Este estudio se llevó a cabo en estricta conformidad con las recomendaciones de la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio de los Institutos Nacionales de Salud (Publicación nº 85-23, revisada en 1996). El protocolo del estudio fue aprobado por el Comité de Cuidado y Uso Institucional de Animales del Hospital Anzhen de Pekín (Aprobación nº 81700293). El protocolo del estudio fue revisado y aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de nuestra institución. Se hicieron todos los esfuerzos para minimizar el sufrimiento animal y reducir el número de animales utilizados en el estudio. Los reactivos y el equipo utilizado se enumeran en la Tabla de Materiales.
1. Modelo animal y diseño experimental
- Preparación y alojamiento de animales
Veinticuatro beagles machos sanos, de entre 4 y 5 años y con un peso de 10 a 12 kg, fueron obtenidos de la Universidad Jiao Tong de Shanghái Granja Experimental de Animales Agrícolas Co., Ltd. (véase Tabla de Materiales). Solo se utilizaron beagles machos para minimizar los posibles efectos de confusión de las fluctuaciones hormonales asociadas al ciclo estrolo sobre la coagulación, la función endotelial y las respuestas inflamatorias. Todos los beagles se alojaban individualmente en jaulas estándar mantenidas a una temperatura de 22–25 °C, con un 40%–60% de humedad y un ciclo de luz a oscuridad de 12 h:12 h. A los animales se les proporcionó una dieta canina estándar de laboratorio y agua ad libitum. Antes del inicio de los procedimientos experimentales, todos los beagles pasaban por un periodo de aclimatación de una semana. Se realizó ecocardiografía transtorácica (ETT) en todos los animales utilizando un sistema de ultrasonido equipado con un transductor de matriz en fase de 3,5 MHz para excluir patologías valvulares, miocardiopatía y otras enfermedades estructurales del corazón.
- Anestesia y acceso vascular
Todos los beagles estuvieron en ayunas durante 12 horas antes del procedimiento. La anestesia se indujo mediante la administración intravenosa de pentobarbital sódico a una dosis de 20 mg/ kg a través de la vena cefálica, administrada lentamente durante aproximadamente 3–5 minutos hasta que se confirmó la pérdida del reflejo palpebral. Una vez alcanzada la anestesia adecuada, se realizó la intubación endotraqueal utilizando un tubo endotraqueal manguito del tamaño adecuado (diámetro interno 7,0–8,0 mm), y se inició la ventilación mecánica con un volumen tidal de 15 mL/kg y una frecuencia respiratoria de 12–15 respiraciones/minuto. Se mantuvo un monitoreo hemodinámico continuo durante todo el procedimiento. Se aplicó un electrocardiograma de superficie (ECG) de 3 derivaciones para monitorizar la frecuencia cardíaca y el ritmo cardíaco, y se empleó oximetría de pulso para controlar la saturación de oxígeno. Se mantuvo una línea intravenosa periférica para la administración de líquidos (solución de Ringer lactada, infundida a una dosis de 5–10 mL/kg/h) y dosis anestésicas suplementarias si era necesario.
Posteriormente, se realizó una incisión cutánea de aproximadamente 3–4 cm en la región inguinal derecha bajo condiciones asépticas para exponer la arteria femoral común mediante disección roma. El acceso arterial exitoso se confirmó mediante retorno sanguíneo pulsátil. Se colocó una vaina vascular 6F en la arteria femoral derecha utilizando la técnica modificada de Seldinger. Se administró heparina sódica (4000 UI, diluida en 10 mL de solución salina normal) a través de la vaina para prevenir tromboembolismo.
2. Embolización de la arteria renal para la inducción de una IR crónica moderada
Se introdujo un catéter multipropósito 5F a través de la vaina arterial y se avanzó bajo guía fluoroscópica de brazo C hacia la aorta abdominal. Se realizó una canulación selectiva de la arteria renal izquierda y se realizó una angiografía basal de la arteria renal inyectando entre 5 y 8 mL de medio de contraste yodado no iónico a una velocidad de 3 mL/s para visualizar el árbol arterial renal completo. La colocación exitosa del catéter se verificó mediante la demostración de toda la arteria renal izquierda y sus ramas en las imágenes angiográfadas.
Posteriormente, la IR se indujo mediante embolización transcatéter de la rama principal de la arteria renal izquierda utilizando gránulos de esponja de gelatina absorbibles (diámetro de 50 mg). Los gránulos de esponja de gelatina se prepararon como una suspensión mezclando aproximadamente 50 mg de gránulos con una mezcla 1:1 de medio de contraste y solución fisiológica normal hasta un volumen total de aproximadamente 2–3 mL. La suspensión de embolización se inyectó lentamente mediante inyección manual a través del catéter durante aproximadamente 2–3 minutos bajo monitorización fluoroscópica continua. La embolización exitosa se confirmó mediante una angiografía repetida de la arteria renal izquierda, que demostró la ausencia de opacación arterial distal en las ramas embolizadas. Tras la confirmación angiográfica, se retiró el catéter y la vaina, y se reparó la arteria femoral con una sutura de polipropileno 6-0. La herida quirúrgica se cerró en capas y se permitió que los animales se recuperaran bajo una vigilancia estrecha.
Para el grupo de control y el grupo FA (procedimiento simulado), se realizó el mismo proceso de cateterismo y se inyectó un volumen igual (2–3 mL) de solución salina normal en la arteria renal izquierda a través del catéter multipropósito tras la angiografía de la arteria renal.
3. Inducción de la FA mediante estimulación auricular rápida
Tres meses después del procedimiento de IR (o procedimiento simulado), la FA se indujo en el grupo de FA y en el grupo de IR+FA. La FA se indujo en un total de 12 beagles (n = 6 en el grupo FA y n = 6 en el grupo RI+AF). Tras la reanestesiación y el acceso vascular como se ha descrito anteriormente, se canuló la vena femoral derecha para la inserción de un catéter. Se avanzó un catéter cuadripolar 6F (véase Tabla de Materiales) bajo guía fluoroscópica y se posicionó en la pared lateral de la aurícula derecha. La correcta colocación del catéter se confirmó mediante el registro de electrogramas auriculares característicos en el canal intracardíaco, mostrando desviaciones auriculares claras y agudas. El umbral de estimulación diastólica se determinó disminuyendo progresivamente el voltaje de salida del estimulador en decrementos de 0,1 V desde 5 V hasta que se observó la pérdida de captura auricular; El voltaje más bajo que lograba una captura auricular consistente 1:1 se registró como el umbral de estimulación diastólica. El estimulación auricular rápida (duración básica del ciclo, 60 ms, correspondiente a una frecuencia de 1000 latidos por minuto; ancho de pulso de salida, 2 ms; voltaje, 4 veces el umbral de estimulación diastólico, típicamente equivalente a 2–4 V) se administró de forma continua durante 180 minutos usando un estimulador cardíaco para inducir la FA, como se describióanteriormente 9. La inducción exitosa de la FA se confirmó por la aparición de intervalos R-R irregulares sostenidos en el ECG superficial y potenciales auriculares rápidos y desorganizados en el electrograma intracardíaco que persistieron al menos 1 minuto tras una breve suspensión del estimulante. Los 12 beagles (100%) lograron una FA sostenida al completar el protocolo de estimulación. La duración media de la FA sostenida tras el cese del ritmo de estimulación osciló entre 3 y 8 minutos antes de la cardioversión espontánea hasta el ritmo paranasal.
Es importante señalar que, a diferencia de los protocolos de estimulación por ráfagas (típicamente ráfagas de 3–10 s) usados para evaluar la susceptibilidad a la FA, el enfoque continuo de estimulación auricular rápida de 180 minutos empleado en este estudio fue diseñado específicamente para modelar la FA sostenida y provocar una remodelación molecular temprana. Este protocolo ha sido bien establecido y ampliamente validado en la investigación de la FAcanina 9,10.
4. Diseño experimental y asignación en grupo
Los animales experimentales se asignaron aleatoriamente a cuatro grupos (n = 6 por grupo): grupo control, grupo RI, grupo FA y grupo RI combinado con FA (RI+FA). Los Beagles del grupo RI y del grupo RI+FA se sometieron al procedimiento de embolización de IR al inicio, y los beagles del grupo Control y del grupo FA recibieron la inyección simulada de solución salina normal en la arteria renal. Tres meses después, la FA se indujo en los grupos de FA e IR+FA, como se describió anteriormente. En la Figura 1 se presenta una visión esquemática de todo el diseño experimental y la cronología.
5. Determinación de la eliminación de creatinina
La aclaración de creatinina (CCr) se determinó mediante el método de eliminación endógena decreatinina de 30 minutos 11. Brevemente, tras la anestesia, se insertó un catéter de Foley en la vejiga urinaria en condiciones asépticas y la vejiga se vació por completo. Se inició entonces el periodo de recogida de orina de 30 minutos, durante el cual toda la producción de orina se recogía mediante el catéter en un recipiente calibrado. Al final del periodo de recogida de 30 minutos, la vejiga se vaciaba de nuevo para asegurar la recuperación completa de la orina. Simultáneamente, se extrajo una muestra de sangre en el punto medio de la vena yugular para determinar la creatinina plasmática. La CCr se calculó usando la fórmula estándar: CCr (mL/min/kg) = (concentración de creatinina en la orina × volumen urinario) / (concentración plasmática de creatinina × tiempo de recolección), normalizado al peso corporal.
6. Recogida de tejidos y muestras de sangre
Se recogieron muestras de sangre de la vena yugular al inicio y antes de sacrificarlas en tubos separados de sueroanticoagulado con EDTA y suero simple 11. Finalmente, todos los beagles fueron eutanasiados con una inyección intravenosa de una dosis letal de pentobarbital sódico a una dosis de 150 mg/kg antes de la recuperación de la anestesia. Se extrajeron riñones para el examen histológico. Se extrajeron corazones y el apéndice auricular izquierdo (LAA) fue cuidadosamente disecado, congelado rápidamente en nitrógeno líquido en menos de 5 minutos tras la escisión y almacenado a −80 °C hasta el análisis molecular. La LAA fue seleccionada para análisis tisular porque es el lugar más común de formación de trombos en pacientes con FA y, por tanto, representa la ubicación anatómica clínicamente relevante para evaluar la función endotelial y el riesgo de trombosis.
7. Observación histológica
Los tejidos renales se fijaron con paraformaldehído neutral amortiguado al 10% durante 24 horas, se deshidrataron mediante una serie de etanol graduado (70%, 80%, 90%, 95% y 100% etanol, 1 hora cada uno), se limpiaron con xileno (dos cambios, 30 min cada uno), se incrustaron en parafina y se cortaron en rodajas de 5 μm de grosor usando un microtomo rotatorio. Posteriormente, las cortes se teñían con HE para observar cambios histopatológicos. Específicamente, las secciones se desparafinizaron en xileno (dos cambios, cada 10 minutos), se rehidrataron mediante una serie descendente de etanol, se tiñeron con solución de hematoxilina durante 5 minutos, se diferenciaron en ácido clorhídrico–etanol al 1% durante 30 segundos, se enjuagaron con agua del grifo corriente durante 10 minutos, se contra-tintaron con solución de eosina durante 2 minutos, se deshidrataron, se limpiaron y se montaron con bálsamo neutro. Las secciones se examinaron bajo un microscopio óptico con aumentos de 100× y 400×.
8. Ensayo inmunoenzimático ligado a enzimas (ELISA)
Las muestras de sangre se centrifugaron a 3000 × g a 4 °C durante 20 minutos, y luego se recogió el sobrenadante (plasma) y se almacenó a −80 °C hasta el análisis. Se examinaron los niveles plasmáticos de creatinina, nitrógeno ureático, factor de Von Willebrand (vWF), trombomodulina (TM), dimetilarginina asimétrica (ADMA), óxido nítrico (NO), inhibidor activador de plasminógeno-1 (PAI-1), activador de plasminógeno tisular (t-PA), factor de necrosis tumoral α (TNF-α), proteína C-reactiva de alta sensibilidad (hs-CRP), interleucina-6 (IL-6), renina y aldosterona (ALD) utilizando kits comerciales de ELISA según las instrucciones del fabricante. Brevemente, se añadieron 100 μL de muestra o estándar de plasma a microplacas de 96 pozos recubiertas con anticuerpos, incubados a 37 °C durante 2 horas, lavados cuatro veces con tampón de lavado, incubados con anticuerpo de detección biotinilado durante 1 hora a 37 °C, lavados de nuevo, incubados con conjugado estreptavidina-HRP durante 30 minutos a 37 °C, seguidos del desarrollo del sustrato TMB durante 15–20 minutos en la oscuridad. La reacción se detuvo con 50 μL de solución de parada y la absorbancia se midió a 450 nm usando un lector de microplacas. Todas las muestras se analizaron en duplicado.
9. PCR cuantitativa en tiempo real (qRT-PCR)
La extracción del ARN total de los tejidos LAA se realizó utilizando reactivo TRIzol, seguida de la detección de la pureza y concentración del ARN mediante un espectrofotómetro a proporciones de absorbancia de 260/280 nm (rango aceptable 1,8–2,0). Un total de 1 μg de ARN se transcribió inversamente en ADN complementario (cDNA) utilizando un kit de reactivos RT de PrimeScript. La reacción de transcripción inversa se realizó a 37 °C durante 15 minutos, seguida de la inactivación a 85 °C durante 5 segundos. Posteriormente se realizó PCR cuantitativa en tiempo real en el sistema de PCR utilizando SYBR Green Master Mix. El programa de ciclos térmicos consistía en una desnaturalización inicial a 95 °C durante 5 minutos, seguida de 40 ciclos de desnaturalización a 95 °C durante 10 s y recocido/extensión a 60 °C durante 30 s. La señal de fluorescencia se detectaba al final de cada paso de extensión utilizando el canal SYBR Green. Los valores del ciclo umbral (Ct) se determinaban automáticamente por el software del instrumento. Los cambios en el pliegue de los niveles de ARNm se determinaron mediante el método 2−ΔΔCt . β-actina actuaba como control interno. Todas las muestras se analizaron en triplicado.
10. Manchado occidental
La proteína total se extrajo de los tejidos LAA mediante un tampón de lisis con ensayo de radioinmunoprecipitación (RIPA) (compuesto por 50 mM de Tris-HCl, pH 7,4, 150 mM de NaCl, 1% NP-40, 0,5% desoxicolato de sodio y 0,1% SDS, suplementado con cóctel de inhibidores de proteasa y fosfatasa; véase Tabla de Materiales). Los tejidos se homogeneizaron sobre hielo y centrifugaron a 12.000 × g a 4 °C durante 15 minutos, y se recogió el sobrenadante. La concentración de proteínas se cuantificó utilizando un kit de análisis de proteínas BCA. Posteriormente, se sometieron cantidades iguales de proteína (30 μg por carril) a un 12% de SDS-PAGE para separación a 80 V durante 30 minutos (gel de apilamiento), seguido de 120 V durante aproximadamente 60 minutos (gel de resolución) y después se transfirieron a membranas de fluoruro de polivinilideno (PVDF) a 300 mA durante 90 minutos en tampón de transferencia (25 mM Tris, 192 mM glicina, 20% metanol). Las membranas se bloquearon con leche desnatada al 5% disuelta en TBST (solución fisiológica con 0,1% Tween-20) a temperatura ambiente durante 2 horas, y luego se sondearon con anticuerpos primarios (véase la Tabla de materiales para fuentes de anticuerpos, números de catálogo y diluciones) a 4 °C durante la noche. Al día siguiente, las membranas se lavaron tres veces con TBST (10 min cada una) e incubaron con el anticuerpo secundario conjugado con HRP correspondiente (véase Tabla de Materiales) durante 2 horas a temperatura ambiente. Tras tres lavados adicionales de TBST (10 min cada uno), se visualizaron los blots con un kit de quimioluminiscencia mejorada (ECL) utilizando un sistema de imagen quimioluminiscencia. La gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH) actuó como control interno. Se realizó un análisis densitométrico utilizando el software ImageJ, y los niveles relativos de expresión proteica se normalizaron a GAPDH. Los pesos moleculares aproximados de las proteínas detectadas fueron los siguientes: vWF (~260 kDa), TM (~60 kDa), sintasa endotelial de óxido nítrico (eNOS, ~130 kDa), sintasa inducible de óxido nítrico (iNOS, ~130 kDa), PAI-1 (~45 kDa), t-PA (~70 kDa) y GAPDH (~36 kDa). Imágenes de Western blot de cuerpo entero y sin recortar se proporcionan en la Figura Suplementaria 1 y la Figura Suplementaria 2.
11. Análisis estadístico
Todos los valores se analizaron mediante un software estadístico y de gráficos y se presentan como media ± desviación estándar (SD). La normalidad de la distribución de los datos se evaluó utilizando la prueba de Shapiro-Wilk antes del análisis paramétrico. La homogeneidad de la varianza se evaluó mediante la prueba de Levene. Para los datos que cumplían con las suposiciones de normalidad y homogeneidad de la varianza, se realizó una comparación de diferencias empleando ANOVA unidireccional seguida de la prueba post hoc de Dunnett para comparaciones múltiples con el grupo de control. Para los datos que no cumplían la suposición de normalidad, se aplicó la prueba de Kruskal-Wallis no paramétrica seguida de la prueba post hoc de Dunn. En este estudio, todas las variables cumplieron las suposiciones de normalidad e igualdad de varianza; por lo tanto, se aplicaron análisis paramétricos en todo el proceso. En el software de análisis, los datos se introdujeron en tablas de datos agrupadas, se seleccionó ANOVA unidireccional desde el menú de Análisis en Columnas, se eligió la prueba de Dunnett para comparaciones post hoc y el umbral de significación se estableció en p < 0,05.