Un modelo de nefrectomía de ratón 5/6th que induce miocardiopatía urémica Experimental
7 de noviembre de 2017
Este manuscrito ofrece un procedimiento quirúrgico de dos pasos detallados para realizar nefrectomía parcial deth de ratón 5/6 (PNx) con la ligadura del polo. Cuatro semanas después de la cirugía, en comparación con ratones sham-funcionado, los ratones PNx desarrollaron fibrosis cardiaca, hipertrofia cardiaca, deterioro de la función renal, anemia y disminución de la función sistólica y diastólica de corazón.
El objetivo general de este procedimiento es establecer un modelo simple de nefrectomía parcial de cinco sextos en ratón con ligadura de polos con una mejor tasa de supervivencia que los modelos tradicionales. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la enfermedad renal crónica sobre el desarrollo y el posible tratamiento terapéutico de la miocardiopatía urémica. La principal ventaja de esta técnica es que se trata de un modelo animal fácil y consistentemente reproducible que imita la patología de la enfermedad renal crónica en pacientes humanos.
Por lo general, las personas nuevas en este método tendrán dificultades debido a los riñones, vasos sanguíneos y uréteres mucho más pequeños del ratón. Comience por confirmar el nivel adecuado de sedación mediante la falta de respuesta al pellizco de los dedos del pie y la aplicación de lubricante en los ojos del ratón. Coloque el mouse sobre una almohadilla térmica e inserte un termómetro rectal para mantener la temperatura corporal alrededor de 37 grados centígrados durante el procedimiento.
Luego, coloque al animal sobre su lado derecho y afeite el pelo sobre el área quirúrgica. Eliminar los restos de vello con crema depiladora y desinfectar la piel expuesta con una solución de polihidroxidina y etanol al 70%. Alinee una ropa quirúrgica de autoclave sobre el sitio de la cirugía.
Y hacer una incisión lumbar de aproximadamente un centímetro a través de la piel y el tejido muscular. Con el bisturí y las pinzas, separe el músculo y la fascia para exponer el riñón izquierdo. Luego, use pequeñas pinzas romas para tirar suavemente de la grasa perirrenal para extraer el riñón de la cavidad abdominal.
Cepille suavemente el tejido conectivo y la glándula suprarrenal desde el extremo superior del riñón hacia el píloro medio del órgano donde los vasos sanguíneos entran y salen del tejido renal. Aísle el uréter alrededor de la mitad inferior del riñón dentro del tejido conectivo y separe suavemente el tejido conectivo del riñón para asegurarse de que el uréter no esté ligado. Es fundamental separar el tejido conectivo con cuidado para que el uréter no se dañe y no sangre.
Aísla el uréter alrededor de la mitad inferior del riñón dentro del tejido conectivo. A continuación, utiliza tres hilos de sutura de seda cero para ligar el riñón aproximadamente a 0,4 centímetros de la porción superior, hacia la mitad del píloro y a 0,4 centímetros de la parte inferior hacia el píloro. Al apretar las suturas, aplique la tensión suficiente para comprometer el suministro de sangre a la porción distal del riñón sin causar sangrado en ninguno de los lados.
Si no se observa sangrado después de dos minutos, regrese suavemente el riñón a su ubicación anatómica original y use cuatro suturas cero y tres ceros para cerrar las capas muscular y cutánea respectivamente. A continuación, aplique una pomada antibiótica en la zona quirúrgica y aloje al ratón individualmente con una lámpara de calor y vigilándolo hasta la decúbito esternal. Siete días después de la ligadura polar, exponer el riñón derecho como se acaba de demostrar.
Use pinzas romas para limpiar la grasa y el tejido conectivo circundantes, y coloque sin apretar dos tres suturas de seda cero alrededor de la arteria y la vena renal. Cepille suavemente el tejido conectivo y la glándula suprarrenal desde el extremo superior del riñón hacia el píloro medio. Desplazando suavemente el uréter desde el extremo inferior del tejido, desate todos los vasos sin causar sangrado.
A continuación, mueva un nudo de ligadura suelto hacia el lado de la aorta abdominal y el segundo nudo suelto hacia el lado del riñón. Y atar la ligadura de la aorta abdominal con nudos dobles. Un nudo sólido cambiará el color del riñón derecho.
Ate el segundo nudo de ligadura con nudos dobles, dejando espacios entre los nudos para que se puedan cortar los vasos, y corte los vasos renales. Después de extirpar el riñón, cierre las capas de músculo y piel como se acaba de demostrar. A continuación, seque el riñón con una gasa estéril y pese el tejido renal extraído.
A las cuatro semanas después de la cirugía, los ratones con nefrectomía parcial muestran niveles significativamente mayores de cictatina C, creatinina y nitrógeno ureico en sangre en el plasma en comparación con los animales de cirugía simulada. La anemia estimulada por nefrectomía parcial también es evidente, como lo demuestran los niveles significativamente más bajos de hematocrito en los animales ligados polares. La hipertrofia cardíaca y la disfunción diastólica en los ratones parcialmente nefrectomíizados están indicadas por un aumento de la relación corazón-peso corporal y por el análisis de ecocardiografía transtorácica que revela aumentos significativos en el grosor de la pared posterior y anterior, el índice de rendimiento miocárdico y el índice de masa del ventrículo izquierdo.
La fibrosis cardíaca mediada por nefrectomía parcial también se demuestra por aumentos en la expresión de colágeno tipo 1 en los homogeneizados del ventrículo izquierdo y en los homogeneizados del riñón remanente izquierdo. Además, el estrés oxidativo desempeña un papel importante en la miocardiopatía urémica experimental, estimulando significativamente la carbonilación directa de proteínas, la modificación de múltiples proteínas y la activación de la tirosina quinasa protooncogénica en los homogeneizados del ventrículo izquierdo. Una vez dominada, esta técnica se puede completar en 40 minutos si se realiza correctamente.
Al intentar este procedimiento, es importante recordar verificar la tasa respiratoria del animal y ajustar los isofluranos según corresponda. Siguiendo este procedimiento, se pueden realizar otros experimentos, como la comparación de los efectos de tratamientos farmacológicos específicos en la recuperación parcial de la nefrectomía, para responder a preguntas tradicionales sobre tratamientos terapéuticos específicos de interés. Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la enfermedad renal crónica exploraran la patología y el posible cribado de fármacos en la miocardiopatía urémica.
Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo configurar un modelo de nefrectomía parcial en el mouse.
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Descripción general
Este manuscrito describe un procedimiento quirúrgico en dos pasos para realizar una nefrectomía parcial (PNx) de 5/6 en ratón mediante ligadura del polo. Este modelo tiene como objetivo mejorar las tasas de supervivencia en comparación con los métodos tradicionales y ayuda a investigar la enfermedad renal crónica y la cardiomiopatía urémica.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Nefrología
- Cardiología
- Técnicas quirúrgicas
Antecedentes
- La enfermedad renal crónica es un problema de salud importante.
- La cardiomiopatía urémica es una complicación común de la enfermedad renal.
- Los modelos animales existentes tienen limitaciones en las tasas de supervivencia.
- Este estudio tiene como objetivo establecer un modelo más eficaz para la investigación.
Objetivo del estudio
- Desarrollar un modelo murino confiable para la nefrectomía de 5/6.
- Investigar los efectos de la enfermedad renal crónica sobre la función cardíaca.
- Proporcionar información sobre posibles enfoques terapéuticos.
Métodos Utilizados
- Anestesia y confirmación de sedación en ratones.
- Aplicación de lubricante para proteger los ojos.
- Uso de una almohadilla térmica para mantener la temperatura corporal.
- Monitoreo de los signos vitales durante el procedimiento quirúrgico.
Resultados principales
- Los ratones PNx presentaron una función renal deteriorada en comparación con los ratones sometidos a cirugía simulada.
- Se observó el desarrollo de anemia e hipertrofia cardíaca.
- Se detectó fibrosis cardíaca y disminución de la función cardíaca.
- El modelo imita eficazmente la patología de la enfermedad renal crónica humana.
Conclusiones
- El modelo de PNx en dos pasos es reproducible y eficaz.
- Este modelo puede facilitar la investigación sobre la cardiomiopatía urémica.
- Las tasas mejoradas de supervivencia aumentan su utilidad para estudios futuros.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Este modelo proporciona un sistema reproducible para estudiar la progresión desde la enfermedad renal crónica hasta la cardiomiopatía urémica, una comorbilidad clave en las evaluaciones de seguridad y eficacia de fármacos. Permite la reducción mecanicista de riesgos cardiovasculares en poblaciones con deterioro renal, apoyando la validación temprana de dianas y la confianza predictiva en la optimización de fármacos líderes. La utilidad del modelo para cuantificar la disfunción cardíaca y la fibrosis se alinea con las necesidades de cribado preclínico de candidatos cardioprotectores en poblaciones con ERC.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas que vinculan la disfunción renal con la patología cardíaca mediante puntos finales medibles como la cistatina C, la creatinina y el BUN.
- Valor científico: Apoya la validación funcional de dianas al demostrar hipertrofia cardíaca, fibrosis y disfunción diastólica en respuesta a la reducción de la masa renal.
- Valor científico: Facilita la aclaración de vías mediante las modificaciones observadas por estrés oxidante y carbonilación de proteínas en homogenados del ventrículo izquierdo.
Desarrollo de Pruebas y Cribado
- Valor científico: Proporciona un sistema biológico estandarizado con lecturas cuantificables renales y cardíacas para la estandarización de ensayos y pruebas de reproducibilidad.
- Valor operativo: Permite la evaluación confiable de compuestos mediante la fenotipificación consistente de anemia, hipertrofia cardíaca y fibrosis a las cuatro semanas posteriores a la cirugía.
- Valor operativo: Facilita la reutilización de la plataforma debido a la simplicidad del modelo y a la mayor tasa de supervivencia en comparación con los métodos tradicionales.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Demuestra la relevancia de la enfermedad al imitar la patología de la cardiomiopatía urémica humana, incluyendo fibrosis cardíaca y disfunción sistólica/diastólica.
- Valor científico: Facilita la alineación translacional de biomarcadores mediante cambios medibles en la cistatina C, creatinina, nitrógeno ureico en sangre, hematocrito y la relación entre el peso del corazón y el peso corporal.
- Valor científico: Permite tomar decisiones de avance ajustadas al riesgo mediante la cuantificación del deterioro funcional cardíaco a través de índices derivados de ecocardiografía, como el índice de rendimiento miocárdico y el índice de masa del ventrículo izquierdo.
Integración de la Línea de Producción y Flujo de Trabajo
El modelo se integra en el continuo de descubrimiento, desde la validación del blanco hasta la identificación de fármacos candidatos y la evaluación preclínica de seguridad, especialmente para compuestos en los que la afectación renal es una preocupación por comorbilidad.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis sobre los mecanismos del eje cardio-renal mediante fenotipos inducibles de cardiomiopatía urémica.
- Tamizaje: Proporciona resultados cuantitativos, como niveles plasmáticos de biomarcadores y parámetros ecocardiográficos, para la comparación del efecto de compuestos.
- Análisis: Permite el análisis estadístico de cambios estructurales y funcionales cardíacos, incluyendo relaciones de grosor de la pared e índices de función diastólica.
- Investigación Traducional: Conecta hallazgos del descubrimiento con la validación preclínica mediante características patológicas compartidas, como la regulación positiva del colágeno y el estrés oxidante.
- Reutilización Empresarial: Representa un modelo quirúrgico escalable y reproducible, adecuado para campañas de tamizaje multiprograma en el descubrimiento de fármacos cardio-renales.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva al reducir la ambigüedad mecanicista en la modulación de las vías cardiorenal.
- Valor operativo: Mejora la estandarización y reproducibilidad mediante un procedimiento quirúrgico simplificado de dos pasos con cronogramas postoperatorios definidos.
- Valor estratégico: Mejora las decisiones de avance o interrupción al permitir la detección temprana de toxicidad cardiovascular en modelos relevantes para la enfermedad renal crónica.
- Impacto en la cartera: Orienta la priorización ajustada al riesgo al identificar compuestos que atenúan o agravan los fenotipos de cardiomiopatía urémica.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en técnicas de microcirugía y manejo de anestesia en roedores.
- Depende de equipo quirúrgico estéril, materiales de sutura e infraestructura para monitoreo postoperatorio.
- Necesita estandarización entre los equipos para lograr una ligadura del polo y una nefrectomía con tiempos consistentes.
- Implica consideraciones de adaptación al trasladar el modelo a otras cepas o edades debido a la variabilidad en la reserva renal.
- Limitado por la imposibilidad de titular con precisión la masa renal remanente en comparación con los modelos de ligadura arterial, lo que afecta el control de la relación dosis-respuesta.
