Modelo apical Resección ratón para el Estudio de la regeneración del corazón de mamíferos Temprana
23 de enero de 2016
En este estudio se demuestra un protocolo de video paso a paso de la resección apical. La resección apical es un abordaje quirúrgico recientemente destacado en la investigación de la regeneración cardíaca en mamíferos. Este estudio puede promover la aplicación de la resección apical como metodología estándar en la investigación del mecanismo subyacente a la regeneración del corazón.
El objetivo general de este procedimiento es utilizar la resección apical en ratones neonatos para estudiar la regeneración cardíaca temprana en mamíferos. Este enfoque puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la regeneración cardíaca, como cuáles son los mecanismos moleculares y celulares que subyacen a la regeneración cardíaca temprana en mamíferos. La principal ventaja de esta técnica es que el modelo de resección apical en ratones ofrece un enfoque relativamente sencillo y directo para estudiar la regeneración cardíaca temprana en mamíferos.
Antes de comenzar el procedimiento, transfiera todas las crías C57 black six del día postnatal uno desde su madre amamantadora a una jaula limpia para ratones con cama y materiales para nidos frescos. Luego, para cada neonato sucesivamente, transfiera la cría desde una cama de hielo al área quirúrgica e inmovilice los brazos, las piernas y la cola en posición supina. Desinfecte el tórax con betadina seguido de una limpieza suave con una gasa preparada al 70% de alcohol.
Ahora, realice una incisión en la piel de transferencia a lo largo de la cuarta área costal interna de la cavidad torácica. Utilice tijeras de resorte para hacer una incisión en el ápice del corazón. Para acceder al corazón, use tijeras de resorte para hacer una incisión en el ápice del corazón seguida de una disección roma de los músculos intercostales internos.
Utilice suturas estériles 6-0 para cerrar conjuntamente las costillas y los músculos. Use pegamento para piel para cerrar cuidadosamente la incisión cutánea y permita que el neonato se recupere bajo una lámpara de calor durante aproximadamente tres minutos. Luego, utilice una gasa preparada con alcohol al 70 % para limpiar todas las trazas de sangre y pegamento del cachorro y devuelva el animal a sus compañeros de camada.
Después de realizar todas las cirugías, mezcle las crías con la cama y los excrementos de la madre antes de devolver los neonatos al nido de la madre. Un día después de la cirugía, cuente el número de crías falsas y quirúrgicas para determinar la tasa de supervivencia dentro de cada grupo. En el momento adecuado tras la cirugía, para cada animal sucesivamente, limpie el tórax con etanol al 70 % e incise la piel y el músculo en la línea media del tórax.
Extraiga el corazón completo de la cavidad torácica y fije el tejido en cinco milímetros de paraformaldehído al cuatro por ciento durante la noche a temperatura ambiente. Al día siguiente, transfiera las muestras a etanol al 70 % durante hasta una semana antes del incluido en parafina. Después de obtener secciones de parafina de cinco micrómetros de grosor a través de todo el ventrículo, tiña las muestras con hematoxilina y eosina, y tricrómica de Masson para examinar la sustitución muscular y las respuestas fibróticas en los corazones resecados, respectivamente.
Utilizando un escáner de portaobjetos, obtenga manualmente al menos tres focos por muestra. Luego analice las imágenes de la muestra con un aumento de 40X según las instrucciones del fabricante, utilizando los parámetros predeterminados del escáner. Tras una resección apical exitosa, dentro de un día de la resección apical, se forma eficazmente un coágulo de sangre para sellar el ventrículo izquierdo.
Posteriormente, se observa una reabsorción progresiva del coágulo sanguíneo y una fibrosis cardíaca temprana, que gradualmente es reemplazada por tejido miocárdico hasta la regeneración completa del miocardio a los 21 días posteriores a la resección. De hecho, tres semanas después de la cirugía, no se aprecian diferencias entre los corazones resecados y los corazones sometidos a cirugía simulada mediante análisis morfológico. Al realizar este procedimiento, es importante recordar mantener condiciones estériles.
Tras seguir este procedimiento, se pueden realizar otras mediciones, como la marcación y la medición lineal, para responder preguntas adicionales sobre la proliferación de cardiomiocitos y la resección apical. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar la resección apical en ratones neonatos.
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Descripción general
Este estudio demuestra un protocolo en video paso a paso para la resección apical, un enfoque quirúrgico en la investigación de la regeneración cardíaca en mamíferos. La técnica tiene como objetivo mejorar la comprensión de los mecanismos subyacentes a la regeneración cardíaca.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Regeneración cardíaca
- Técnicas quirúrgicas en ratones neonatos
- Mecanismos moleculares de la reparación cardíaca
Antecedentes
- La regeneración cardíaca es un área crítica de investigación en cardiología.
- La resección apical es una técnica novedosa para estudiar la reparación cardíaca.
- Comprender la regeneración temprana puede orientar estrategias terapéuticas.
- Este estudio utiliza ratones neonatos como organismo modelo.
Objetivo del estudio
- Investigar los mecanismos celulares y moleculares de la regeneración cardíaca.
- Establecer la resección apical como una metodología estándar en la investigación.
- Proporcionar un enfoque sencillo para estudiar la regeneración cardíaca.
Métodos Utilizados
- Transferencia de crías C57 black six del día posterior al nacimiento uno a una jaula limpia.
- Inmovilización de neonatos para procedimientos quirúrgicos.
- Desinfección del área torácica antes de la cirugía.
- Realización de resección apical para estudiar la regeneración cardíaca.
Resultados principales
- Demostración de la técnica de resección apical en ratones neonatos.
- Suministro de un protocolo claro para aplicaciones futuras en investigación.
- Conocimientos sobre las etapas iniciales de la regeneración cardíaca.
- Potencial para estandarizar metodologías en estudios de regeneración cardíaca.
Conclusiones
- La resección apical es una técnica valiosa para estudiar la regeneración cardíaca.
- Este estudio podría facilitar investigaciones adicionales sobre los mecanismos de reparación cardíaca.
- La estandarización de este método podría mejorar la reproducibilidad en la investigación.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El establecimiento de modelos reproducibles de regeneración cardíaca temprana en mamíferos aborda un vacío crítico en la investigación y desarrollo cardiovascular, donde la capacidad regenerativa limitada obstaculiza el desarrollo de terapias. El modelo de resección apical en ratón permite la desactivación mecanicista de las vías de reparación cardíaca durante la validación preclínica de objetivos terapéuticos. Esto respalda la confianza predictiva en la identificación de moduladores de la proliferación de cardiomiocitos y la resolución de la fibrosis.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite investigar hipótesis terapéuticas relacionadas con la proliferación de cardiomiocitos y la formación de cicatrices.
- Valor operativo: Proporciona un sistema directo in vivo para la validación funcional de dianas asociadas a vías de regeneración.
- Valor predictivo: Apoya la selección de carteras al distinguir compuestos que promueven la regeneración miocárdica verdadera frente a la fibrosis.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Valor científico: Genera puntos finales histológicos cuantificables (por ejemplo, grosor del miocardio, área de fibrosis) para la selección de compuestos.
- Valor operativo: El procedimiento quirúrgico estandarizado asegura la reproducibilidad entre laboratorios y puntos temporales.
- Escalabilidad: Facilita la preparación de secciones de tejido validadas para flujos de trabajo de análisis e imágenes de alto contenido.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Modela la ventana regenerativa postnatal temprana, relevante para la cardiología del desarrollo y las estrategias de reparación congénita.
- Valor operativo: Permite la evaluación longitudinal de la reparación del tejido, desde la resolución del coágulo hasta la restauración miocárdica a los 21 días.
- Correlación traslacional: Facilita el descubrimiento de biomarcadores (por ejemplo, la dinámica de la matriz extracelular) aplicables a modelos humanos de lesión cardíaca.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
El modelo de resección apical se integra en el continuo de descubrimiento, desde la prueba de hipótesis sobre dianas hasta la evaluación de la eficacia preclínica, proporcionando un sistema relevante para la enfermedad que permite la desviación mecanicista de riesgos.
- Biología del Descubrimiento: Evalúa los efectos específicos de las vías sobre la renovación de cardiomiocitos y la respuesta fibrotica tras una lesión.
- Tamizaje: Proporciona lecturas histológicas cuantitativas que permiten el perfilado de compuestos regenerativos según respuesta a la dosis y evolución temporal.
- Análisis: Genera resultados basados en mediciones morfométricas y tinciones (H&E, tricrómica de Masson) para comparaciones objetivas entre diferentes condiciones.
- Investigación Traducional: Conecta los mecanismos iniciales de regeneración con la validación preclínica mediante hitos temporales y morfológicos definidos.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma quirúrgica estandarizada y reutilizable para la validación de dianas cardiovasculares en múltiples proyectos.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Reduce la ambigüedad mecanicista en los estudios de regeneración cardíaca mediante cronogramas definidos de lesión y recuperación.
- Valor operativo: Mejora la reproducibilidad mediante protocolos estandarizados de anestesia, cirugía y posoperatorios.
- Valor estratégico: Mejora las decisiones de avance o interrupción al aclarar si los candidatos inducen regeneración o simplemente suprimen la fibrosis.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de objetivos basada en el potencial regenerativo en un sistema mamífero.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en el manejo de ratones neonatos y en técnicas microquirúrgicas.
- Depende de instrumental quirúrgico estéril, suturas e infraestructura para el procesamiento de tejidos.
- Necesita una estandarización entre equipos en anestesia, cuidados posoperatorios y análisis histológico.
- La adaptación a otros modelos debe considerar la capacidad regenerativa específica de cada especie y la viabilidad quirúrgica.
- Las limitaciones prácticas incluyen la variabilidad entre crías neonatas y la dependencia de la tasa de supervivencia respecto a la consistencia del procedimiento.
