Aplicación de imágenes de ultrasonido y elastografía de onda de cizallamiento en un modelo de rata de NAFLD/NASH

El uso de ultrasonido y elastografía de onda de cizallamiento permite a los investigadores medir los cambios en la grasa hepática y la fibrosis implícitas en los modelos de esteatohepatitis no alcohólica. Esta modalidad de imagen es una técnica no invasiva, de alto rendimiento y clínicamente traducible, y se puede utilizar para evaluar el estadio de la enfermedad y la eficacia en modelos de esteatohepatitis no alcohólica durante el descubrimiento de fármacos. Para comenzar, coloque ratas Wistar Han macho de seis a siete semanas de edad que pesen de 150 a 175 gramos en parejas en jaulas ventiladas individualmente con ropa de cama adecuada a aproximadamente 22 grados Celsius y 40 a 70% de humedad relativa con un ciclo de luz / oscuridad de 12 a 12 horas.

Proporcione a 20 ratas una dieta alta en grasas y deficiente en colina con 1% de colesterol, y a otras 20 ratas con el chow de roedor de laboratorio estándar. Para configurar el instrumento de imágenes, coloque una superficie calentada en el área de imágenes para mantener al animal caliente durante la obtención de imágenes y fije el cono nasal de anestesia para administrar la anestesia inhalante. Use el soporte de la sonda de ultrasonido para mover la sonda de ultrasonido a la ubicación deseada y para evitar que la sonda descanse sobre el animal.

Una vez que la rata esté completamente anestesiada, transfiérala de la cámara de inducción a una manta circulante de agua caliente tibia. Use crema depilación química para eliminar el vello de la caja torácica a la pelvis en el lado derecho de la rata. Coloque la rata en la posición reclinada lateral izquierda y pegue con cinta adhesiva las patas superiores por encima de la cabeza en una plataforma de imágenes cálida.

Presione la tecla del paciente en el panel de control del instrumento e identifique al sujeto de acuerdo con el diseño del estudio. Aplique una pequeña cantidad de gel de ultrasonido calentado en la región de la piel depilada de la rata. Mueva la sonda de ultrasonido para tocar el área cubierta de gel.

Una vez que aparezca la imagen en modo B en vivo de los órganos internos en la pantalla, mueva la sonda de ultrasonido al área ligeramente por encima de la cadera, justo paralela a las vértebras lumbares. Utilice la pantalla del modo B para localizar el riñón derecho mediante la identificación de la separación de la arteria renal grande y la médula de la corteza. Observe una parte del hígado en un solo plano de la imagen y asegúrese de que las burbujas de aire o las sombras no estén presentes en la imagen.

Ajuste el enfoque y asegúrese de que la corteza renal y el parénquima hepático estén en el mismo plano para obtener una imagen clara. Asegúrese de que el animal esté entre respiraciones al congelar la pantalla para evitar capturar imágenes borrosas. Seleccione la relación de modo B para medir el brillo relativo del tejido de la región de interés seleccionada.

Cree un círculo de dos milímetros y colóquelo en la región de interés en la imagen del hígado, que se encuentra a la derecha del riñón. Coloque un nuevo círculo en la imagen de la corteza renal, manteniendo las profundidades de los círculos en el hígado y la corteza renal iguales. Presione el botón de selección en el panel de control para mostrar el índice hepato-renal como una relación de modo B y repita la medición tres veces a diferentes profundidades y planos del tejido, luego calcule el promedio.

Mueva la sonda transversalmente en el área subcostal derecha para localizar el hígado usando el modo B. Localice un área clara del hígado que sea principalmente parénquima y libre de vasos sanguíneos grandes, como la vena porta y la arteria hepática, luego presione el botón SWE en el panel de control para generar un mapa de elasticidad de cizallamiento del tejido. Ajuste el tamaño y la posición de la caja SWE debajo de la cápsula hepática en un área libre de sombras.

Cuando la caja esté llena y estable, presione el botón de congelación en el panel de control mientras la rata está entre respiraciones. Toque el Q-Box en la pantalla táctil del instrumento para calcular la elasticidad de la región de interés en el mapa de elasticidad de onda de cizalla. Aparecerá un círculo y un cuadro de datos.

Coloque el círculo en el área libre de sombras con una coloración uniforme, evitando áreas de rigidez. Repita el procedimiento tres veces moviendo la sonda hacia arriba y hacia abajo o hacia los lados en el abdomen para recopilar imágenes mapeadas por SWE de diferentes áreas del hígado. Cuando termine, retire la cinta de las patas y limpie el exceso de gel.

Coloque a la rata de nuevo en una jaula tibia y seca y permita que se recupere por completo. Seleccione todos los escaneos necesarios para el análisis de datos marcando la casilla junto al nombre del paciente usando la bola de seguimiento y el botón Seleccionar. Después de exportar los archivos, abra un archivo JPG individual de cada escaneo y observe los datos en el lado derecho de la imagen.

Copie todos los datos en una hoja de cálculo u otro software de administración de bases de datos, y realice los análisis estadísticos deseados. Las imágenes representativas de los índices hepato-renales de los grupos de control y dieta alta en grasas con deficiencia de colina muestran que el brillo del hígado en la corteza renal fue casi el mismo, y el índice hepato-renal fue menor que uno en el grupo de control. En el grupo de dieta alta en grasas, el brillo del hígado aumentó y el índice hepato-renal se elevó hasta 1,91 a las seis semanas y 1,79 a los puntos de tiempo de 12 semanas.

Los valores del índice hepato-renal del grupo de dieta alta en grasas aumentaron rápidamente durante las primeras tres a seis semanas, antes de alcanzar una meseta. Las secciones hepáticas teñidas con colorante O rojo aceite mostraron un aumento significativo del área teñida en el grupo de dieta alta en grasas en comparación con el grupo de control. También se encontró una correlación entre el porcentaje de área teñida y el índice hepato-renal.

La rigidez tisular aumentó gradualmente en el grupo de dieta alta en grasas durante 12 semanas, y alcanzó los 23,1 kilopascales debido a la fibrosis. Las muestras de hígado se tiñeron con rojo picrosirius para localizar el colágeno como un indicador de fibrosis. Se observó un aumento significativo del porcentaje de área teñida en el grupo de dieta alta en grasas en comparación con el grupo de control.

Y también se encontró una fuerte correlación entre el área teñida por ciento y los números del módulo E de la onda de cizallamiento. Es importante colocar correctamente el transductor y los círculos o cajas de medición. Evitar artefactos en las imágenes permitirá mediciones repetibles y consistentes.

Después del procedimiento, también se pueden realizar mediciones ex vivo de triglicéridos hepáticos y expresión génica de colágeno en el tejido de necropsia para confirmar los resultados observados en las imágenes.