Perfusión microvascular monitorizada mediante imagen láser de contraste de speckles durante la lesión por isquemia renal-reperfusión en ratones
27 de febrero de 2026
Se utilizó un sistema láser de imagen con contraste de motas para monitorizar los cambios en el flujo sanguíneo microvascular renal durante la isquemia-reperfusión unilateral tras la resección del riñón derecho en ratones.
En este estudio, utilizamos los sistemas de imagen de contraste moteado láser para monitorizar las microperfusiones en la guinea durante la reperfusión de isquemia. Esta tecnología puede aplicarse a investigaciones relacionadas con cambios en el flujo sanguíneo, como trasplantes de órganos sólidos, eficacia de fármacos y estudios de isquemias. Para comenzar a desinfectar la mesa quirúrgica antes de cada procedimiento.
Coloca instrumentos esterilizados, hisopos de algodón, gasas, anestésicos prediluidos y todo lo demás necesario ordenadamente sobre la mesa. Administrar meloxicam a 0,2 miligramos por kilogramo de peso corporal mediante inyección subcutánea 30 minutos antes de la cirugía para aliviar el dolor. Vierte suero salino esterilizado en un recipiente limpio.
Con tijeras, corta una abertura adecuada en el centro de una gasa. Coloca un ratón anestesiado en la almohadilla térmica y sujétalo con cinta adhesiva. Aplica crema depilatoria para eliminar el vello abdominal.
Con la almohadilla térmica, mantenga la temperatura rectal en 37 grados Celsius durante toda la cirugía. Con un hisopo de algodón, desinfecta primero la zona quirúrgica con alcohol al 75%, luego con iodóforo, repitiendo el procedimiento dos veces más. Luego usa pinzas para pellizcar el dedo del ratón y confirmar la ausencia de respuesta al dolor.
Con unas tijeras, haz una incisión abdominal vertical en la línea media. Separa suavemente la piel del peritoneo y luego incide el peritoneo para entrar en la cavidad abdominal. Aplica un separador para mejorar la visibilidad.
Cubre el campo quirúrgico con gasa, alineando la abertura con la cavidad abdominal. Humedece la gasa con solución salina. Con un hisopo de algodón, mueve suavemente el intestino hacia un lado para exponer el riñón derecho y los tejidos circundantes.
Dobla la gasa para cubrir el intestino y luego humédela con suero para evitar que se seque. Después, utiliza un par de pinzas inclinadas para levantar el uréter derecho. Pasa dos hilos de sutura 6-0 por el uréter y liga en dos posiciones.
Con microtijeras, transecta el uréter entre las dos ligaduras. Luego usa bolas de algodón húmedas con suero fisiológico sujetas con pinzas finas para empujar suavemente el hígado hacia arriba. Fija el hígado con las bolas de algodón para exponer los riñones y los vasos derechos.
A continuación, utiliza pinzas angulares para separar de forma directa las almohadillas de grasa perinefricamente hasta que la arteria y la vena renal estén completamente expuestas. Con cuidado. Deslica las pinzas por debajo de la arteria renal y la vena para crear un canal. Pasa una sutura trenzada de seda 6-0 alrededor de ambos vasos y liga-los juntos. Corta la arteria renal y la vena ocluidas cerca del riñón.
Retira el riñón con tejido adherido. Luego quita el algodón que se usa para sujetar el hígado. Activa el sistema de imagen de contraste con motas láser y lanza el software dedicado.
Haz clic en la imagen original y luego previsualiza para mostrar la imagen en bruto del campo quirúrgico. Recoloca el ratón. Ajusta la ampliación de la cámara mientras observas la imagen original para obtener una vista clara del riñón objetivo.
Luego haz clic en pantalla simultánea para ver imágenes en tiempo real del flujo sanguíneo. Pon la ampliación en 2,5X y selecciona el ajuste automático del flujo sanguíneo. Luego bloquea los parámetros del flujo sanguíneo.
Configura la grabación para capturar un fotograma cada 5.000 milisegundos. A continuación, establece el parámetro de tamaño del área cuadrada en 112 y coloca uniformemente cinco regiones cuadradas en la imagen del riñón. Haz clic en registro de imagen en tiempo real y grabar para comenzar el registro del flujo sanguíneo.
Tras registrar una línea base de 30 minutos, separa de forma directa el tejido adiposo alrededor de los vasos renales izquierdos. Con pinzas hemostáticas, coloca una micropinza en la arteria y vena renal izquierda cerca del hilo. Continúa monitorizando en tiempo real durante otros 30 minutos.
Suelta la microclamp para iniciar la reperfusión. Monitorizar y registrar la recuperación en tiempo real del flujo sanguíneo microvascular renal. Después de monitorizar la reperfusión durante al menos 60 minutos, deja de grabar y cierra la incisión abdominal.
Administrar un mililitro de solución salina por inyección intraperitoneal para evitar la deshidratación. Coloca el ratón en la almohadilla y monitorea hasta que recupere la conciencia y pueda enderezarse. Durante los primeros 30 minutos, el flujo sanguíneo microvascular renal se estabilizó gradualmente al inicio.
Se observó heterogeneidad en los niveles de perfusión entre diferentes regiones de interés antes de la isquemia. Tras el pinzamiento de la arteria y vena renal, el flujo sanguíneo disminuyó bruscamente y la microcirculación renal entró en un estado de ausencia de perfusión. Al soltar la pinza, el flujo sanguíneo se disparó instantáneamente hasta un pico y luego disminuyó antes de recuperarse gradualmente hasta un nivel relativamente estable.
La perfusión microvascular durante los 60 minutos de reperfusión fue mucho menor que antes de la isquemia. Podemos obtener el flujo sanguíneo de la microperfusión renal a través de los sistemas láser de imagen de contraste de mote. Verificando así el proceso de isquemia y la reperfusión.
Para obtener un riñón limpio con buen contraste, necesitamos ser pacientes y dedicar tiempo a separar el riñón del recurso circundante y de los tejidos. En el futuro, se podrán incorporar indicadores adicionales de fisiopatología y esta tecnología podrá utilizarse para monitorizar el efecto de los fármacos sobre la isquemia renal.
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Descripción general
La imagen de contraste de moteado láser (LSCI) es una técnica no invasiva para medir la perfusión sanguínea superficial en grandes áreas con alta resolución espaciotemporal. Este artículo demuestra el uso de LSCI para registrar el flujo sanguíneo durante una lesión por isquemia-reperfusión (IRI) renal unilateral en ratones. Tras una nefrectomía derecha, se obtienen imágenes del riñón izquierdo antes, durante y después de la isquemia, seleccionando regiones de interés para monitorear los cambios en el flujo sanguíneo en tiempo real. El método permite una evaluación semicuantitativa del flujo sanguíneo heterogéneo y la evaluación de la cinética de reperfusión y la homogeneidad espacial.
Componentes Clave del Estudio
Área de la Ciencia
- Imágenes biomédicas
- Fisiología renal
- Lesión por isquemia-reperfusión
Antecedentes
- LSCI proporciona un monitoreo no invasivo y en tiempo real de la perfusión microvascular.
- La IAR renal es un modelo común para estudiar el daño y la reparación renal.
- Evaluar la heterogeneidad del flujo sanguíneo es fundamental para comprender los mecanismos de lesión.
- Las técnicas actuales a menudo carecen de la resolución espacio-temporal necesaria para la imagenología renal dinámica.
Objetivo del estudio
- Demostrar la ILEL para el monitoreo del flujo sanguíneo durante la IRI renal en ratones.
- Mostrar la cartografía en tiempo real de los cambios en la perfusión en el riñón.
- Permitir el análisis semi-cuantitativo del flujo sanguíneo en regiones de interés seleccionadas.
- Evaluar la cinética de reperfusión y la homogeneidad espacial tras una lesión isquémica.
Métodos Utilizados
- Modelo de lesión por isquemia-reperfusión renal unilateral en ratones tras nefrectomía derecha.
- Sistema de imagen de contraste de moteado láser (LSCI) para la visualización del flujo sanguíneo.
- Ajuste de la posición del ratón y del punto focal del objetivo para obtener imágenes del riñón izquierdo.
- Selección de regiones de interés (ROIs) para el monitoreo simultáneo del flujo sanguíneo.
- Escaneo mediante LSCI antes, durante y después de los episodios isquémicos.
Resultados principales
- LSCI visualizó con éxito la perfusión microvascular del riñón en tiempo real.
- Los cambios en el flujo sanguíneo se cuantificaron semicuantitativamente en diferentes regiones renales.
- La isquemia provocó reducciones detectables en la perfusión, seguidas por la dinámica de reperfusión.
- El análisis de ROI permitió la monitorización simultánea de respuestas heterogéneas del flujo sanguíneo.
Conclusiones
- LSCI es una herramienta valiosa para la evaluación no invasiva y en tiempo real del flujo sanguíneo renal.
- Permite el monitoreo semi-cuantitativo de la perfusión durante la IRI y la recuperación.
- La técnica puede evaluar intervenciones que afectan la cinética de reperfusión y la homogeneidad espacial.
- LSCI es aplicable a la IRI renal en ratones y modelos animales similares de lesión vascular.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La imagen de contraste de moteado láser (LSCI) permite la monitorización no invasiva y en tiempo real del flujo microvascular en modelos preclínicos, apoyando la reducción de riesgos mecanicistas en estudios de lesión renal por isquemia-reperfusión. Al proporcionar datos semicuantitativos de flujo sanguíneo con resolución espaciotemporal, la LSCI mejora la validación de objetivos y la confianza predictiva en las fases iniciales de descubrimiento. La técnica favorece la continuidad traslacional al permitir la evaluación de los efectos de intervenciones sobre la cinética de reperfusión y la homogeneidad espacial.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas mediante la visualización de cambios en la perfusión microvascular durante la IRI renal.
- Valor operativo: Apoya la reducción del riesgo biológico mediante la evaluación en tiempo real y semicuantitativa de las respuestas hemodinámicas a la lesión isquémica.
- Valor estratégico: Facilita la confianza predictiva en la validación de dianas al capturar la heterogeneidad de las dinámicas del flujo sanguíneo en las distintas regiones del riñón.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Valor científico: Prepara sistemas biológicos validados para flujos de trabajo posteriores mediante el establecimiento de perfiles de perfusión basal y respuesta a lesiones.
- Valor operativo: Promueve la estandarización y reproducibilidad de ensayos mediante la selección consistente de regiones de interés y protocolos temporales de escaneo.
- Valor estratégico: Mejora la preparación para cribados al permitir un monitoreo fiable y longitudinal de los efectos de compuestos sobre la cinética de reperfusión.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Se alinea con sistemas relevantes para la enfermedad al modelar la isquemia-reperfusión renal humana en ratones con puntos finales de perfusión medibles.
- Valor operativo: Garantiza la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica mediante el seguimiento longitudinal y no invasivo del flujo sanguíneo.
- Valor estratégico: Apoya las decisiones de avance ajustadas al riesgo mediante la cuantificación de la homogeneidad de la reperfusión y la recuperación cinética tras la intervención.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
LSCI se integra en el continuo de descubrimiento desde la biología inicial hasta la identificación de compuestos activos, al proporcionar lecturas hemodinámicas que aportan información para estudios sobre el mecanismo de acción y la interacción con el blanco.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías al vincular las respuestas vasculares con los mecanismos de lesión isquémica.
- Selección: Permite la preparación del ensayo mediante mediciones de perfusión reproducibles y semicuantitativas en regiones de interés definidas.
- Análisis: Proporciona resultados cuantitativos como el flujo de perfusión y los índices de heterogeneidad espacial para el análisis comparativo entre condiciones.
- Investigación Traducional: Se conecta con la continuidad preclínica mediante el monitoreo de la cinética de reperfusión como biomarcador traducible de recuperación.
- Reutilización Empresarial: Funciona como una plataforma de imagen reutilizable aplicable a diversos modelos de lesión vascular y sistemas orgánicos.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva al reducir la ambigüedad mecanicista en los modelos de lesión vascular.
- Valor operativo: Proporciona estandarización, reproducibilidad y escalabilidad entre laboratorios y líneas temporales de estudio.
- Valor estratégico: Mejora las decisiones de continuar o descartar al ofrecer biomarcadores hemodinámicos tempranos de la eficacia de la intervención.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo basada en la homogeneidad espacial de la reperfusión y en los perfiles cinéticos.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en imagenología intravital y fisiología renal para un ajuste e interpretación precisos.
- Depende de instrumentación de ICLL con enfoque y posicionamiento de platina ajustables para la visualización del riñón.
- Necesita una estandarización entre equipos en la selección de regiones de interés e intervalos de escaneo para obtener resultados reproducibles.
- Implica consideraciones de adaptación al trasladar el método a otros órganos superficiales o modelos de enfermedad.
- Se limita a la perfusión superficial; no puede evaluar la microvasculatura renal profunda sin exposición quirúrgica.
