June 21st, 2016
El objetivo de este protocolo es evaluar de forma no invasiva los cambios estructurales y funcionales cardiacas en un modelo de ratón de la enfermedad cardíaca creado por constricción de la aorta transversal, utilizando B y en modo M ecocardiografía y color / de pulso Doppler de onda.
El objetivo general de este procedimiento es evaluar la estructura y la función cardíaca mediante imágenes ecocardiográficas en un modelo de ratón de enfermedad cardíaca inducida por constricción aórtica transversal o TAC. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la investigación cardiovascular con respecto a las imágenes de enfermedades cardíacas en modelos animales. La principal ventaja de esta técnica es que se puede utilizar para monitorizar de forma fiable la progresión de la enfermedad cardíaca a lo largo del tiempo de forma no invasiva.
En general, la introducción de este método es una verdadera lucha, porque las imágenes ecocardiográficas y la adquisición de mediciones son un desafío sin una demostración real. Antes de comenzar la toma de imágenes, aplique gel de electrodos en las patas del ratón constreñido por la aorta transversal y pegue las patas a una almohadilla de electrodos. Luego, inserte una sonda rectal para controlar la temperatura corporal durante el procedimiento.
Cuando el animal esté listo, configure el generador de imágenes en el modo B e incline el lado izquierdo de la plataforma hacia arriba tanto como sea posible para rotar el mouse a la posición izquierda de decúbito. Sujetando el transductor de ultrasonido por el soporte en posición vertical, coloque la sonda en el pecho del animal a lo largo de la línea paraesternal derecha con la muesca apuntando hacia la barbilla. A continuación, incline el transductor hacia la escápula y gire la sonda ligeramente en el sentido de las agujas del reloj hasta que el arco aórtico quede a la vista.
Observar el sitio de constricción aórtica transversa ubicado entre la ramificación de la arteria innominada y la arteria carótida común izquierda. Cuando se haya identificado el sitio de constricción, haga clic en el botón Doppler color en la estación de trabajo para cambiar al modo Doppler color. Y adquirir imágenes de la direccionalidad y la velocidad del flujo sanguíneo a través del sitio de constricción.
Haga clic en Cine Store para almacenar las imágenes. A continuación, haga clic en el botón Doppler de onda de pulso para cambiar al modo Doppler de onda de pulso. Coloque el cuadro de volumen de muestra del cursor discontinuo inmediatamente distal al sitio de constricción para encontrar el chorro estenótico con la velocidad más alta y haga clic en el botón Doppler de onda de pulso nuevamente para obtener formas de onda del flujo aórtico, luego mida la velocidad máxima y use la ecuación de Bernoulli modificada para calcular el gradiente de presión a través del sitio de constricción.
Para evaluar las dimensiones cardíacas y la contractilidad, coloque un ratón sometido a cirugía TAC en la plataforma en posición supina y coloque el transductor verticalmente con la muesca apuntando hacia la cabeza del ratón. Baje el transductor sobre el tórax paralelo a la línea paraesternal izquierda y gire la sonda 30 grados en sentido contrario a las agujas del reloj. Configure el generador de imágenes en el modo B.
Ajuste el ángulo del transductor y enfoque la profundidad para visualizar el ventrículo izquierdo, la pared septal interventricular y una pequeña porción de la pared del ventrículo derecho. Haga clic en la tienda de cine para guardar las imágenes para una medición posterior del grosor de la pared cardíaca y la dimensión de la cámara. Utilizando el paquete cardíaco en el software de imagen adecuado, seleccione los parámetros de interés y dibuje las líneas correspondientes para cada perímetro en la imagen ecocardiográfica deseada para obtener las mediciones del grosor de la pared cardíaca y la dimensión de la cámara.
A continuación, observe los patrones de movimiento de la pared cardíaca para comprobar si hay posibles anomalías del movimiento. A continuación, cambie al modo M y coloque el cursor del modo M perpendicular a las paredes del ventrículo izquierdo en el músculo papilar. A continuación, haga clic en la tienda de cine para adquirir imágenes para la posterior medición de las dimensiones cardíacas y el acortamiento fraccional.
Desde la vista del eje largo paraesternal, gire el transductor 90 grados en el sentido de las agujas del reloj para obtener una vista del eje corto paraesternal. Ajuste el transductor para proporcionar una vista transversal transversal horizontal del corazón en modo B con los músculos papilares visibles en las posiciones de las dos y las cuatro en punto. A continuación, cambie al modo M y coloque el eje del modo M en el centro del ventrículo izquierdo.
Haga clic en Cine Store para guardar las imágenes. A continuación, utilizando el paquete cardíaco, seleccione los parámetros de eje corto adecuados y haga clic en la imagen para dibujar las líneas correspondientes a cada parámetro para obtener las mediciones. Para visualizar los ventrículos izquierdo y derecho, así como las aurículas desde la vista de eje corto en el modo B, incline la esquina superior izquierda de la plataforma para inclinar la cabeza del ratón hacia abajo y orientar el transductor hacia el hombro derecho.
Se logrará una vista coronal del corazón. Visualiza la válvula mitral. A continuación, cambie al modo Doppler color y coloque el volumen de muestra de la caja de cursor discontinuo en la punta de la válvula mitral.
Para evaluar los patrones de flujo a través de la válvula mitral, cambie al modo Doppler de onda de pulso y alinee el cursor de la sonda Doppler paralelo a la dirección del flujo sanguíneo mitral utilizando un ángulo de menos de 20 grados para determinar la velocidad máxima. Después de guardar las imágenes, elija el paquete cardíaco y elija el flujo de la válvula mitral. Seleccione los parámetros de interés y dibuje las líneas correspondientes para obtener las medidas adecuadas.
A continuación, calcule el índice de rendimiento miocárdico. Como se demuestra en estas imágenes representativas del modo B, el arco aórtico, la arteria innominada, la arteria carótida común izquierda y la arteria subclavia izquierda se pueden observar tanto en el corazón quirúrgico Sham como en el TAC. Pero la constricción aórtica solo es visible en los corazones TAC.
Las imágenes Doppler en color y de onda de pulso del flujo aórtico a través del sitio de constricción demuestran que un TAC exitoso conduce a un aumento significativo de la velocidad del flujo aguas abajo desde el sitio de constricción. Además, los trazados en modo M de varios ciclos cardíacos de corazones operados con Sham y TAC demuestran un aumento significativo del grosor de la pared y la dilatación de la cámara en los corazones sometidos a TAC en comparación con los corazones de cirugía Sham de control. En la vista del eje corto paraesternal, un aumento del grosor de la pared, dilatación ventricular, disminución de la contractilidad y aumento de la masa ventricular izquierda son aún más evidentes en los corazones TAC.
Además, en condiciones patológicas con disfunción cardíaca diastólica o sistólica, como en ratones sometidos a TAC, también se observa típicamente una disminución de la relación de velocidades E y A y un aumento del valor del índice de rendimiento miocárdico dentro de la vista apical de cuatro cámaras. Una vez dominada, esta técnica se puede completar en menos de treinta minutos, si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar seguir las pautas institucionales sobre estudios con animales.
Siguiendo este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como el análisis sistemático, para evaluar aún más la relación presión-volumen. Tras su desarrollo, esta técnica abre el camino para que los investigadores del campo de la investigación cardiovascular estudien la hipertrofia cardíaca y la insuficiencia cardíaca en modelos animales. Después de ver este video, deberíamos tener una buena comprensión de cómo evaluar la estructura cardíaca y los cambios funcionales en los modelos animales de latidos cardíacos utilizando imágenes endocardiográficas.
No olvide que trabajar con isoflurano puede ser peligroso y que siempre se deben utilizar controles de ingeniería adecuados y equipo de protección personal mientras se realiza este procedimiento.
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Este protocolo describe un método no invasivo para evaluar los cambios estructurales y funcionales cardíacos en un modelo de ratón de enfermedad cardíaca inducida por constricción aórtica transversal (TAC). Utilizando técnicas de imagen ecocardiográfica, este enfoque permite a los investigadores monitorear la progresión de la enfermedad cardíaca a lo largo del tiempo.
Noninvasive longitudinal monitoring of cardiac structure and function in preclinical models is essential for de-risking cardiovascular target validation and lead identification. Echocardiographic imaging in the TAC mouse model provides quantitative, repeatable readouts of hypertrophy, dysfunction, and hemodynamic stress, enabling predictive confidence in mechanistic studies. This approach supports go/no-go decisions by translating molecular interventions into functional outcomes before costly preclinical advancement.
The method integrates into the cardiovascular discovery continuum from target validation through lead optimization to preclinical efficacy assessment, providing functional anchors for molecular screening hits.