Toutes les expériences ont été approuvés par le Comité d’éthique local (TVA T0060/15 et T0003-15) et interprétés en accord avec les directives pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire (National Institute of Health, U.S.A.).
NOTE : Un organigramme simplifié de la procédure est illustré à la Figure 1.
1. arrangements préalables
- Préparez les tampons selon le tableau 1.
| Solution | PB | CB | DB | SB | S1 | S2 | S3 | NT |
| Réactif (mM) | | | | | | | | | |
| NaCl | | 135 | 135 | 135 | 135 | 135 | 135 | 135 | 135 |
| KCl | | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4 |
| KH2PO4 | | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | |
| Na2HPO4 | | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | |
| MgSO4 | | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | |
| MgCl | | | | | | | | | 1 |
| HEPES | | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Taurine | | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
| Glucose | | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| BDM | | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| CaCl2 | | | 1 | 0,01 | | 0,125 | 0.25 | 0,5 | 1 |
| BSA | | | | | 150 | 70 | 70 | 70 | |
| Enzyme purifiée se fondre (moyenne thermolysine) | | | | 0,195 Wünsch unités/mL | | | | | |
| pH ajusté à | | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 |
| pH ajusté à | | 37 ° C | 4 ° C | 37 ° C | 37 ° C | 37 ° C | 37 ° C | 37 ° C | 37 ° C |
| pH ajusté avec | | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH |
Tableau 1 : liste des tampons. PB : perfusion tampon, ce qui peut être conservée pendant 3 jours à 4 ° C (300 mL par animal). CB : canulation tampon, ce qui peut être conservée pendant 3 jours à 4 ° C (200 mL par animal). DB : digestion tampon, ce qui doit être utilisé dans la journée (40 mL par animal). SB : arrêt tampon, qui doit être utilisé dans la journée (2 mL par animal). S1 : Étape 1 tampon, ce qui doit être utilisé dans la journée (2 mL par animal). S2 : Étape 2 tampon, ce qui doit être utilisé dans la journée (2 mL par animal). S3 : Étape 3 tampon, ce qui doit être utilisé dans la journée (2 mL par animal). NT : Tyrode normale, qui doit être utilisé dans la journée (50 mL / animal).
-
Préparer l’appareil Langendorff (Figure 2 a).
- Rincer le système avec 100 mL d’éthanol à 70 %, suivie de 2 bouffées de chaleur de 100 mL d’eau distillée. Remplir le système avec 200 mL de tampon de perfusion (PB).
- Régler le débit de la pompe péristaltique à 3 mL/min.
- Calibrer la température de la PB, laissant l’appareil Langendorff à 39 ° C.
- Placer la canule sur mesure [16 G, 25 mm de long, sharp pointe retiré (Figure 3 a)] sur le dessus de l’appareil de Langendorff et amorcer l’écoulement. Le module de chauffage et régler la valeur du module de chauffage à la température désirée du PB à l’extrémité de la canule. Une fois l’étalonnage de température est terminée, passer la canule sur mesure à la seringue utilisée pour la canulation (Figure 2 b).
- Préparer le dispositif de contrôle de pression (Figure 3) à côté du système de Langendorff. Monter l’aiguille à ailettes sur le collier de trépied et préparer 3 noeuds de blocage.
Remarque : L’activité de l’enzyme collagénase varie avec la température. Il faut une surveillance de la température de l’oreillette gauche, ainsi qu’un ajustement dynamique, plus loin dans la procédure.
- Mettre en place l’équipement pour l’excision de l’orgue et la cannulation selon Figure 2 b. Remplir le bécher, la seringue et la boîte de Pétri avec un tampon de canulation glacee (CB) et préparer les noeuds de canulation.
-
Hépariner la rat avec 500 UI d’héparine par 100 g de poids de rat comme suit.
- Mettre 2 mL d’isoflurane 100 % dans une chambre d’induction de l’anesthésie adapté aux rongeurs. Transférer le rat obèse de 21 semaines ZFS-1 de la cage à la chambre de l’induction. Laissez le rat entrer une anesthésie profonde, indiquée par un ralentissement de la respiration à la moitié de sa fréquence initiale.
- Retirer le rat de la chambre de l’induction. Injecter 500 UI d’héparine par 100 g de poids de rat dans le péritoine, à l’aide d’une seringue d’héparine.
- Retourner le rat dans sa cage et permettent de se réveiller.
Remarque : Il n’est pas nécessaire de maintenir la stérilité au cours de l’étape 1.4. Attendre 20 min avant de passer à l’étape suivante. Une anticoagulation incomplète peut provoquer le sang de coagulation, entraînant des micro-infarctus, ce qui peuvent influer considérablement sur la qualité et le rendement des cardiomyocytes isolés.
2. préparation de coeur
- Mettre 2 mL d’isoflurane 100 % dans une chambre d’induction de l’anesthésie adapté aux rongeurs. Transférer le rat obèse de 21 semaines ZFS-1 de la cage à la chambre de l’induction. Laissez le rat entrer une anesthésie profonde, indiquée par un ralentissement de la respiration à la moitié de sa fréquence initiale.
- Euthanasier l’animal par décapitation à l’aide d’une guillotine adaptée aux rongeurs. Fixer les branches du rat sur une surface de mousse de polystyrène. Soulevez et retirez la peau recouvrant le processus xiphoïde avec ciseaux chirurgicaux. Ouvrir le péritoine sous les cages de côtes sur les deux faces et exposer le diaphragme.
- Ouvrir le diaphragme en effectuant une incision le long de l’arc antérieur à l’aide des ciseaux. Coupez les côtes des deux côtés le long de la linea mediaclavicularis jusqu'à l’OS claviculaires, à l’aide de ciseaux chirurgicaux, pour exposer le médiastin in situ.
- Supprimer les poumons à l’extrémité distale de la hila avec des ciseaux. Découper le thymus pour exposer la crosse aortique.
- Pincez la base du cœur à l’aide de pinces et tirer doucement vers le bas, vers la queue de l’animal. Recoupent l’aorte tout en maintenant une traction sur le cœur, laissant un long segment de 5 mm de l’aorte attaché au coeur. Transférer rapidement le cœur dans la CB glacée 50 mL dans le bécher de 50 ml (Figure 2 b).
Remarque : Au cours des étapes de 2,5 à 3,3, le coeur est effectivement en conditions ischémiques. Éviter de dépasser un total de 3 min pour les étapes suivantes pour ne pas endommager les cardiomyocytes.
3. canulation
- Attendre environ 10 s pour le cœur de refroidir et de saisir les contractions. Transférer le coeur dans une boîte de Pétri contenant 50 mL de produits frais, glacé CB. Retirer délicatement le tissu adipeux entourant l’aorte à l’aide de pinces et ciseaux.
- Insérer la canule sur mesure (le même que dans l’étape 1.2.3), qui est rattachée à la seringue de 10 mL remplie de CB glacée, 3 mm dans l’aorte. Fixer l’aorte sur la canule en liant l’un des deux nœuds canulation (Figure 3 b) dans l’indentation proximale jusqu'à l’extrémité de la canule.
NOTE : Veillez à ne pas endommager la valve aortique par une pénétration avec la canule.
- Doucement, rincer l’aorte avec 5 mL de CB glacée à l’aide de la seringue, attachée à la canule jusqu'à ce que pas plus de sang n’est visible dans les artères coronaires. Doucement, massage de l’oreillette gauche avec une pincette et injecter le reste 5 mL de CB, permettant à n’importe quel excès sanguin à être retiré de la cavité dans la boîte de Pétri.
- Attacher le deuxième noeud cannulation (suture : USP 3/0, soie) dans l’indentation distale jusqu'à l’extrémité de la canule. Démonter la canule avec le coeur attaché de la seringue. Monter la canule avec le coeur attaché à la Langendorff à l’aide d’un adaptateur approprié.
Remarque : Ce protocole emploie la tension élevée dans la cavité ventriculaire au cours de la perfusion à l’appareil de Langendorff. Le noeud de canulation supplémentaire est nécessaire pour maintenir cette pression en évitant toute fuite de mémoire tampon antérograde par l’intermédiaire de l’aorte.
4. pression de Manipulation et Digestion
- Démarrer la pompe péristaltique de l’appareil de Langendorff pour initier la perfusion du tissu cardiaque avec PB. Faire un noeud de pêcheur double (suture : USP 3/0, soie) autour de la base du cœur, à l’exclusion de l’aorte. Répétez cette étape jusqu'à ce qu’une inflation de l’oreillette droite et gauche, ainsi que le sinus coronaire, est remarqué.
- Percez l’atrium avec l’aiguille à ailettes de l’appareil de contrôle de pression (Figure 3D) et permettre à l’atrium dégonfler. Manipuler la pression intraluminale de l’atrium en ajustant la hauteur du tuyau papillon. Garder l’atrium légèrement gonflé pendant tout le reste de la procédure ; surveiller et ajuster en conséquence.
Remarque : Cette étape doit être effectuée rapidement, car une inflation prolongée de l’oreillette gauche se traduira par du cardiomyocyte.
- Mesurer la température approximative de l’oreillette gauche en plaçant une sonde de température entre l’oreillette gauche et le ventricule gauche. Régler la température de la Langendorff module de chauffage en conséquence, ciblant une température environ de 37 ° C, de l’oreillette gauche.
- Perfuse le coeur avec PB pour un total de 3 min.
- Passer la perfusion à une mémoire tampon de la digestion (DB) pour environ 14 – 18 min.
Remarque : La digestion est terminée lorsque la structure auriculaire gauche s’effondre et le tissu acquiert une texture laiteuse.
- Pincez l’atrium avec une pincette et édicter une légère traction. Retirez l’oreillette gauche à l’aide des ciseaux et transférer l’atrium dans un grand bateau de pesage contenant 2 mL de tampon (SB), immerger complètement le tissu d’arrêt.
- Jetez le tissu cardiaque reste suivant les directives du laboratoire où la procédure est effectuée.
5. traitement et réadaptation Calcium des cellules
- Émincer le tissu auriculaire en petits morceaux d’environ 2 x 2 mm à l’aide des ciseaux.
- Disperser les tissus par une légère succion et éjection du tissu en morceaux à l’aide d’une pipette de transfert. Continuez cette procédure pendant environ 5 min jusqu'à ce que l'on observe une dissociation macroscopique du tissu.
Remarque : Éviter les bulles d’air au cours de cette étape, comme exposant les cellules à air seront traduira par du cardiomyocyte.
- Transférer les cellules dans un tube conique 15 mL. Laisser les morceaux de tissu se contenter de 30 s. transfert le surnageant dans un autre tube conique de 15 mL. Laissez les cellules à se contenter de 15 min.
- Retirer et jeter le surnageant. Ajouter 2 mL de tampon de l’étape 1 (voir tableau 1). Laissez les cardiomyocytes à se contenter de 10 min.
Remarque : Le liquide surnageant au rebut comprend également les fibroblastes et les cellules endothéliales. Veuillez vous référer à d’autres protocoles, si l'on souhaite utiliser ces cellules pour expériences14,23. Le culot contiendra principalement des cardiomyocytes auriculaires, qui peut être confirmés par microscopie. Les caractéristiques microscopiques des cardiomyocytes auriculaires sont discutées à l’étape 6.1.
- Retirer et jeter le surnageant. Ajouter 2 mL de tampon de l’étape 2. Laissez les cardiomyocytes à se contenter de 10 min.
- Retirer et jeter le surnageant. Ajouter 2 mL de tampon de l’étape 3. Laissez les cardiomyocytes à se contenter de 10 min.
- Retirer et jeter le surnageant. Ajouter 250 µL de normal Tyrode (NT) contenant 1 mM Ca2 +.
- Transférer 50 µL de la Tyrode normale contenant des cardiomyocytes auriculaires sur un plateau de fond en verre, qui a été recouvert de laminine 25 % (et mis à sécher au préalable). Laissez les cardiomyocytes à se contenter de 10 min.
- Remplir un plat à fond en verre avec 500 µL de NT contenant 1 mM CaCl2.
6. fonctionnelle évaluation du couplage Excitation-contraction
- Évaluer la morphologie cellulaire et la viabilité dans un microscope optique avec un grossissement de X 20 (Figure 4 a et 4 b). Au hasard, sélectionnez environ 100 cellules et classer comme viables ou non viables afin d’estimer la viabilité de la technique d’isolation cellulaire.
Remarque : Des cellules viables sont caractérisés par la structure du sarcomère symétrique, l’absence de bulles de la membrane et une forme de tige.
-
Charger les cellules avec le Ca2 +-colorant fluorescent sensible à 20 min d’achever l’étape 5,9.
- Ajouter 10 µM Fluo4-AM à 500 µL de NT. Enlever le surnageant de la capsule de fond en verre (de l’étape 5,9). Ajouter le nouveau testament contenant Fluo4-AM dans le plat à fond en verre. Incuber le mélange pendant 20 min à température ambiante. Retirer et jeter le surnageant. Laver l’échantillon 2 x avec 500 µL de NT.
-
Visualiser le Ca2 +-excitation avec un microscope confocal comme suit.
- Placer la capsule de fond en verre à un microscope confocal et visualiser le Ca2 +-excitation avec un microscope confocal (laser intensité à 5,8 %, excitation à 488 nm ; émission à 515 nm) à l’aide d’un grossissement de X 40.
- Perfuse les cellules avec NT chauffé à 37 ° C à l’aide d’un dispositif approprié de superfusion. Vous pouvez également réchauffer les cellules à l’aide d’un incubateur de microscope-monté de chaleur.
- Stimuler les cardiomyocytes dans un champ électrique avec électrodes stimulateur disponibles dans le commerce, microscope monté à une fréquence de 1 Hz et un courant électrique de 24 a. Attendez 1 min pour permettre les cellules atteindre un état stable de Ca2 + manutention.
- Placez la ligne de balayage parallèle à l’axe transversal, à mi-chemin entre le noyau et le bord d’un choisis au hasard, macroscopiquement contractantes cellulaire. Acquérir des images à balayage ligne par balayage répétitif.
- Utiliser un logiciel d’imagerie librement disponible pour estimer l’intensité du signal immédiatement avant une stimulation électrique (F0) à travers toute la cellule. Tracer l’intensité du signal à travers toute la cellule au cours du cycle de 1 stimulation (F). Diviser (F) par (F0) afin d’obtenir le respectifs Ca2 + transitoire.

Figure 1 : organigramme simplifié de la procédure d’isolement. La procédure est très sensible au temps avant d’avoir terminé la digestion enzymatique des myocytes. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : préparation du matériel avant l’isolement précédant. (A), ce panneau indique un appareil de Langendorff self-made : (1) une cuve double enveloppe avec PB ; (2) une cuve double enveloppe avec CB ; (3) un robinet à 3 voies ; (4) une seringue ; (5) une pompe péristaltique ; (6) une immersion de chauffage ; (7) un barboteur chemisé ; et (8) la canule et le cœur. (B), ce panneau montre la mise en place pour l’excision canulation et orgue pour un flux de travail optimisé : (1) un bécher de 100 mL avec 50 mL de CB glacée ; (2) une seringue de 10 mL avec CB glacée ; (3) une boîte de Pétri avec CB glacée ; (4) une source de lumière ; (5) la canule sur mesure avec une canulation noeud (voir aussi Figure 3 a et 3 b) ; (6) pinces fine, courbé ; (7) pinces à tissus ; pince fine (8), inclinée à 45° ; (9) ciseaux chirurgicaux abdominale ; (10) des ciseaux chirurgicaux ; (11) 4 x 30 G aiguilles ; et (12) une aiguille de 15 G. (C), ce panneau indique l’équipement monté sur microscope pour l’imagerie confocale : électrodes électrostimulateur (1) ; (2) un stylo superfusion ; (3) un plat de fond en verre avec l’ACMs ; et (4) électrodes électrostimulateur platine immergées. (D) ce panneau montre la mise en place de microscope pour l’imagerie confocale : (1) la microscopie confocale ; (2) un stylo superfusion ; (3) un réservoir tampon superfusion ; (4) un régulateur de débit superfusion ; (5) une superfusion chauffage module ; (6) un poste de travail informatique ; et (7) un stimulateur électrique. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : équipement fait sur commande. (A), ce panneau montre la manipulé 15 G canule avec un raccord Luer lock. Les flèches indiquent les deux encoches pour les noeuds de canulation. (B), ce sont les noeuds de canulation, deux doubles noeuds de pronation placés au-dessus de l’autre pour le serrage rapide. Les flèches indiquent où et dans laquelle ordonnance le noeud doit être resserrée. (C), ce panneau indique le dispositif de commande de pression assemblés. Une aiguille à ailettes 21 G est accrochée dans un collier de trépied. Le tuyau est maintenue à la même hauteur que l’aiguille. La vis supérieure est ouverte. L’élévation du tuyau papillon peut être modifiée comme indiqué par les flèches afin de changer la pression intraluminale de l’oreillette gauche. Atrium (D), la gauche est percé avec le dispositif de réglage de pression. Cette photo montre une oreillette gauche idéalement gonflé. L’ellipse marque l’emplacement de la demi-nœud. Atrium (E), la gauche est percé avec le dispositif de réglage de pression. Cette photo montre une oreillette gauche trop gonflé, qui donnera lieu à un rendement inférieur de ACMs viables. L’ellipse marque l’emplacement de la demi-nœud. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.