto, el establecimiento de un modelo de ratón con EAT será beneficioso para dilucidar cómo EAT ejerce sus efectos únicos sobre el miocardio proximal y las arterias coronarias.

El tejido adiposo marrón (BAT) posee una capacidad termogénica inherente y mejora el metabolismo de la glucosa7. Recientemente, los investigadores han descubierto que el BAT puede funcionar como un tejido cardioprotector para las enfermedades cardíacas. Las pequeñas vesículas extracelulares secretadas por BAT están implicadas en la cardioprotección inducida por el ejercicio al suministrar miRNAs cardioprotectores al corazón8. BAT puede liberar 12,13-diHOME y NOS1 para mejorar la función cardíaca a través de la regulación del ciclo del calcio9. El FGF21 derivado del tejido adiposo marrón atenúa el remodelado cardíaco hipertensivo mediante la activación del receptorA2A10. Además, BAT puede liberar BMP3b, lo que disminuye el daño miocárdico en la lesión por isquemia-reperfusión (I/R)11.

Estos estudios indican que el BAT desempeña un papel cardioprotector en las enfermedades cardiovasculares a través de mecanismos endocrinos. También hay evidencia que sugiere que se ha observado que los modelos exitosos de trasplante de BAT, en los que BAT de un ratón normal se trasplanta a la región interescapular de un ratón con dieta alta en grasas, mejoran el metabolismo de la glucosa y la sensibilidad a la insulina, reducen la masa grasa y mejoran la adiposidad en el ratón receptor. El trasplante de BAT puede ejercer sus efectos beneficiosos a través de varios mecanismos, incluyendo la liberación endocrina de citocinas asociadas a BAT, la activación del sistema nervioso simpático, el aumento de la absorción de triglicéridos por BAT y la mejora de la tolerancia a la glucosa y la resistencia a la insulina en ratones obesos12,13. Por lo tanto, el trasplante de BAT puede servir como un enfoque terapéutico potencial para las enfermedades cardíacas.

Sin embargo, debido a las diferencias entre especies, los ratones carecen de EAT en el corazón, lo que hace que los efectos paracrinos de BAT en el corazón no estén claros. Además, se desconoce si el trasplante in situ de BAT en la superficie del corazón proporciona beneficios superiores en comparación con otras estrategias.

Para evaluar la función de BAT en el corazón y dilucidar sus efectos paracrinos en los cardiomiocitos y las arterias coronarias, nuestro equipo tiene como objetivo describir un procedimiento paso a paso para establecer un modelo microquirúrgico para el injerto in situ de BAT en el corazón del ratón. A diferencia del trasplante subcutáneo, que solo puede simular las influencias endocrinas de la BAT, este enfoque permite el estudio de las interacciones paracrinas directas. Se emplearán indicadores observacionales postoperatorios de rutina para confirmar el éxito de la colonización y la supervivencia de los injertos de BAT mediante el establecimiento de un suministro de sangre desde la superficie del corazón del ratón.

Protocolo

Los protocolos experimentales para la obtención de tejido adiposo fueron revisados y aprobados por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad Central del Sur. El protocolo de uso de animales que se enumera a continuación fue revisado y aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (Aprobación No. 20230188) en el Segundo Hospital Xiangya, Universidad Central del Sur, China, bajo el Protocolo No. 2024054. Todos los experimentos se llevaron a cabo en estricto cumplimiento de las pautas de seguridad animal y cuidado humanitario. Para este estudio se utilizaron ratones machos de tipo salvaje C57/BL6 de tres a ocho semanas de edad, con un peso de 12 a 25 g. Los animales receptores recibieron anestesia preventiva con buprenorfina a 0,1 mg/kg por vía subcutánea 1 h antes de la cirugía. En los animales receptores, se volvió a administrar buprenorfina a la misma dosis después del trasplante y se volvió a administrar según fuera necesario dentro de las primeras 48 horas después de la cirugía. Los detalles de los reactivos y el equipo utilizado se enumeran en la Tabla de Materiales.

1. Recolección de tejido adiposo marrón (BAT) del donante

  1. Anestesiar al ratón donante de 3 a 8 semanas de edad colocándolo en una cámara de inducción llena de isoflurano al 2% mezclado con 0,5-1,0 L/min de O2 al 100%. Para verificar la profundidad adecuada de la anestesia, aplique presión sobre el lecho ungueal del ratón o realice una prueba de reflejo de pellizco de los dedos de los pies.
  2. Coloque el mouse en posición prona sobre una almohadilla térmica y asegure sus extremidades con cinta adhesiva.
  3. Identifique la fosa escapular moviéndose aproximadamente 1 cm hacia abajo a lo largo de la línea media desde la piel del cuello para localizar una depresión.
  4. Afeita el vello en este lugar y desinfecta la piel con povidona yodada tres veces.
  5. Realizar una incisión longitudinal de aproximadamente 1 cm para exponer el tejido adiposo dentro de la fosa escapular. Separe cuidadosamente el tejido adiposo blanco superficial y la capa muscular para exponer el BAT subyacente, que aparece de color rojo parduzco en un lado. Recoja 30 mg de BAT para trasplante.
  6. Lave el BAT para eliminar la sangre y los residuos con una solución salina estéril.
  7. Utilice unas tijeras oftálmicas para cortar el BAT en trozos pequeños (5 × 5 mm, aproximadamente 20 mg) y manténgalos en un medio completo para el cultivo de tejidos a 37 °C mientras se prepara el ratón receptor.

2. Preparación para el trasplante

  1. Esterilice los instrumentos microquirúrgicos con un esterilizador de autoclave y use guantes estériles.
    NOTA: Se requieren los siguientes instrumentos quirúrgicos: tijeras romas, microtijeras, micropinzas, pinzas curvas gruesas (×2), pinzas finas en ángulo de 45° (×2), tijeras de resorte en ángulo, retractor de pecho, suturas absorbibles 2-0, suturas de prolene 7/0 y un portaagujas.
  2. Desinfecte el campo operativo con alcohol isopropílico al 75%.
  3. Mantenga una temperatura corporal normal y una frecuencia cardíaca estable durante la cirugía con una almohadilla térmica ajustada a 37 °C ± 1 °C.
  4. Prepare aplicadores de algodón para usar en caso de sangrado.

3. Preparación e intubación del ratón

  1. Retire el pelaje desde el escote hasta el nivel medio del pecho del ratón receptor con crema depilatoria.
  2. Anestesiar al ratón colocándolo en una cámara de inducción llena de isoflurano al 2% mezclado con 0,5-1,0 L/min deO2 al 100%. Una vez adecuadamente sedado, mantener la anestesia con isoflurano al 1,7% mezclado con 0,7 L/min de O2 al 100%.
  3. Coloque el ratón en posición supina sobre una almohadilla térmica y asegure sus extremidades con cinta adhesiva.
  4. Desinfecte el campo quirúrgico con una solución compleja de yodo, seguida de alcohol al 70%. Repite este proceso tres veces.
  5. Cubra el ratón con un paño estéril, exponiendo solo el campo quirúrgico para evitar la contaminación.
  6. Utilice un nuevo juego de guantes estériles para cada ratón.
  7. Coloque una banda elástica sobre los dientes frontales para estirar el cuello. Con pinzas curvas en una mano, manipule suavemente la lengua hacia un lado mientras usa la otra mano para insertar un tubo endotraqueal de PE-90. Asegúrese de que la cabeza del mouse esté nivelada con el tubo para su colocación adecuada.
  8. Confirme que el tubo se inserta en la tráquea en lugar de en el esófago. Realice una incisión longitudinal (~6-7 mm) en la piel cervical para exponer la tráquea si es necesario para la verificación.
  9. Conecte el tubo endotraqueal a un ventilador para roedores con ciclos de volumen, ajustando los parámetros a 140 respiraciones/min y un volumen corriente de 0,2 mL. Asegure el tubo con cinta adhesiva.
    NOTA: Indicadores de ventilación mecánica exitosa: los movimientos torácicos del ratón deben ser regulares y sincronizados con la frecuencia respiratoria del ventilador.

4. Injerto de EAT

  1. Realice una incisión esternal en la línea media comenzando desde la escotadura supraesternal. Haga una incisión de 1 cm a lo largo de la línea media del esternón (una línea blanca en la pared torácica anterior del ratón) para exponer la pared anterior del corazón. Retraiga el esternón con un retractor de tórax bajo un microscopio quirúrgico. Evite lesionar los pulmones y la arteria torácica interna durante el procedimiento.
  2. Utilice pinzas de punta fina en ángulo de 45° para separar y extirpar suavemente la mucosa epicárdica alrededor del corazón.
  3. Abrir el pericardio en la pared anterior del ventrículo izquierdo. Coloque un pedazo pequeño y limpio de BAT rico en vasos sanguíneos en la superficie del corazón. Utilice una sutura de prolene 7/0 con dos nudos quirúrgicos para unir el BAT a la superficie del ventrículo izquierdo de forma mecánica. Evite perforar la pared del corazón.
  4. Retire el retractor torácico y pellizque el flujo de salida del ventilador durante 2 segundos para volver a inflar los pulmones.
  5. Use una sutura absorbible 2-0 con un patrón de sutura interrumpido para cerrar la caja torácica.
  6. Utilice una sutura absorbible 2-0 con un patrón de sutura continuo para cerrar la capa de la piel.

5. Cuidados postoperatorios

  1. Administrar 0,3 mL de solución salina normal por vía intraperitoneal después de la operación para la reposición de líquidos.
  2. Administrar buprenorfina (0,1 mg/kg) por vía subcutánea para aliviar el dolor de la incisión y enrofloxacino (5 mg/kg) para prevenir la infección.
  3. Coloque el ratón bajo una lámpara de calor hasta que despierte de la anestesia y vuelva a la decúbito esternal, lo que le permite moverse libremente. Luego, transfiera el ratón a una jaula separada con comida y agua. Proporcione una fuente de alimento de gelatina en el piso de la jaula para facilitar el acceso debido al movimiento restrictivo menor temporal del tórax.
  4. Observe al ratón receptor durante 1 h después de la operación antes de devolverlo a la jaula. Inspeccione el ratón tres veces al día durante las primeras 24 horas para controlar la actividad y la ingesta nutricional. Vigile los signos de dolor y angustia durante las primeras 72 horas. Revisa el estado del animal diariamente y pésalo semanalmente.
  5. Consulte a un miembro del personal veterinario si algún ratón muestra signos de dolor, angustia o disminución de la ingesta de alimento.
    NOTA: Considere la eutanasia temprana si es necesario. La técnica de eutanasia consiste en una sobredosis deCO-2 durante 7 min, seguida de luxación cervical (siguiendo protocolos aprobados institucionalmente). La necrosis, la absorción o el rechazo del autoinjerto BAT se definen como un criterio de valoración específico que provoca la eutanasia.

Resultados

Sobre la base de las observaciones de los resultados preoperatorios, perioperatorios y postoperatorios, se estableció con éxito este modelo de ratón para injertar tejido adiposo marrón (BAT) en la superficie del corazón. Se recolectó BAT de la región escapular del ratón donante, con un peso aproximado de 0,1 g en cada injerto de BAT.

La tinción con hematoxilina-eosina confirmó la composición y estructura del injerto como BAT. A bajo aumento, se observó un gran número de adipocitos marrones formando estructuras lobulillares dentro del tejido conectivo suelto, que era rico en capilares. El citoplasma de los adipocitos marrones contenía numerosas vacuolas pequeñas, y sus núcleos eran redondos y estaban ubicados en el centro. A gran aumento, los adipocitos marrones mostraron similitudes morfológicas con los adipocitos blancos, pero tenían un diámetro más pequeño. Los núcleos de los adipocitos marrones eran redondos u ovalados y estaban ubicados central o excéntricamente dentro de la célula. El citoplasma era eosinófilo y contenía múltiples gotas de lípidos de diferentes tamaños, que se distribuyeron por todo el citoplasma. Los capilares y los nervios también eran visibles entre los adipocitos marrones. Además, se confirmó que el tejido adiposo trasplantado era tejido adiposo marrón mediante tinción inmunohistoquímica para la expresión de UCP1 (Figura 1). El injerto de BAT se fijó con éxito en la pared anterior del ventrículo izquierdo (Figura 2).

Cuatro semanas después del trasplante de BAT, no hubo cambios significativos en la dieta, la actividad o el peso corporal en el ratón receptor. La incisión en el pecho cicatrizó bien y estaba completamente cubierta de cabello normal. El ratón receptor fue sacrificado (siguiendo las pautas éticas) y el corazón, junto con el injerto epicárdico BAT, se extrajo para su examen histológico. La tinción con hematoxilina-eosina demostró que el injerto de BAT seguía siendo viable, exhibiendo características histológicas típicas de BAT y estableciendo microcirculación con el miocardio adyacente. No hubo signos de infiltración significativa de células inflamatorias o licuefacción de grasa. La tinción tricrómica de Masson reveló la formación de tejido conectivo fibroso alrededor de las suturas utilizadas para fijar el tejido trasplantado dentro del miocardio. Se observó tejido conectivo fibroso tanto alrededor como dentro del injerto, pero no hubo compartimentación aparente ni alteración estructural del tejido adiposo. La tinción inmunohistoquímica para CD31 y UCP1 indicó además la formación de neomicrovasos dentro de la BAT trasplantada y confirmó la supervivencia de una porción de los adipocitos marrones dentro del injerto (Figura 3).

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Figura 1: Aislamiento e identificación de tejido adiposo marrón de ratones donantes. (A,B) Tejido adiposo marrón (BAT) (indicado con flechas blancas) recogido de un ratón donante para trasplante. (C) Tinción inmunohistoquímica representativa de la expresión de UCP1 en tejido adiposo marrón (barra de escala = 100 μm). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 2: Establecimiento de modelos animales. Esta figura ilustra el procedimiento para establecer el modelo animal. Se realiza una toracotomía mediana para exponer la pared anterior del corazón mediante un separador esternal. El injerto de tejido adiposo marrón (BAT) se fija en la superficie del corazón. A continuación, se cierra la incisión mediante suturas intermitentes para las capas musculares y cutáneas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 3: Evaluación del injerto de tejido adiposo marrón en el corazón del ratón a las cuatro semanas después del trasplante. (A) Cicatriz de la incisión torácica anterior mediana (flecha blanca). (B,C) Injerto de tejido adiposo marrón (BAT) fijado en el ápice del corazón (flecha blanca). (D) Imágenes representativas de tinción de hematoxilina y eosina (H&E) del aloinjerto BAT y miocardio a las cuatro semanas después del trasplante (barra de escala = 100 μm). El triángulo negro sólido indica el miocardio, * indica el injerto BAT y las flechas negras indican capilares. (E) Imágenes representativas de tinción tricrómica de Masson del aloinjerto BAT y el miocardio a las cuatro semanas después del trasplante (barra de escala = 200 μm). (F) Tinción inmunohistoquímica de la expresión de CD31 en el aloinjerto BAT y el miocardio a las cuatro semanas después del trasplante. Las flechas negras indican una expresión positiva de CD31 en el aloinjerto (barra de escala = 100 μm). (G) Tinción inmunohistoquímica de la expresión de UCP1 en el aloinjerto BAT y el miocardio a las cuatro semanas después del trasplante (barra de escala = 50 μm). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discusión

En este estudio, se estableció con éxito un modelo quirúrgico para el trasplante de tejido adiposo marrón (BAT) a la superficie del miocardio. El tejido adiposo epicárdico (EAT) es un depósito de grasa único que se conecta directamente con el miocardio y las arterias coronarias, compartiendo una microcirculación común y facilitando la diafonía cercana entre ellas. Estudios anteriores han indicado que la EAT se asocia con múltiples enfermedades cardíacas, incluida la enfermedad de las arterias coronarias, la fibrilación auricular y la hipertrofia miocárdica. Sin embargo, si bien estos estudios demostraron que el volumen de EAT se correlaciona con la extensión y la gravedad de la enfermedad cardíaca, los mecanismos por los cuales EAT influye en la patología cardíaca aún no se han dilucidado 1,2,3,4,5,14,15,16.

Por otro lado, se cree que el BAT desempeña un papel natural en la protección de los mamíferos contra la hipotermia. Su citoplasma contiene múltiples gotas lipídicas pequeñas y multiloculares y está enriquecido con mitocondrias. El BAT es un tejido adiposo termogénico que regula el gasto energético y mantiene la homeostasis de la glucosa y los lípidos, lo que lo convierte en una potencial diana terapéutica para las enfermedades metabólicas y cardiovasculares 17,18,19. Algunos estudios clínicos han indicado que el volumen de MTD se correlaciona negativamente con las enfermedades cardiovasculares. Los individuos con mayor volumen de MTD tienen menores tasas de prevalencia de diabetes tipo 2, enfermedad arterial coronaria, dislipidemia, insuficiencia cardíaca congestiva, enfermedad cerebrovascular e hipertensión 7,20,21.

Un estudio previo demostró que las pequeñas vesículas extracelulares (sEV) derivadas de BAT son absorbidas por los cardiomiocitos, suprimiendo la activación de la vía MAPK relacionada con la isquemia/reperfusión miocárdica (MI/R)8. Otro estudio descubrió que las MTD liberan sEV que contienen microARN cardioprotectores, que contribuyen a la cardioprotección relacionada con el ejercicio22. Estos hallazgos ilustran los mecanismos subyacentes a la diafonía entre BAT y cardiomiocitos y ponen de relieve los BAT sEV y su contenido de microARN como posibles candidatos para la cardioprotección inducida por el ejercicio. Además, se ha demostrado que la neuregulina 4 (Nrg4) derivada de BAT mitiga la inflamación endotelial y la aterosclerosis en ratones macho23, lo que demuestra aún más las funciones endocrinas protectoras de BAT en la salud cardiovascular.

Además, los análisis transcripcionales han revelado que el EAT humano expresa en gran medida marcadores BAT como UCP-1, PRDM16 y PGC-1α, a niveles superiores a los encontrados en otros depósitos de grasa 5,6,24,25. Esto sugiere que EAT puede funcionar parcialmente como BAT. Estos hallazgos apoyan la hipótesis de que el pardeamiento podría proteger el miocardio y las arterias coronarias de la hipotermia y servir como mecanismo de defensa contra la isquemia o la hipoxia. En conjunto, estos estudios indican que BAT libera múltiples factores bioactivos y ejerce efectos beneficiosos y protectores sobre el sistema cardiovascular6.

En estudios previos, los modelos de trasplante de MTD se han aplicado a varios modelos de enfermedad para dilucidar el impacto de la MTD en la aparición y progresión de la enfermedad. Entre ellos se encuentran los estudios sobre la influencia del trasplante de MTD en el síndrome de ovario poliquístico (SOP)26, su papel regulador en el envejecimiento ovárico27 y sus efectos sobre el metabolismo corporalentero28,29. Sin embargo, aún no se han investigado los efectos fisiopatológicos del trasplante de MTD en el corazón.

Como órgano capaz de secretar numerosas moléculas de señalización, el BAT influye principalmente en la fisiopatología cardiovascular de un organismo normal a través de las vías endocrinas, llevando estas moléculas al corazón o a los vasos sanguíneos11. Sin embargo, aún no está claro si la BAT puede regular directamente la fisiopatología cardíaca a través de las vías paracrinas. El establecimiento de un modelo adecuado y fiable para el trasplante de MTD en la superficie cardíaca facilitaría la investigación de las interacciones directas entre las MTD y el corazón.

Dado que BAT se localiza anatómicamente en la región interescapular de los ratones, su diafonía con otros órganos se basa principalmente en la circulación sistémica a través de la señalización endocrina. Además, algunos estudios han sugerido que el tejido adiposo epicárdico (EAT) tiene el potencial de sufrir una transición de pardeamiento. Varias intervenciones dietéticas, ambientales y farmacológicas han demostrado ser prometedoras para inducir el pardeamiento de la EAT en pacientes obesos y/o con enfermedad de las arterias coronarias (EAC). Esta transición puede ayudar a mitigar el microambiente hipóxico e inflamatorio que agrava el daño vascular y acelera la aterosclerosis coronaria 4,24,30. Sin embargo, se necesita más investigación para identificar los factores específicos y las vías involucradas en el pardeamiento de la EAT. Además, se requieren modelos animales experimentales para explorar la relación entre el fenotipo de EAT y los resultados cardiovasculares asociados con su perfil inflamatorio desequilibrado.

Una de las principales limitaciones en el estudio de la EAT es que los roedores casi no tienen una EAT notable. En los seres humanos, el estudio de la EAT fresca también es un reto debido a la dificultad de obtener muestras, ya que esto requiere toracotomía. Estudios previos han utilizado un modelo en el que se trasplantó tejido adiposo derivado de ratones con dieta alta en grasas a la cavidad abdominal de ratones con infarto de miocardio para demostrar que el tejido adiposo diabético puede agravar la lesión por isquemia-reperfusión31. La aplicación de modelos de trasplante de tejido adiposo permite explorar los efectos de BAT en el corazón a través de la señalización paracrina.

El objetivo principal del desarrollo de este modelo es investigar los posibles efectos terapéuticos de BAT como órgano paracrino similar al EAT para el miocardio y las arterias coronarias. En el futuro, este modelo podría utilizarse para estudiar los efectos cardioprotectores de la MTD en la inhibición de la progresión de la placa aterosclerótica, la mejora de la lesión isquémica miocárdica y el alivio de la fibrilación auricular. Además, puede proporcionar evidencia circunstancial que respalde los beneficios de promover el pardeamiento de la EAT.

En 2013, un equipo de investigación de la Facultad de Medicina de Harvard trasplantó BAT a la cavidad visceral de ratones receptores conectando el tejido a la almohadilla de grasa del epidídimo para evaluar las mejoras en la homeostasis metabólica a través del aumento de la masa BAT32. En un estudio anterior de la década de 1960, los investigadores aislaron BAT de la región interescapular del donante y lo trasplantaron debajo de la cápsula renal del receptor durante un período de 1 a 2 semanas. Además, en otro estudio, el BAT se trasplantó a la cámara ocular anterior de hámsters, y se utilizó el análisis histológico para evaluar si el BAT trasplantado sobrevivió a12. Sin embargo, se desconoce la viabilidad y la supervivencia del trasplante de MTD en la región epicárdica de los roedores.

La cirugía epicárdica en ratones es ahora un procedimiento rutinario para inducir modelos de infarto de miocardio. Curiosamente, un equipo de investigación ha administrado con éxito agentes farmacológicos dentro del espacio/líquido pericárdico en un modelo porcino, que se ha utilizado para investigar la fibrilación auricular, los períodos refractarios relativos y la miocardiopatía isquémica. Sobre la base de estos estudios, se justifica el desarrollo de un modelo de roedores para el trasplante epicárdico de BAT mediante procedimientos quirúrgicos.

Sobre la base de los resultados experimentales, se separaron dos piezas de BAT del espacio interescapular del ratón donante. El BAT estaba cubierto por tejido adiposo subcutáneo (SAT) y exhibía un color más oscuro que el SAT, con un rico suministro de sangre. La tinción con hematoxilina y eosina (H&E) de BAT reveló que los adipocitos marrones contenían gotas de lípidos multiloculares más pequeñas y estaban muy vascularizados, con glóbulos rojos presentes en la luz capilar. Cada segmento de MTD recogido pesó aproximadamente 30-40 mg. Sin embargo, el injerto BAT trasplantado se limitó a alrededor de 20 mg, ya que un mayor agrandamiento del injerto provocó la mortalidad del ratón dentro de 1-2 días después de la cirugía. Una posible causa de este resultado es el espacio restringido entre la cavidad torácica y la pared anterior del corazón. Un injerto relativamente grande puede ejercer una presión excesiva, lo que puede provocar un taponamiento cardíaco.

La anestesia se mantuvo mediante intubación traqueal y la profundidad de la anestesia se controló observando la amplitud y el ritmo de las fluctuaciones torácicas en el ratón. Se seleccionó una toracotomía mediana para exponer la pared anterior del corazón, lo que facilitó el trasplante de MTD. Dado que la EAT está conectada directamente con el miocardio y las arterias coronarias sin tejido conectivo que las separe, el protocolo consistió en abrir el pericardio, insertar el BAT en la superficie del corazón y luego suturar el pericardio.

Cuatro semanas después del trasplante, los ratones receptores fueron sacrificados (siguiendo las pautas éticas) y se abrieron las cavidades torácicas para evaluar la integración y la supervivencia de las MTD. Estos hallazgos confirman que el aloinjerto BAT sobrevivió con éxito.

En conclusión, se desarrolló con éxito un modelo quirúrgico para injertar BAT en la superficie del corazón en ratones. Este modelo puede mejorar la comprensión de los efectos de la EAT sobre las enfermedades cardíacas y el potencial cardioprotector del pardeamiento de la EAT.

Divulgaciones

Los autores declaran no tener intereses contrapuestos.

Agradecimientos

Este trabajo contó con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (No. 81870623, 81770881, 81900286, 82100494, 82100944 y 82070910), el Plan Clave de Investigación y Desarrollo de la Provincia de Hunan (2020SK2078) y la Fundación de Ciencias Naturales de la Provincia de Hunan (2022JJ70055, 2021JJ40842 y 2022JJ40721)

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
1% penicilina/estreptomicinaGibco, Invitrogen, Nueva York, EE.UU.03-031-1BCS Preservación detejido para injerto
10% Suero fetal bovino (FBS)Bovogen, Nueva Zelanda, Australia1907BPreservación de tejido para injerto
2-0 Suturas absorbiblesShanghai Pudong Jinhuan Medical Products Company17Y1204JCierre de la piel
Ratones machos C57BL/6J de 6 a 8 semanas de edadSJA Laboratory Animal Co., Ltd (Hunan, China)
7/0 Suturas de ProleneShanghai Pudong Jinhuan Medical Products CompanyR731Fijación del tejido adiposo marrón en el corazón
Solución de tinción de rojo de alizarinaServicebio, Wuhan, ChinaCR2203058Tinción de rojo de alizarina para injerto
Tijeras de resorte en ánguloInstrumento quirúrgico Jinzhong CompanyY3C040Disección y separación de tejido
romo tijerasJinzhong instrumento quirúrgico CompanyJ22010Disección y separación de tejidos
Retractor de tóraxTIGERGENE CompanyTG-CK-07PKRetracción y fijación de tórax
Fórceps curvos CourseJinzhong instrumento quirúrgico CompanyJD1060Disección y separación de tejidos
DMEM: F12 (1:1) medioGibco, Invitrogen, Nueva York, EE. UU.C11330500BTPreservación de tejidos para injerto
Fino 45° pinzas angularesinstrumento quirúrgico Jinzhong CompañíaY4E040Disección y separación de tejidos
IsofluranoShenzhen RuiWoDe Life Technology Co., LTDR510-22Anestesia con gas de ratón
MicropinzasInstrumento quirúrgico Jinzhong CompañíaJD1050Disección y separación
de tejidos MicrotijerasInstrumento quirúrgico Jinzhong CompañíaY00030Disección y separación de tejidos
PortaagujasInstrumento quirúrgico Jinzhong CompanyY3G150Aguja de sujeción para el cierre
Tijeras oftálmicasInstrumento quirúrgico Jinzhong CompanyY3C060Disección y separación de tejidos
Microscopio quirúrgicoMurzider CompanyMSD203Para trasplante quirúrgico de injerto de tejido adiposo marrón
Ciclo de volumen ventilador para roedoresNanjing KEWBASIS Biotechnology Co.LTDKW-MZJ-ZAnestesia con gas para ratones

Referencias

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