Este protocolo describe un procedimiento para inducir lesiones uterinas en un modelo de ratón, seguido de análisis posteriores durante un embarazo posterior.
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Artículo de método
Este protocolo describe un procedimiento para inducir lesiones uterinas en un modelo de ratón, seguido de análisis posteriores durante un embarazo posterior.
Las lesiones uterinas causadas por cesáreas y otros procedimientos (dilatación y legrado, miomectomías, etc.) pueden provocar varias morbilidades en embarazos posteriores, como placenta previa, espectro de placenta accreta (PAS), embarazo con cicatriz por cesárea y ruptura uterina. Las cesáreas representan aproximadamente el 30% de los partos en los EE. UU., y se prevé que las tasas aumenten. Por lo tanto, es esencial una comprensión más profunda de los mecanismos por los que surgen los trastornos del embarazo asociados a lesiones y una plataforma para probar posibles intervenciones. Para lograr estos objetivos, existe una necesidad crítica de modelos animales de lesión uterina, particularmente aquellos que abordan el impacto de la lesión en los resultados posteriores en el útero. Este protocolo describe un procedimiento quirúrgico novedoso para un modelo de lesión uterina inducida mecánicamente en el ratón de laboratorio (Mus musculus). Se demuestran los pasos tomados en la preparación para la cirugía, la inducción de la lesión uterina en sí y los procedimientos de recuperación posquirúrgica. Se proporciona información adicional sobre la disección posterior de ratones preñados y no gestantes. En general, al detallar un conjunto de procedimientos para inducir lesiones uterinas en un modelo in vivo , este protocolo presenta un método manejable para dilucidar los eventos moleculares y celulares de la cicatrización de heridas uterinas y sus efectos en el embarazo posterior.
Aunque 1 de cada 3 partos en los EE. UU. se realizan por cesárea, se sabe poco sobre cómo se cura el útero y cómo un útero lesionado conduce a complicaciones en embarazos posteriores 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12, 13 de la Constitución. Estas complicaciones incluyen ruptura uterina, placenta previa, PAS y embarazo con cicatriz por cesárea, que en conjunto afectan a ~ 2.5% de las pacientes que han tenido una o más cesáreas 1,2,6,8,12,14,15,16,17. La placenta previa se caracteriza por la colocación anormal de la placenta en la porción inferior del útero 4,16. Esto no solo causa obstrucción física del cuello uterino y un riesgo elevado de sangrado durante el embarazo, sino que también es un factor de riesgo significativo para la afección más grave e invasiva del PAS 8,12. El PAS se define por la invasión excesiva de la placenta en los tejidos maternos, incluso hasta la vejiga o el recto, y a menudo requiere una histerectomía por cesárea para evitar una hemorragia materna potencialmente mortal12,17. Los embarazos con cicatrices por cesárea, aunque raros, conllevan una alta tasa de morbilidades relacionadas, incluyendo aborto espontáneo, muerte fetal y parto prematuro18,19. Además de las complicaciones asociadas con los antecedentes de cesáreas previas, otros procedimientos uterinos como la miomectomía o la dilatación y legrado (D&C) también conducen a morbilidades en las pacientes. Por ejemplo, ~30% de las pacientes sometidas a una D&C después de un aborto espontáneo tardío y hasta el 46% de las pacientes sometidas a una segunda resección histeroscópica por leiomioma desarrollan adherencias intrauterinas características del síndrome de Asherman (EA)20,21. La EA afecta a ~2% de las mujeres, causando amenorrea, dismenorrea, fallo de implantación embrionaria, pérdida recurrente del embarazo, parto prematuro y/o PAS 21,22. Por lo tanto, dadas las importantes morbilidades y mortalidades asociadas con el trauma uterino previo, un modelo animal experimental es fundamental no solo para dilucidar los mecanismos por los cuales las heridas uterinas se curan y cómo la lesión uterina afecta los resultados del embarazo posterior, sino también como una plataforma para el desarrollo de nuevos diagnósticos y terapias23,24.
Por lo tanto, varios estudios han desarrollado modelos de ratón de lesiones uterinas. Sin embargo, los primeros estudios no examinaron las consecuencias de la lesión uterina en los embarazos posteriores25 o limitaron el daño a la superficie luminal uterina para investigar la implantación embrionaria fuera de la ventana de receptividad endometrial en ratones ovariectomizados26. Para abordar estas lagunas de conocimiento, el modelo descrito en este protocolo, junto con otros estudios recientes, presenta una metodología quirúrgica novedosa para la introducción de la lesión uterina en ratones27,28. Este protocolo utiliza el ratón de laboratorio común como organismo modelo debido a su amplia accesibilidad, trazabilidad genética, gestación corta, tiempo rápido desde el nacimiento hasta la pubertad, tamaños de camada grandes y rentabilidad. Además, la característica anatómica de dos cuernos uterinos en ratones permite un control interno con un cuerno intacto en cada animal de experimentación, así como la capacidad de separar los defectos locales directamente en la cicatriz vs. defectos globales en todo el entorno uterino. El enfoque descrito en este Protocolo implica una laparotomía dorsal simple, seguida del uso de una aguja con rebabas para crear una incisión a través de las capas endometrial y miometrial de un solo cuerno uterino. Esta metodología se asemeja más a las lesiones observadas durante las cesáreas y las miomectomías, aunque puede modificarse fácilmente para investigar lesiones no incisionales como las D&C, que preceden a la EA29,30. Después de la lesión, se permite que los animales se recuperen y luego se aparean con machos sementales para embarazos cronometrados para examinar las consecuencias de la lesión en los resultados intrauterinos posteriores27,28.
Aunque la estrategia general es similar a la de otros estudios recientes, hay aspectos de este protocolo que aportan distintas ventajas. Por ejemplo, tanto Li et al. como Burke et al. accedieron al útero por vía abdominal en lugar de dorsalmente como se describe aquí31,32. Un abordaje dorsal es más sencillo de realizar y más propicio para una rápida recuperación postoperatoria del animal. Para los ratones no preñados en el estudio de Burke et al., se utilizaron agujas dobladas o curetas para raspar el endometrio, imitando así más de cerca las D&C, en contraposición a las lesiones incisionales de espesor completo en este Protocolo que modelan más de cerca las cesáreas y las miomectomías32. En ratones periparto, Burke et al. introdujeron incisiones en el mesomal en lugar de en la superficie del anti-mesometrial donde se implantan los embriones, como se describe aquí. Mediante el uso de una aguja de rebaba en lugar de las tijeras utilizadas por Li et al.31, este enfoque puede modificarse más fácilmente desde lesiones de espesor completo hasta lesiones restringidas al endometrio para modelar tanto las D&C como las cesáreas y miomectomías. Tanto Li et al. como Burke et al. cerraron las heridas uterinas con suturas, lo que, aunque más fiel a los eventos durante una cesárea, introduce una variabilidad adicional en el proceso de cicatrización, así como el potencial de efectos de cuerpo extraño 31,32,33,34,35,36. Estudios similares en ratas han utilizado rutas abdominales para generar heridas uterinas incisionales37,38 o excisionales39 de espesor completo que se cierran con suturas 37,38,39 tanto en animales no gestantes 38,39 como en animales37 preñados. Por lo tanto, el protocolo presentado aquí es particularmente adecuado para investigadores interesados en un enfoque fácil y reproducible que requiera una experiencia quirúrgica mínima, que aborde los eventos relacionados con la implantación y placentación del embrión después de una lesión uterina de espesor completo, y que sea fácilmente adaptable a una amplia variedad de preguntas, incluidas las lesiones similares a la D&C en el endometrio27,28.
El paso 1 de este protocolo describe los pasos preoperatorios. El paso 2 describe el procedimiento quirúrgico para inducir una lesión en un cuerno uterino. Finalmente, el Paso 3 detalla la disección de una madre embarazada para investigar los efectos de la cirugía uterina en un embarazo posterior. En conjunto, este estudio presenta un modelo quirúrgico único en roedores de la cicatrización de heridas uterinas y los resultados asociados del embarazo que es rápido de realizar y fácil de adoptar.
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Todos los procedimientos demostrados en este protocolo han sido aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad de California, Davis (Protocolo IACUC #23985). Los procedimientos descritos en este protocolo se realizan típicamente en hembras C3H de entre 7 a 10 semanas de edad y 19 a 25 g de peso, aunque este protocolo es adecuado para ratones hembra de todas las cepas, edades y pesos, dependiendo de la pregunta del investigador. Monitoree a los animales antes de la cirugía para asegurarse de que solo los animales sanos sin signos de lesiones o angustia se utilicen para los estudios. Los detalles de los reactivos y el equipo utilizado se enumeran en la Tabla de Materiales.
1. Preparación de la zona quirúrgica
2. Inducción quirúrgica de la lesión uterina
NOTA: Esta sección describe la cirugía y el procedimiento para introducir una lesión en un solo cuerno uterino de una rata hembra no embarazada. En primer lugar, se realiza una laparotomía dorsal para exponer la parte superior del asta uterina. A continuación, se inserta una aguja de 25 G en la luz uterina para dañar el endometrio uterino y, si se desea, para cortar el miometrio. Esto crea una herida longitudinal en el cuerno uterino lesionado, lo que permite una mayor experimentación para abordar preguntas como cómo se cura el útero y cómo afecta la lesión a un embarazo posterior. Es importante que el animal esté debidamente sedado antes de realizar la cirugía. Como se describe en el Paso 1, varios parámetros indican que un animal está adecuadamente anestesiado. Estos incluyen el cese del movimiento, la reducción de la frecuencia respiratoria y la ausencia de un reflejo de la extremidad anterior. Además, el reflejo de la extremidad posterior a un toque ligero debe estar ausente, aunque este reflejo a veces permanece presente a pesar de la anestesia adecuada si se aplica suficiente presión 40,42.
3. Apareamiento y disección de ratones preñados para evaluar las consecuencias de la lesión uterina
NOTA: Dependiendo de la pregunta de investigación específica, se pueden realizar varios análisis de criterios de valoración después de la lesión uterina. Por ejemplo, los animales no preñados pueden ser diseccionados en diferentes momentos después de la lesión para examinar la cinética de la cicatrización de las heridas27. Además, los animales heridos pueden ser fecundados mediante apareamiento natural o transferencia de embriones para examinar el impacto de las lesiones en embarazos posteriores27. Este paso describe la evaluación del desarrollo embrionario y placentario en un entorno uterino dañado. En particular, este paso proporciona detalles sobre la configuración de apareamientos cronometrados y la disección de animales en el día embrionario 12.5 de gestación (E12.5, con la mañana del tapón vaginal definida como E0.5; más información sobre la identificación de tapones vaginales en el paso 3.2 a continuación). En conjunto, la Etapa 3 proporciona un ejemplo de análisis posteriores que pueden realizarse después de la lesión para examinar un conjunto específico de preguntas experimentales.
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Después de la cirugía con el uso de ketamina/xilacina como anestésico, los animales suelen ser parcialmente móviles dentro de ~1 h. y completamente móviles dentro de ~4-6 h. La recuperación de la anestesia con isoflurano suele producirse en cuestión de minutos. Cualquier complicación que pueda surgir, como dehiscencia o dolor de la herida, suele ser evidente dentro de 1 a 3 días después de la cirugía. Realice controles diarios de bienestar para controlar el dolor o las complicaciones hasta que la incisión en la piel haya...
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Las cesáreas representan ~33% de los partos en los EE. UU., y hasta el 55%-65% de los partos en países como Brasil y Egipto12,52, y sin embargo, se sabe poco sobre cómo se cura el útero después de una lesión o cómo estas lesiones afectan los embarazos posteriores. Si bien la cesárea previa es un factor de riesgo importante para los trastornos del embarazo como el espectro de la placenta accreta (PAS) y la placenta previa, los mec...
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Los autores no tienen conflictos de intereses que declarar.
Agradecemos a los Servicios de Cuidado de Animales de Enseñanza e Investigación (TRACS) de UC Davis por su continuo apoyo logístico, de procedimientos y de cría. Agradecemos al Centro de Modelos Animales del Instituto de Investigación Cardiovascular (CVRI) de UC Davis y al director del Núcleo, el Dr. Yi-Je (Jay) Chen, D.V.M., Ph.D. por la orientación técnica y el apoyo, así como por el uso de la suite quirúrgica para la filmación. Agradecemos a todos los miembros del laboratorio Zhang por su apoyo a este trabajo. La Figura 5A se creó con BioRender.com (https://BioRender.com/ig9sfon).
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| NaCl al 0,9% para inyección, estéril | Fresenius Kabi | 63323-186-10 | |
| 25 G x 5/8 pulg. BD PrecisionGlide™ Aguja | BD | 305122 | |
| 70% de etanol | Fisher Scientific | BP82031GAL | |
| Sutura de vicryl 4-0 absorbible | Ethicon | J214 | |
| Jaulas para animales | VWR | 10712-110 y 10715-323 | Las jaulas proporcionadas por la instalación de animales del investigador son aceptables |
| Punzón de oreja de animal | Fisher Scientific | 13-812-201 | |
| Sistema de cierre de bobinado AutoClip | Herramientas de ciencia fina | 12020-00 | |
| Jeringa de insulina U-100 | Fisher Scientific | 14-826-79 | Marca BD |
| Bastoncillos Betadine | Medline | MDS093901 | |
| Buprenorfina de liberación prolongada, 1,3 mg/ml (Ethiqa XR) | Fidelis Pharmaceuticals | 099114 | La buprenorfina alternativa de liberación prolongada o la buprenorfina HCl son aceptables |
| Carprofeno (RIMADYL) 50 mg/ml | Zoetis | RIM-00284R1 | |
| Tijeras de iris curvo | Instrumentos de precisión del mundo | 501759G | |
| Esterilizador de herramientas quirúrgicas con perlas de vidrio seco | VWR INTERNACIONAL | 75999-324 | |
| Recambio de perlas de vidrio seco | VWR INTERNACIONAL | 75999-332 | |
| Ratones hembras, típicamente de 8 a 12 semanas de edad, por ejemplo, cepa C3H | Río Charles | 025 | |
| Tijeras finas - curvas 10,5cm | Herramientas de ciencia fina | 14370-23 | |
| Recortador de pieles | Fisher Scientific | 50-195-4544 | |
| Prensa alegre ' n Sello | Fisher Scientific | NC1089054 | |
| Guantes de nitrilo | Fisher Scientific | 19-130-1597C | |
| H2O, destilado estéril | Herramientas de ciencia fina | 15230170 | |
| Iluminador para cirugías | Alcance | HL150-AY | |
| Ketamina, 100 mg/ml (zacetamina) | Dechra | 501072 | |
| Bata | Uline | S-15376W-50 | |
| Microscopio óptico | Fisher Scientific | S13039 | |
| Rodillo de pelusa | Fisher Scientific | 17-018-329 | |
| Nair Crema Depilatoria | Blanco | 049-06-3304 | |
| Portaagujas | Herramientas de ciencia fina | 12500-12 | |
| Toallas de papel | Scott | 1804 | |
| Placa de Petri | Fisher Scientific | 08-757-100 | |
| Solución salina tamponada con fosfato (PBS) | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | |
| Vaso de precipitados de plástico | Thermo Fisher Scientific | 12010250 | |
| Buscador de sonda con extremo doblado | Fisher Scientific | 08-995 | |
| Fisherbrand™ Bolsas de esterilización de sellado instantáneo de 9 cm (ancho) x 13,3 cm (alto) | Fisher Scientific | 181250 | |
| Fisherbrand™ Bolsas de esterilización de sellado instantáneo 9 cm (ancho) x 23 cm (alto) | Fisher Scientific | 181251 | |
| Fórceps, finos, #5 | Herramientas de ciencia fina | 11254-20 | |
| Fórceps, finos, #55 | Herramientas de ciencia fina | 11295-51 | |
| Escama | Fisher Scientific | S93805 | |
| Tijeras quirúrgicas | Herramientas de ciencia fina | 14060-09 | |
| Botella de spray | Fisher Scientific | S413505P | |
| Almohadillas estériles de preparación con alcohol | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
| Ungüento veterinario oftálmico estéril | Puralube | PH-PURALUBE-VET | |
| Hisopos estériles para la aplicación de ungüentos oculares | Fisher Scientific | 18-366-472 | |
| Bolsas de esterilización | Fisher Scientific | 19-910-673 | |
| Paño quirúrgico | Fisher Scientific | 50-209-1792 | |
| Gorro quirúrgico para el cabello | Uline | S-10480BLU | |
| Mascarillas quirúrgicas | Fisher Scientific | 18-048-010 | |
| Thomas Scientific Absorbent Bench Underpad, almohadillas de banco, 16.5 x 23 in./42 x 58cm | Fisher Scientific | NC1588452 | |
| Cámara de calentamiento/inducción con calentamiento completo del suelo | Fisher Scientific | 14-370-302 | |
| Recambios de clip para heridas | Herramientas de ciencia fina | 12022-09 | |
| 100 mg/ml de xilacina | Dechra | Rompun 100 mg/mL Xilacina |
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