Las enfermedades cardiovasculares (ECV) siguen siendo la principal causa de mortalidad global, siendo la aterosclerosis su base patológicacomún 1. La arteria carótida es un lugar crítico para las lesiones ateroscleróticas; estudiar la aterosclerosis carotídea es esencial para comprender la patogénesis de las ECV y desarrollar estrategiasterapéuticas. Los modelos animales son herramientas indispensables para la investigación in vivo sobre aterosclerosis, aunque los modelos existentes a menudo presentan limitaciones en cuanto a conveniencia y capacidad para recapitular características fisiopatológicas humanas.
En comparación con la aterosclerosis en otros sitios arteriales (por ejemplo, aorta, arteria femoral), la formación de la aterosclerosis carotídea está más fuertemente influenciada por la hemodinámica. La arteria carótida experimenta un alto esfuerzo cortante (10-15 dyn/cm², dynes por centímetro cuadrado), solo superada por la arteria coronaria (6-45 dyn/cm²)3. Particularmente en la bifurcación de las carótidas, se produce un flujo de vórtice, que se caracteriza por una tensión de cizalladura oscilatoria perturbada. Este entorno hemodinámico anormal desencadena una activación proinflamatoria sostenida de las células endoteliales locales, caracterizada por una expresión aumentada de moléculas de adhesión y quimiocinas que facilitan el reclutamiento de monocitos y el inicio de laaterosclerosis 3. Además, las lesiones ateroscleróticas carótidas humanas de alto riesgo suelen mostrar un grado de estenosis superior al 70%, que se define como el porcentaje de reducción del diámetro luminal causado por laplaca 4. Por tanto, los modelos animales capaces de inducir estenosis aterosclerótica grave son importantes.
El modelo de ligadura carótida parcial (LCP) es un modelo de aterosclerosis inducido por alteraciones persistentes del flujo sanguíneo, que tiene la ventaja de un tiempo de modelado corto y lesionesgraves 5. La apolipoproteína E (ApoE) es una proteína clave implicada en el metabolismo y la eliminación de colesterol circulante y lipoproteínas ricas en triglicéridos, desempeñando un papel fundamental en el mantenimiento de la homeostasis lipídica plasmática. Sin embargo, el modelo tradicional PCL usando ratones ApoE-knockout (ApoE⁻/⁻) es difícil y costoso decrear 5. Cuando se requiere un knockout del gen objetivo, es necesario el knockout doble del gen (tanto del gen objetivo como del gen ApoE), lo que complica aún más el proceso de modelado. En cambio, cuando solo se utilizan ratones silvestres tipo C57BL/6 para el LCP, el modelo carece de hipercolesterolemia, un factor de riesgo central para la aterosclerosis humana, y rara vez presenta lesiones ateroscleróticas prominentes ricas enlípidos 6,7. Otros modelos, como ratones ApoE⁻/⁻ o LDLR-knockout (LDLR⁻/⁻) alimentados con una dieta alta en grasas (HFD), se utilizan ampliamente en la investigación de la aterosclerosis para estudiar la aterosclerosis aórtica. No obstante, estos modelos no incorporan el efecto de la alteración del flujo sanguíneo y no pueden formar aterosclerosis grave en un corto periodo de tiempo. Estudios previos han demostrado que, tras 3 meses de alimentación con ICD, los ratones ApoE⁻/⁻ o LDLR⁻/⁻ solo desarrollan placas ateroscleróticas leves en las regiones de las arterias aórtica o braquiocefálica, mientras que no se forman lesiones evidentes en las arteriascarótidas 8,9.
La subtilisina/kexin tipo 9 de proproteína convertasa (PCSK9) es un regulador clave del metabolismo del colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL-C): promueve la degradación de los receptores de LDL, aumentando así los niveles séricos de LDL-C10. El virus recombinante adenoasociado que expresa PCSK9 (PCSK9-AAV) permite la hipercolesterolemia controlable por dosis en ratones WT sin necesidad de modificacionesgenéticas 11. La combinación de la hipercolesterolemia inducida por PCSK9-AAV, la HFD (que agrava aún más los trastornos del metabolismo lipídico) y el PCL (que induce alteraciones hemodinámicas locales) permite construir un modelo animal que incorpora dos factores clave de riesgo para la aterosclerosis humana: hipercolesterolemia y alteración del flujo.
Basándose en el progreso de investigaciónprevia 12, este protocolo establece un método estandarizado para inducir la aterosclerosis carotídea en ratones C57BL/6. En comparación con los protocolos modelo existentes, ofrece tres ventajas clave: (1) Relevancia fisiopatológica: simultáneamente reproduce la hipercolesterolemia y la alteración del flujo, resultando en lesiones carotídeas que presentan características similares a las aterosclerosis humanas en fase media o avanzada; (2) Reproducibilidad: La parametrización detallada de la dosis de AAV, procedimientos quirúrgicos y control dietético reduce la variabilidad entre laboratorios; (3) Puntualidad: El periodo total de modelado es de 5 semanas, lo que reduce significativamente el tiempo necesario para el establecimiento del modelo.
Este protocolo es adecuado para investigadores que estudian la biología de la pared vascular, evalúan la eficacia de fármacos antiateroscleróticos y exploran la interacción entre la hemodinámica y el metabolismo lipídico en la aterosclerosis. Cabe destacar que este protocolo es un modelo centrado en las carótidas, que no puede replicar completamente todos los aspectos de los factores de riesgo sistémicos humanos para la aterosclerosis, incluyendo, pero no limitándose a, el tabaquismo, la diabetes mellitus, la hipertensión y la obesidad. A continuación se presenta una guía paso a paso para el establecimiento del modelo y la evaluación de lesiones.