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La contractilidad de los vasos linfáticos cervicales (cLVs) desempeña un papel clave en el drenaje cerebral y en la eliminación linfática de sus tejidos de metabolitos y toxinas 1,2,3. La reducción de esta función principal de los cLVs conduce a la supresión de la limpieza de toxinas cerebrales, que va acompañada de muchas enfermedades cerebrales, incluyendo la enfermedad de Alzheimer, lesiones cerebrales traumáticas ycáncer cerebral 4,5,6,7,8,9. Por lo tanto, estudiar la contractilidad del cLV es un enfoque importante en el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para la modulación de los mecanismos reguladores linfáticos del drenaje y eliminación cerebral 10,11,12.
Este estudio presenta un método innovador para la imagen en tiempo real de dos fotones de la contractilidad del cLV y el flujo linfático en ratones de diferentes edades. Los componentes importantes del sistema incluyen una microalmohadilla térmica que, al estar unida al cuello del animal, permite un tiempo de imagen prolongado de hasta 5 horas, manteniendo la actividad contráctil de los vasos linfáticos colectores y la estabilidad del flujo linfático.
Cabe señalar que, a diferencia del sistema circulatorio sanguíneo, lleno de sangre que se mueve a cierta velocidad (de 10 mm/s en arteríolas a 13 cm/s en el seno sagital en humanos) a través de varios tipos de vasos sanguíneos, el llenado de vasos linfáticos con linfa depende del creciente gradiente de presión entre los vasos linfáticos vacíos y del volumen de líquido intersticial generado durante elmetabolismo 13, 14,15,16,17,18,19. Al mismo tiempo, el flujo linfático en los vasos linfáticos es intermitente, oscilando entre 0 y 1 mm/s 20,21,22. Estudios recientes de resonancia magnética en humanos han demostrado que el flujo linfático en los vasos linfáticos meníngeos (MLV) es de 1-3 mm23. Sin embargo, hay que señalar que incluso en una sola persona, el flujo linfático en los MLV varía en diferentes momentos del día y puede caer hasta 0. Por tanto, el flujo linfático en los vasos linfáticos es inconsistente ya que depende de la velocidad de los procesos metabólicos, que a su vez depende de la temperatura24. De hecho, la velocidad de una reacción bioquímica se ve profundamente y directamente afectada por la temperatura, lo que por tanto también podría ejercer un efecto significativo sobre las contracciones espontáneas de los vasos linfáticos y, por tanto, alterar el drenaje y el transportelinfático 24,25,26.
Por lo tanto, mantener la temperatura corporal es una condición importante para preservar el entorno fisiológico de los vasos linfáticos y así apoyar la contractilidad normal y el flujo linfático. Sin embargo, el uso de placas calefactoras disponibles comercialmente no garantiza el mantenimiento de la temperatura necesaria en las zonas profundas y ópticamente accesibles del cuello donde se encuentran los cLVs. Esto es especialmente importante para la imagen de dos fotones de la contractilidad y el flujo linfático del cLV, ya que se realiza en salas experimentales frías con una temperatura ambiente de 19 °C, que es necesaria para esta técnicaóptica 27.
En este sentido, en la gran mayoría de los estudios in vivo, la contractilidad de los vasos colectores linfáticos que utilizan placas calefactoras comerciales está limitada a 3-5 minutos (el efecto máximo suele observarse en pocos segundos 3,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37),38, tras lo cual disminuyen el empaste linfático y la contractilidad. Este enfoque limita significativamente el tiempo de observación de la fisiología de los vasos linfáticos y hace imposible evaluar los efectos a largo plazo sobre su contractilidad y flujo linfático, lo que nos motivó a desarrollar una mini almohadilla térmica adaptada al cuello del ratón con el objetivo de aumentar la ventana temporal para obtener imágenes hasta 5 horas, preservando la contractilidad del cLV y el flujo linfático estable.
Otro componente de la configuración es la carcasa protectora con sistema de control y posicionamiento de humedad que permite mantener una visualización estable de los cLVs sin inmersión en agua, y la preservación de imágenes de alta resolución cuando se utilizan lentes de inmersión de aire a larga distancia corregidas para vidrio de cubierta de 0,17 mm (por ejemplo, CFI Plan Apochromat Lambda D 10x (MRD70170) y CFI Plan Apochromat Lambda D 20x (MRD70270).
El método propuesto garantiza la reproducibilidad y compatibilidad con otros tipos de microscopios de dos fotones y diversos rangos de objetivos compatibles con la carcasa, teniendo en cuenta las características ambientales, incluyendo el control de temperatura/humedad y la distancia de trabajo desde la lente, manteniendo imágenes de alta calidad con profundidades de hasta 500 μm y ventana temporal (hasta 5 horas), lo que permite un análisis a largo plazo de la contractilidad de cLVs y flujo linfático con alta calidad en ratones.
Es importante tener en cuenta la ubicación anatómica de los cLV cerca de la bifurcación de la arteria carótida, donde se encuentran los barorreceptores. El impacto mecánico sobre los barorreceptores provoca desestabilización de la presión arterial y la frecuencia cardíaca. Esto puede provocar cambios significativos en la presión hidrostática y, como resultado, alteración del flujolinfático 39. Por ello, el método propuesto incluye una descripción detallada del protocolo quirúrgico para el aislamiento suave de los cLVs en la zona profunda del cuello, con el fin de evitar impactos mecánicos en la bifurcación de la arteria carótida cercana y cambios en la presión arterial, que pueden provocar un flujo linfático deteriorado en el cerebro y, en consecuencia, un deterioro del flujo linfático en los cLV y su contractilidad.
Los resultados demuestran la disminución de la contractilidad del cLV relacionada con la edad y su sensibilidad a efectos fotoestimulantes terapéuticos en ratones. Además, por primera vez en observación a largo plazo (durante 5 horas), demostramos claramente que los cLV actúan como túneles para la eliminación de glóbulos rojos del ventrículo lateral derecho, que es una vía linfática importante para la limpieza de toxinas cerebrales 1,2,3. En general, el método para la imagen in vivo de dos fotones de la contractilidad y el flujo linfático del cLV está destinado a estudios preclínicos de diversas funciones fisiológicas de los cLVs, incluyendo la regulación del drenaje y la eliminación cerebral, la eliminación de metabolitos y toxinas del cerebro, así como para la prueba de nuevas tecnologías terapéuticas para la modulación de la fisiología del cLV.