Establecimiento de un procedimiento estandarizado de ligadura de arteria renal para la hipertensión en hámsters dorados sirios

Resumen

Este estudio estableció y optimizó un modelo parcial de ligadura de arteria renal en hámsters sirios (2K1C), que induce de forma estable hipertensión secundaria relacionada con la SAR en un trasfondo de hiperlipidemia, proporcionando una base altamente reproducible para la investigación cardiovascular.

Resumen

La hipertensión se considera una amenaza importante para la salud global, que puede provocar complicaciones graves, incluyendo remodelación vascular, insuficiencia cardíaca, infarto de miocardio y enfermedad renal terminal. Los hámsters dorados sirios, un modelo con proteína de transferencia de éster colesterílico (CETP) de expresión natural, son susceptibles a la hiperlipidemia inducida por la dieta. Para establecer un modelo de hámster fiable y reproducible que estudie la relación entre estenosis de la arteria renal (RAS), hipertensión secundaria y enfermedades cardiovasculares, se empleó el modelo de Goldblatt de dos riñones y un clip (2K1C). Este estudio detalla un procedimiento quirúrgico refinado para inducir el SAR en hámsters dorados sirios mediante ligadura parcial de la arteria renal, haciendo hincapié en factores críticos como la técnica de aislamiento quirúrgico y la selección del material de la ligadura, que influyen significativamente en los resultados. La implementación de este protocolo quirúrgico estandarizado resultó en que aproximadamente el 90% de los hámsters tratados mostraran una elevación constante de la presión arterial sistólica de 25–30 mmHg. Este procedimiento optimizado de ligadura de arteria renal proporciona un método robusto para generar un modelo de hámster hipertensivo con alta consistencia, mayor reproducibilidad y utilidad para la investigación de enfermedades cardiovasculares.

Introducción

La estenosis de la arteria renal (SAR) es una de las principales causas de hipertensión secundaria y constituye un factor de riesgo significativo para la morbilidad cardiovascular¹. Un desafío principal en la investigación clínica es la dificultad para delimitar la vía causal que conecta la dislipidemia, la hipertensión y el daño a órganos terminales, ya que las comorbilidades y los medicamentos concurrentes frecuentemente confunden los estudios en pacientes. Esto subraya la necesidad crítica de un modelo animal que recapitule con precisión esta compleja fisiopatología en un entorno experimental controlado y reproducible.

El modelo Goldblatt de dos riñones y una pinza (2K1C) es un método bien establecido para inducir hipertensión renovascular en roedores. Sin embargo, especies convencionales como ratones y ratas presentan limitaciones considerables. Cabe destacar que estos roedores carecen de proteína de transferencia de éster colesterilo (CETP), una enzima clave en el metabolismo de lipoproteínas de alta densidad^{en humanos.} Como resultado, son resistentes a la hipercolesterolemia y la aterosclerosis inducidas por la dieta, sin lograr imitar el perfil metabólico comúnmente observado en pacientes con SAR. Además, la respuesta hipertensiva al recorte de la arteria renal en estos modelos suele ser atenuada y muy variable; por ejemplo, los ratones C57BL/6 presentan un aumento mínimo de la presión arterial, mientras que las ratas de Sprague-Dawley muestran una considerable variabilidad interindividual, lo que dificulta investigaciones mecanicistas y terapéuticas^{reproducibles 3,4}.

En contraste, el hámster dorado sirio (Mesocricetus auratus) posee ventajas fisiológicas únicas para este tipo de investigación. Su expresión natural de CETP permite el desarrollo de un perfil de lipoproteínas similar al humano, incluyendo LDL-C elevado y un ligero aumento del HDL-C, al alimentarse con una dieta alta en grasas y colesterol, lo que conduce a la formación espontánea de lesiones ateroscleróticas en la aorta y las arterias^{coronarias 5}. Esto proporciona una base metabólica y vascular altamente relevante para el estudio de las enfermedades cardiovasculares. Además, evidencias recientes indican que los hámsters presentan una respuesta arterial significativamente más robusta a la activación del sistema renina-angiotensina-aldosterona (RAAS) en comparación con los ratones y la quimasa, lo que los hace especialmente adecuados para la investigación sobre^{hipertensión6}.

A pesar de estas ventajas, la utilidad del modelo 2K1C de hámster se ha visto limitada por la falta de un protocolo quirúrgico estandarizado y resistente. Las técnicas existentes, que van desde la ligadura completa con altas tasas de mortalidad hasta la ligadura parcial dependiente del operador, producen resultados inconsistentes y una pobre^{reproducibilidad 7}. Por ello, para aprovechar plenamente la doble susceptibilidad del hámster a la enfermedad metabólica e hipertensiva, desarrollamos un enfoque quirúrgico refinado y altamente reproducible para el modelo 2K1C. Este protocolo optimizado garantiza la inducción constante de hipertensión en un contexto de dislipidemia inducida por la dieta, ofreciendo así una plataforma experimental robusta e integrada para investigar los efectos sinérgicos de la RAS, la hiperlipidemia y la lesión cardiovascular.

Protocolo

Los protocolos para animales fueron aprobados por el comité de ética de animales de laboratorio del Instituto Internacional de Innovación en Salud de Jiangmen (N2023008) y la Universidad de Pekín (DLASBE0730). Se utilizaron hámsters dorados sirios machos, de entre 10 y 12 semanas de edad, para el experimento. Los detalles de los reactivos y equipos utilizados se listaban en la Tabla de Materiales.

1. Preparación preoperatoria

1. Alimenta a los animales con una dieta normal de comida y proporciona agua clara en condiciones estándar (temperatura 21–24 °C, humedad 40%–60%, ciclo de luz a oscuridad de 12 horas).
2. Esteriliza todos los instrumentos y materiales quirúrgicos antes de usarlos. Desinfecta la plataforma quirúrgica con etanol al 75%. Precalienta la almohadilla térmica a aproximadamente 38 °C antes de la cirugía.
3. Coloque al hámster en una cámara de inducción anestesica suministrada con isoflurano al 3% (siguiendo los protocolos aprobados por la institución).
4. Confirma la anestesia profunda por la ausencia de reflejo de retirada del pedal. Mantener la anestesia mediante un cono nasal con isoflurano entre 1,5% y 2%.
5. Elimina el vello de la zona lumbar media izquierda con una máquina de cortar eléctrica.
6. Desinfecta la piel expuesta con povidona-yodo.

2. Procedimiento quirúrgico

1. Realiza una incisión longitudinal de aproximadamente 1,5–2 cm en la piel a lo largo de la línea media de la región lumbar izquierda usando un bisturí. Disecciona de forma directa los músculos subyacentes para separar el dorsaldo ancho de la capa iliocostal. Crea un canal de acceso de aproximadamente 1 cm a lo largo de la dirección de las fibras musculares.
2. Retrae suavemente la grasa retroperitoneal usando pinzas romas para exponer el riñón. Exterioriza el riñón izquierdo e identifica el pedículo renal. Separa la arteria y la vena renal usando pinzas romas.
3. Coloque una aguja de 0,27 mm de diámetro junto a la arteria renal. Haz un lazo con una sutura de polipropileno 6-0 alrededor tanto de la arteria como de la aguja. Haz un solo nudo por encima de la mano de forma floja.
   1. Retira cuidadosamente la aguja, dejando una constricción circunferencial que reduce el diámetro luminal a 0,27 mm. Confirma la estenosis exitosa observando un estrechamiento visible, pero no una cesación completa, del flujo sanguíneo acompañada de un leve cambio en el color renal.
4. Devuelve el riñón a la fosa renal. Cierra la capa muscular y la piel por separado usando suturas de polipropileno no absorbibles 4-0 y 3-0, respectivamente. Desinfecta la zona quirúrgica con povidona-yodo seguido de etanol.
5. Coloca al animal sobre una almohadilla térmica y controla el estado respiratorio hasta que recupere la conciencia. Administrar carprofeno (5 mg/kg, subcutáneo) hasta 3 días después de la cirugía. Aloja al hámster individualmente durante al menos una semana.

3. Medición de la presión arterial

NOTA: Mide la presión arterial de forma no invasiva a las 2 y 4 semanas postoperatorias utilizando un sistema de monitorización de presión arterial tipo cola.

1. Anestesiar a los hámsters en una cámara suministrada con isoflurano al 3%.
2. Coloca al animal en posición prona sobre una tabla de operaciones y coloca una mascarilla para mantener la anestesia.
3. Coloca un manguito en la extremidad anterior y registra la presión arterial durante al menos 2 minutos para cada animal.

4. Examen por ecografía

NOTA: Evalúe la hemodinámica renal y la adaptación estructural 4 semanas después de la cirugía utilizando sistemas Doppler en color y ecografía volumétrica tridimensional.

1. Anestesiar a los hámsters en una cámara suministrada con isoflurano al 3%.
2. Coloca al animal en posición prona sobre una tabla de operaciones y coloca una mascarilla para mantener la anestesia.
3. Elimina el vello abdominal usando una crema depilatoria para asegurar un contacto acústico óptimo. Aplica gel acoplante antes de colocar la sonda de ultrasonido.
4. Coloca la sonda sobre el riñón izquierdo y obtén una imagen longitudinal clara en modo B.
5. Mide la longitud renal y el grosor cortical utilizando la función del calibre.
6. Activa el modo Doppler en color y visualiza el flujo sanguíneo renal.
7. Registra la velocidad sistólica máxima, la velocidad al final de la diástole y calcula el índice resistivo.
8. Realizar escaneos tridimensionales para reconstruir el volumen renal.
9. Guarda todas las imágenes y datos de medición.
10. Retira la sonda y vigila al animal hasta que se recupere.

Resultados

En este estudio, estos hámsters se dividieron aleatoriamente en dos grupos: 8 en el grupo de cirugía simulada y 11 en el grupo quirúrgico. Todos los datos se presentan como medios ± desviaciones estándar salvo que se indique lo contrario. El tiempo operativo aproximado era de 20–25 minutos por animal. No hubo muertes intraoperatorias y la tasa de supervivencia dentro de las 9 semanas posteriores a la cirugía fue del 100%. Dos semanas después de la cirugía, se midió la presión arterial no...

Discusión

El modelo de dos riñones y una pinza (2K1C) es un modelo animal clásico en la investigación de hipertensión vascular renal. Con raíces históricas que se remontan al siglo pasado, simula eficazmente la patogénesis de la hipertensión renovascular humana. El mecanismo subyacente implica isquemia inducida por estenosis de la arteria renal, que activa el sistema renina-angiotensina (RAS), conduciendo finalmente a hipertensión sistémica. Este modelo no solo refleja de cerca la progresión patol...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Sutura de alambre de 0,37 de diámetro	Johnson & Johnson MedTech, China	JH-18-5100
Sutura de polipropileno 6-0	Yangzhou Huanyu Medical Equipment Co., Ltd., China	N/A
Máquina de anestesia animal	Midmark Corporation, EE. UU.	V2330299
Carprofeno	Macklin, China	C830557-5g
Kit de análisis de colesterol	Zhongsheng Beikong, China	100000180
Sistema de ultrasonido Doppler en color	Mindray Medical, China	Resona8
Kit de análisis de glucosa	Zhongsheng Beikong, China	100000240
Kit de ensayo de colesterol de lipoproteínas de alta densidad	Zhongsheng Beikong, China	100020235
LDLR KO hámster dorado sirio	Universidad de Pekín, China	N/A
Muromachi MK-2000ST Monitor de presión arterial no invasivo para ratones y ratones Ratas	Muromachi Kikai Co., Ltd., Japón	140305MU
Almohadilla térmica para mascotas	Meitai, China	DXT30*35-1X
Kit RAT Renin ELISA	Covide, China	KWD-E7398R-B
Aguja de sutura	Johnson & Johnson MedTech, China	JH-18-5037
Kit de análisis de triglicéridos	Zhongsheng Beikong, China	100000220
Esterilizador de vapor a presión vertical	Yamato Scientific, Japón	J3170372