Article de méthode

Un modèle chirurgical pour la greffe de tissu adipeux brun à la surface du cœur chez la souris

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DOI :

10.3791/67289

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11 juillet 2025

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1Department of Cardiovascular Surgery, The Second Xiangya Hospital of Central South University, 2National Clinical Research Center for Metabolic Diseases, Hunan Provincial Key Laboratory of Metabolic Bone Diseases, and Department of Metabolism and Endocrinology, The Second Xiangya Hospital of Central South University, 3Department of Radiology, the Second Xiangya Hospital, Central South University

Dans cet article

Résumé

Un modèle chirurgical unique pour greffer du tissu adipeux brun à la surface du cœur chez la souris a été développé. Ce modèle pourrait améliorer la compréhension des effets du tissu adipeux épicardique (EAT) sur les maladies cardiaques et le rôle cardioprotecteur du brunissement de l’EAT.

Résumé

Un modèle murin pour étudier les effets paracrines du brunissement du tissu adipeux épicardique (EAT) sur les artères coronaires et le myocarde devrait être développé. En raison de son emplacement anatomique particulier et de sa connexion directe à la surface du cœur, l’EAT est considéré non seulement comme un organe de stockage d’énergie, mais aussi comme un régulateur paracrine essentiel impliqué dans de multiples maladies cardiovasculaires. Plusieurs études ont indiqué que le brunissement de l’EAT présente un potentiel thérapeutique prometteur pour les maladies cardiovasculaires grâce à la transition phénotypique anti-inflammatoire, à la libération de facteurs cardioprotecteurs et de vésicules extracellulaires, entre autres mécanismes. La déficience congénitale de l’EAT chez les modèles de rongeurs limite la recherche expérimentale sur sa fonction dans les maladies cardiovasculaires. Des études antérieures ont utilisé la transplantation de tissu adipeux pour étudier la diaphonie endocrinienne et paracrine entre le tissu adipeux et d’autres organes. Cela souligne la nécessité de développer un modèle chirurgical pour la transplantation de tissu adipeux brun (BAT) à la surface du cœur de souris afin d’étudier ses effets paracrines sur les maladies cardiovasculaires et d’explorer les avantages protecteurs potentiels du brunissement de l’EAT. Cette étude établit une procédure chirurgicale unique pour greffer du tissu adipeux brun sur la surface du cœur chez la souris et évalue la survie du greffon et la viabilité du receveur quatre semaines après l’opération. Ce modèle peut être appliqué dans de futures expériences pour étudier le brunissement de l’EAT.

Introduction

Le tissu adipeux épicardique (EAT) est un dépôt de graisse hétérogène et multifonctionnel situé à la surface du cœur, se fixant directement au myocarde et entourant les principales artères coronaires sans tissu conjonctif entre elles1. En raison de sa proximité anatomique avec le myocarde et les artères coronaires, l’EAT peut sécréter activement des biofacteurs abondants et diversifiés de manière paracrine pour réguler les maladies cardiovasculaires, telles que la fibrillation auriculaire, l’athérosclérose et l’insuffisancecardiaque2,3,4. L’EAT pourrait être un facteur de risque de maladies cardiovasculaires, et on pense que l’EAT pourrait devenir une nouvelle cible thérapeutique pour les médicaments cardiométaboliques5.

Contrairement aux humains, cependant, il n’y a presque pas d’EAT notable à la surface du cœur de la souris. En effet, la plupart des expériences sur l’EAT ont été menées in vitro en raison de l’absence d’un modèle animal expérimental permettant d’observer la fonction de l’EAT in vivo6. Ainsi, les scientifiques ne peuvent purifier et analyser les sécrétomes d’EAT qu’in vitro, et il n’existe aucun modèle expérimental applicable pour observer pleinement les fonctions réelles d’EAT in vivo. L’établissement d’un modèle murin avec l’EAT sera donc bénéfique pour élucider comment l’EAT exerce ses effets uniques sur le myocarde proximal et les artères coronaires.

Le tissu adipeux brun (BAT) possède une capacité thermogénique inhérente et améliore le métabolisme du glucose7. Récemment, des chercheurs ont découvert que le BAT peut fonctionner comme un tissu cardioprotecteur pour les maladies cardiaques. De petites vésicules extracellulaires sécrétées par la MTD sont impliquées dans la cardioprotection induite par l’exercice en délivrant des miARN cardioprotecteurs au cœur8. Les MTD peuvent libérer du 12,13-diHOME et du NOS1 pour améliorer la fonction cardiaque grâce à la régulation du cycle du calcium9. Le FGF21 dérivé du tissu adipeux brun atténue le remodelage cardiaque hypertensif en activant le récepteur A2A10. De plus, le BAT peut libérer BMP3b, ce qui diminue les lésions myocardiques en cas de lésion d’ischémie-reperfusion (I/R)11.

Ces études indiquent que les MTD jouent un rôle cardioprotecteur dans les maladies cardiovasculaires par le biais de mécanismes endocriniens. Il existe également des preuves suggérant que des modèles de transplantation de MTD réussis, dans lesquels la BAT d’une souris normale est transplantée dans la région interscapulaire d’une souris diététique riche en graisses, ont été observés pour améliorer le métabolisme du glucose et la sensibilité à l’insuline, réduire la masse grasse et améliorer l’adiposité chez la souris receveuse. La transplantation de BAT peut exercer ses effets bénéfiques par divers mécanismes, notamment la libération endocrinienne de cytokines associées aux MTD, l’activation du système nerveux sympathique, l’augmentation de l’absorption des triglycérides par BAT et l’amélioration de la tolérance au glucose et de la résistance à l’insuline chez les souris obèses12,13. La transplantation de MTD peut donc servir d’approche thérapeutique potentielle pour les maladies cardiaques.

Cependant, en raison de différences interespèces, les souris n’ont pas d’EAT sur le cœur, ce qui rend les effets paracrines de BAT sur le cœur incertains. De plus, on ne sait pas si la transplantation in situ de BAT à la surface du cœur offre des avantages supérieurs par rapport à d’autres stratégies.

Afin d’évaluer la fonction de la BAT sur le cœur et d’élucider ses effets paracrines sur les cardiomyocytes et les artères coronaires, notre équipe vise à décrire une procédure étape par étape pour établir un modèle microchirurgical de greffe de BAT in situ sur le cœur de la souris. Contrairement à la transplantation sous-cutanée, qui ne peut que simuler les influences endocriniennes des MTD, cette approche permet d’étudier les interactions paracrines directes. Des indicateurs d’observation postopératoires de routine seront utilisés pour confirmer la colonisation réussie et la survie des greffes de MTD grâce à l’établissement d’un apport sanguin à partir de la surface du cœur de souris.

Protocole

Les protocoles expérimentaux d’obtention de tissu adipeux ont été examinés et approuvés par le Central South University Institutional Review Board. Le protocole d’utilisation des animaux énuméré ci-dessous a été examiné et approuvé par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux (approbation n° 20230188) du deuxième hôpital Xiangya, Université Central South, Chine, en vertu du protocole n° 2024054. Toutes les expériences ont été menées dans le strict respect des directives en matière de sécurité animale et de soins sans cruauté. Des souris mâles C57/BL6 de type sauvage, âgées de trois à huit semaines, pesant de 12 à 25 g, ont été utilisées pour cette étude. Les animaux receveurs ont reçu une anesthésie préventive à la buprénorphine à raison de 0,1 mg/kg par voie sous-cutanée 1 h avant la chirurgie. Chez les animaux receveurs, la buprénorphine a été réadministrée à la même dose après la transplantation et redosée au besoin dans les 48 premières heures suivant la chirurgie. Les détails des réactifs et de l’équipement utilisés sont répertoriés dans la table des matériaux.

1. Prélèvement de tissu adipeux brun (MTD) d’un donneur

  1. Anesthésier la souris donneuse âgée de 3 à 8 semaines en la plaçant dans une chambre d’induction remplie d’isoflurane à 2 % mélangé à 0,5 à 1,0 L/mind’O2 à 100 %. Pour vérifier la bonne profondeur de l’anesthésie, appliquez une pression sur le lit de l’ongle de la souris ou effectuez un test de réflexe de pincement des orteils.
  2. Placez la souris en position couchée sur un coussin chauffant et fixez ses membres avec du ruban adhésif.
  3. Identifiez la fosse scapulaire en vous déplaçant d’environ 1 cm vers le bas le long de la ligne médiane à partir de la peau du cou pour localiser une dépression.
  4. Rasez les cheveux à cet endroit et désinfectez la peau avec de la povidone iodée trois fois.
  5. Faites une incision longitudinale d’environ 1 cm pour exposer le tissu adipeux à l’intérieur de la fosse scapulaire. Séparez soigneusement le tissu adipeux blanc superficiel et la couche musculaire pour exposer la BAT sous-jacente, qui apparaît rouge brunâtre d’un côté. Prélever 30 mg de BAT pour la transplantation.
  6. Lavez le BAT pour éliminer le sang et les débris à l’aide d’une solution saline stérile.
  7. À l’aide de ciseaux ophtalmiques, couper la MTD en petits morceaux (5 × 5 mm, environ 20 mg) et les maintenir dans un milieu complet pour la culture tissulaire à 37 °C pendant la préparation de la souris receveuse.

2. Préparation à la transplantation

  1. Stérilisez les instruments microchirurgicaux à l’aide d’un stérilisateur autoclave et portez des gants stériles.
    REMARQUE : Les instruments chirurgicaux suivants sont nécessaires : ciseaux émoussés, micro-ciseaux, micro-pinces, pinces incurvées grossières (×2), pinces fines coudées à 45° (×2), ciseaux à ressort coudés, écarteur de poitrine, sutures résorbables 2-0, sutures prolènes 7/0 et porte-aiguille.
  2. Désinfectez le champ opératoire avec de l’alcool isopropylique à 75 %.
  3. Maintenez une température corporelle normale et une fréquence cardiaque stable pendant l’opération à l’aide d’un coussin chauffant réglé à 37 °C ± 1 °C.
  4. Préparez des applicateurs en coton à utiliser en cas de saignement.

3. Préparation et intubation de la souris

  1. Retirez la fourrure de l’encolure jusqu’au niveau du milieu de la poitrine de la souris receveuse à l’aide d’une crème dépilatoire.
  2. Anesthésier la souris en la plaçant dans une chambre d’induction remplie de 2 % d’isoflurane mélangé à 0,5-1,0 L/min de 100 %d’O2. Une fois adéquatement sédatif, maintenez l’anesthésie avec 1,7 % d’isoflurane mélangé à 0,7 L/min de 100 % O2.
  3. Placez la souris en position couchée sur un coussin chauffant et fixez ses membres avec du ruban adhésif.
  4. Désinfectez le champ opératoire avec une solution iodée complexe, suivie d’alcool à 70 %. Répétez ce processus trois fois.
  5. Couvrez la souris avec un champ stérile, en exposant uniquement le champ opératoire pour éviter la contamination.
  6. Utilisez une nouvelle paire de gants stériles pour chaque souris.
  7. Placez un élastique sur les dents de devant pour étirer le cou. À l’aide d’une pince incurvée dans une main, manipulez doucement la langue sur le côté tout en utilisant l’autre main pour insérer un tube endotrachéal en PE-90. Assurez-vous que la tête de la souris est au niveau du tube pour un placement correct.
  8. Confirmez que le tube est inséré dans la trachée plutôt que dans l’œsophage. Faire une incision longitudinale (~6-7 mm) dans la peau cervicale pour exposer la trachée si nécessaire pour vérification.
  9. Connectez le tube endotrachéal à un ventilateur de rongeur à cycle de volume, en réglant les paramètres sur 140 respirations/min et un volume courant de 0,2 ml. Fixez le tube avec du ruban adhésif.
    REMARQUE : Indicateurs de réussite de la ventilation mécanique - Les mouvements thoraciques de la souris doivent être réguliers et synchronisés avec la fréquence respiratoire du ventilateur.

4. Greffe EAT

  1. Effectuez une incision sternale médiane en partant de l’encoche suprasternale. Faites une incision de 1 cm le long de la ligne médiane du sternum (une ligne blanche sur la paroi antérieure du thorax de la souris) pour exposer la paroi antérieure du cœur. Rétractez le sternum à l’aide d’un écarteur thoracique sous un microscope chirurgical. Évitez de blesser les poumons et l’artère thoracique interne pendant la procédure.
  2. À l’aide d’une pince à pointe fine inclinée à 45°, séparez et excisez doucement la muqueuse épicardique autour du cœur.
  3. Ouvrez le péricarde au niveau de la paroi antérieure du ventricule gauche. Placez un petit morceau propre et riche en vaisseaux sanguins à la surface du cœur. Utilisez une suture prolène 7/0 avec deux nœuds chirurgicaux pour fixer mécaniquement le BAT à la surface du ventricule gauche. Évitez de percer la paroi du cœur.
  4. Retirez l’écarteur thoracique et pincez le refoulement du ventilateur pendant 2 secondes pour regonfler les poumons.
  5. Utilisez une suture résorbable 2-0 avec un motif de suture interrompu pour fermer la cage thoracique.
  6. Utilisez une suture résorbable 2-0 avec un motif de suture continu pour fermer la couche cutanée.

5. Soins postopératoires

  1. Administrer 0,3 mL de solution saline normale par voie intrapéritonéale après l’opération de remplacement du liquide.
  2. Administrer de la buprénorphine (0,1 mg/kg) par voie sous-cutanée pour soulager la douleur de l’incision et de l’enrofloxacine (5 mg/kg) pour prévenir l’infection.
  3. Placez la souris sous une lampe chauffante jusqu’à ce qu’elle se réveille de l’anesthésie et revienne à la déposition sternale, permettant ainsi une liberté de mouvement. Ensuite, transférez la souris dans une cage séparée avec de la nourriture et de l’eau. Fournir une source de nourriture en gélatine sur le sol de la cage pour un accès facile en raison du mouvement restrictif mineur temporaire du thorax.
  4. Observez la souris receveuse pendant 1 h après l’opération avant de la remettre dans la cage. Inspectez la souris trois fois par jour pendant les premières 24 heures pour surveiller l’activité et l’apport nutritionnel. Surveillez les signes de douleur et de détresse pendant les 72 premières heures. Vérifiez l’état de l’animal tous les jours et pesez-le chaque semaine.
  5. Consultez un membre du personnel vétérinaire si des souris présentent des signes de douleur, de détresse ou de diminution de la consommation de nourriture.
    REMARQUE : Envisagez une euthanasie précoce si nécessaire. La technique d’euthanasie implique une surdose de CO2 pendant 7 minutes, suivie d’une luxation cervicale (selon les protocoles approuvés par l’institution). La nécrose, l’absorption ou le rejet de l’autogreffe BAT est défini comme un critère d’évaluation spécifique incitant à l’euthanasie.

Résultats

Sur la base des observations des résultats préopératoires, périopératoires et postopératoires, ce modèle murin de greffe de tissu adipeux brun (BAT) à la surface du cœur a été établi avec succès. La MTD a été prélevée dans la région scapulaire de la souris donneuse, chaque greffon de MTD pesant environ 0,1 g.

La coloration à l’hématoxyline-éosine a confirmé la composition et la structure du greffon en tant que MTD. À faible grossissement, un grand nombre d’adipocytes bruns ont été observés formant des structures lobulaires dans le tissu conjonctif lâche, riche en capillaires. Le cytoplasme des adipocytes bruns contenait de nombreuses petites vacuoles, et leurs noyaux étaient ronds et situés au centre. À fort grossissement, les adipocytes bruns présentaient des similitudes morphologiques avec les adipocytes blancs, mais leur diamètre était plus petit. Les noyaux des adipocytes bruns étaient ronds ou ovales et situés au centre ou excentriquement à l’intérieur de la cellule. Le cytoplasme était éosinophile et contenait plusieurs gouttelettes lipidiques de différentes tailles, qui étaient réparties dans tout le cytoplasme. Des capillaires et des nerfs étaient également visibles entre les adipocytes bruns. Il a été confirmé que le tissu adipeux transplanté était du tissu adipeux brun par coloration immunohistochimique pour l’expression d’UCP1 (Figure 1). Le greffon BAT a été fixé avec succès sur la paroi antérieure du ventricule gauche (Figure 2).

Quatre semaines après la greffe de MTD, il n’y a eu aucun changement significatif dans le régime alimentaire, l’activité ou le poids corporel chez la souris receveuse. L’incision thoracique a bien cicatrisé et était entièrement recouverte de poils normaux. La souris receveuse a été sacrifiée (conformément aux directives éthiques), et le cœur, ainsi que la greffe épicardique BAT, ont été retirés pour un examen histologique. La coloration à l’hématoxyline-éosine a démontré que le greffon BAT restait viable, présentant des caractéristiques histologiques typiques de BAT et établissant une microcirculation avec le myocarde adjacent. Il n’y avait aucun signe d’infiltration cellulaire inflammatoire significative ou de liquéfaction graisseuse. La coloration trichrome de Masson a révélé la formation de tissu conjonctif fibreux entourant les sutures utilisées pour fixer le tissu transplanté dans le myocarde. Du tissu conjonctif fibreux a été observé à la fois autour et à l’intérieur du greffon, mais il n’y avait pas de compartimentation apparente ou de perturbation structurelle du tissu adipeux. La coloration immunohistochimique pour CD31 et UCP1 a également indiqué la formation de néo-microvaisseaux dans la MTD transplantée et a confirmé la survie d’une partie des adipocytes bruns dans le greffon (Figure 3).

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Figure 1 : Isolement et identification du tissu adipeux brun de souris donneuses. (A,B) Tissu adipeux brun (MTD) (indiqué par des flèches blanches) prélevé sur une souris donneuse à des fins de transplantation. (C) Coloration immunohistochimique représentative de l’expression d’UCP1 dans le tissu adipeux brun (barre d’échelle = 100 μm). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Figure 2 : Établissement d’un modèle animal. Cette figure illustre la procédure d’établissement du modèle animal. Une thoracotomie médiane est réalisée pour exposer la paroi antérieure du cœur à l’aide d’un écarteur sternal. Le greffon de tissu adipeux brun (BAT) est fixé à la surface du cœur. L’incision est ensuite fermée à l’aide de sutures intermittentes pour les couches musculaires et cutanées. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Figure 3 : Évaluation de la greffe de tissu adipeux brun sur le cœur de souris à quatre semaines après la transplantation. (A) Cicatrice de l’incision thoracique antérieure médiane (flèche blanche). (B, C) Greffe de tissu adipeux brun (BAT) fixée sur l’apex du cœur (flèche blanche). (D) Images représentatives de coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E) de l’allogreffe BAT et du myocarde quatre semaines après la transplantation (barre d’échelle = 100 μm). Le triangle noir plein indique le myocarde, le * indique le greffon BAT et les flèches noires indiquent les capillaires. (E) Images représentatives de la coloration trichrome de Masson de l’allogreffe BAT et du myocarde quatre semaines après la transplantation (barre d’échelle = 200 μm). (F) Coloration immunohistochimique de l’expression de CD31 dans l’allogreffe BAT et le myocarde quatre semaines après la transplantation. Les flèches noires indiquent une expression positive de CD31 dans l’allogreffe (barre d’échelle = 100 μm). (G) Coloration immunohistochimique de l’expression d’UCP1 dans l’allogreffe BAT et le myocarde quatre semaines après la transplantation (barre d’échelle = 50 μm). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Discussion

Dans cette étude, un modèle chirurgical de transplantation de tissu adipeux brun (BAT) à la surface du myocarde a été établi avec succès. Le tissu adipeux épicardique (EAT) est un dépôt de graisse unique qui se connecte directement au myocarde et aux artères coronaires, partageant une microcirculation commune et facilitant une diaphonie étroite entre eux. Des études antérieures ont indiqué que l’EAT est associé à de multiples maladies cardiaques, notamment les maladies coronariennes, la fibrillation auriculaire et l’hypertrophie myocardique. Cependant, bien que ces études aient démontré que le volume d’EAT est en corrélation avec l’étendue et la gravité des maladies cardiaques, les mécanismes par lesquels l’EAT influence la pathologie cardiaque restent à élucider 1,2,3,4,5,14,15,16.

D’autre part, on pense que les MTD jouent un rôle naturel dans la protection des mammifères contre l’hypothermie. Son cytoplasme contient plusieurs petites gouttelettes lipidiques multiloculaires et est enrichi de mitochondries. Le BAT est un tissu adipeux thermogénique qui régule la dépense énergétique et maintient l’homéostasie du glucose et des lipides, ce qui en fait une cible thérapeutique potentielle pour les maladies métaboliques et cardiovasculaires 17,18,19. Certaines études cliniques ont indiqué que le volume des MTD est négativement corrélé aux maladies cardiovasculaires. Les personnes ayant un volume de BAT plus élevé ont des taux de prévalence plus faibles de diabète de type 2, de maladie coronarienne, de dyslipidémie, d’insuffisance cardiaque congestive, de maladie cérébrovasculaire et d’hypertension 7,20,21.

Une étude antérieure a démontré que les petites vésicules extracellulaires dérivées de la BAT (sEV) sont absorbées par les cardiomyocytes, supprimant l’activation de la voieMAPK 8 liée à l’ischémie/reperfusion myocardique (MI/R). Une autre étude a révélé que BAT libère des sEV contenant des microARN cardioprotecteurs, qui contribuent à la cardioprotection liée à l’exercice22. Ces résultats illustrent les mécanismes sous-jacents à la diaphonie BAT-cardiomyocytes et mettent en évidence les sEV BAT et leur contenu en microARN comme candidats potentiels pour la cardioprotection induite par l’exercice. De plus, il a été démontré que la neuréguline 4 dérivée de la BAT (Nrg4) atténue l’inflammation endothéliale et l’athérosclérose chez les souris mâles23, démontrant ainsi les fonctions endocriniennes protectrices de la BAT dans la santé cardiovasculaire.

De plus, les analyses transcriptionnelles ont révélé que l’EAT humain exprime fortement les marqueurs BAT tels que UCP-1, PRDM16 et PGC-1α, à des niveaux plus élevés que ceux trouvés dans d’autres dépôts de graisse 5,6,24,25. Cela suggère que l’EAT peut fonctionner partiellement comme une MTD. Ces résultats soutiennent l’hypothèse selon laquelle le brunissement de l’EAT pourrait protéger le myocarde et les artères coronaires de l’hypothermie et servir de mécanisme de défense contre l’ischémie ou l’hypoxie. Collectivement, ces études indiquent que les MTD libèrent de multiples facteurs bioactifs et exercent des effets bénéfiques et protecteurs sur le système cardiovasculaire6.

Dans des études antérieures, des modèles de transplantation de MTD ont été appliqués à divers modèles de maladies afin d’élucider l’impact de la MTD sur l’apparition et la progression de la maladie. Il s’agit notamment d’études sur l’influence de la transplantation de MTD dans le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK)26, son rôle régulateur dans le vieillissement ovarien27 et ses effets sur le métabolisme du corps entier28,29. Cependant, les effets physiopathologiques de la transplantation de MTD sur le cœur n’ont pas encore été étudiés.

En tant qu’organe capable de sécréter de nombreuses molécules de signalisation, la BAT influence principalement la physiopathologie cardiovasculaire d’un organisme normal par le biais de voies endocriniennes, délivrant ces molécules au cœur ou aux vaisseaux sanguins11. Cependant, il n’est pas clair si la MTD peut réguler directement la physiopathologie cardiaque par des voies paracrines. L’établissement d’un modèle approprié et fiable pour la transplantation de MTD à la surface cardiaque faciliterait l’étude des interactions directes entre les MTD et le cœur.

Étant donné que le BAT est anatomiquement situé dans la région interscapulaire des souris, sa diaphonie avec d’autres organes repose principalement sur la circulation systémique via la signalisation endocrinienne. De plus, certaines études ont suggéré que le tissu adipeux épicardique (EAT) a le potentiel de subir une transition de brunissement. Diverses interventions diététiques, environnementales et pharmacologiques se sont révélées prometteuses pour induire le brunissement de l’EAT chez les patients obèses et/ou atteints de maladie coronarienne (CAD). Cette transition peut aider à atténuer le microenvironnement hypoxique et inflammatoire qui aggrave les dommages vasculaires et accélère l’athérosclérose coronaire 4,24,30. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour identifier les facteurs et les voies spécifiques impliqués dans le brunissement de l’EAT. De plus, des modèles animaux expérimentaux sont nécessaires pour explorer la relation entre le phénotype EAT et les résultats cardiovasculaires associés à son profil inflammatoire déséquilibré.

L’une des principales limites de l’étude de l’EAT est que les rongeurs n’ont presque pas d’EAT notable. Chez l’homme, l’étude de l’EAT frais est également difficile en raison de la difficulté d’obtenir des échantillons, car cela nécessite une thoracotomie. Des études antérieures ont utilisé un modèle dans lequel du tissu adipeux dérivé de souris diététiques riches en graisses a été transplanté dans la cavité abdominale de souris ayant un infarctus du myocarde pour démontrer que le tissu adipeux diabétique peut aggraver les lésions d’ischémie-reperfusion31. L’application de modèles de transplantation de tissu adipeux permet d’explorer les effets de la MTD sur le cœur via la signalisation paracrine.

L’objectif principal du développement de ce modèle est d’étudier les effets thérapeutiques potentiels de la BAT en tant qu’organe paracrine de type EAT pour le myocarde et les artères coronaires. À l’avenir, ce modèle pourrait être utilisé pour étudier les effets cardioprotecteurs de la MTD dans l’inhibition de la progression de la plaque athéroscléreuse, l’amélioration des lésions ischémiques myocardiques et l’atténuation de la fibrillation auriculaire. De plus, il peut fournir des preuves circonstancielles à l’appui des avantages de la promotion du brunissement de l’EAT.

En 2013, une équipe de recherche de la Harvard Medical School a transplanté BAT dans la cavité viscérale de souris receveuses en connectant le tissu au coussinet adipeux épididymaire pour évaluer les améliorations de l’homéostasie métabolique via l’augmentation de la masse BAT32. Dans une étude antérieure des années 1960, les chercheurs ont isolé BAT de la région interscapulaire du donneur et l’ont transplanté sous la capsule rénale du receveur pendant une période de 1 à 2 semaines. De plus, dans une autre étude, la BAT a été transplantée dans la chambre antérieure de l’œil de hamsters, et l’analyse histologique a été utilisée pour évaluer si la BAT transplantée a survécu à12 ans. Cependant, la faisabilité et la survie de la transplantation de MTD dans la région épicardique des rongeurs restent inconnues.

La chirurgie épicardique chez la souris est maintenant une procédure de routine pour induire des modèles d’infarctus du myocarde. Il est intéressant de noter qu’une équipe de recherche a réussi à administrer des agents pharmacologiques dans l’espace et le liquide péricardiques dans un modèle porcin, qui a été utilisé pour étudier la fibrillation auriculaire, les périodes réfractaires relatives et la cardiomyopathie ischémique. Sur la base de ces études, il est justifié de développer un modèle de rongeur pour la transplantation épicardique de BAT par des procédures chirurgicales.

Sur la base des résultats expérimentaux, deux morceaux de BAT ont été séparés de l’espace interscapulaire de la souris donneuse. Le BAT était recouvert de tissu adipeux sous-cutané (SAT) et présentait une couleur plus foncée que le SAT, avec un apport sanguin riche. La coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E) de la BAT a révélé que les adipocytes bruns contenaient des gouttelettes lipidiques multiloculaires plus petites et étaient très vascularisés, avec des globules rouges présents dans la lumière capillaire. Chaque segment de MTD prélevé pesait environ 30 à 40 mg. Cependant, la greffe de BAT transplantée a été limitée à environ 20 mg, car l’élargissement supplémentaire du greffon a entraîné la mortalité des souris dans les 1 à 2 jours suivant l’opération. Une cause possible de ce résultat est l’espace restreint entre la cavité thoracique et la paroi antérieure du cœur. Un greffon relativement gros peut exercer une pression excessive, ce qui peut entraîner une tamponnade cardiaque.

L’anesthésie a été maintenue par intubation trachéale, et la profondeur de l’anesthésie a été surveillée en observant l’amplitude et le rythme des fluctuations thoraciques chez la souris. Une thoracotomie médiane a été choisie pour exposer la paroi antérieure du cœur, facilitant ainsi la transplantation de BAT. Étant donné que l’EAT est directement connecté au myocarde et aux artères coronaires sans que le tissu conjonctif ne les sépare, le protocole impliquait l’ouverture du péricarde, l’insertion du BAT à la surface du cœur, puis la suture du péricarde.

Quatre semaines après la transplantation, les souris receveuses ont été euthanasiées (conformément aux directives éthiques) et les cavités thoraciques ont été ouvertes pour évaluer l’intégration et la survie des MTD. Ces résultats confirment que l’allogreffe BAT a survécu avec succès.

En conclusion, un modèle chirurgical de greffe de BAT à la surface du cœur chez la souris a été développé avec succès. Ce modèle pourrait améliorer la compréhension des effets de l’EAT sur les maladies cardiaques et le potentiel cardioprotecteur du brunissement de l’EAT.

Déclarations de divulgation

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n° 81870623, 81770881, 81900286, 82100494, 82100944 et 82070910), le plan clé de R&D de la province du Hunan (2020SK2078) et la Fondation des sciences naturelles de la province du Hunan (2022JJ70055, 2021JJ40842 et 2022JJ40721)

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
1 % pénicilline/streptomycineGibco, Invitrogen, New York, USA03-031-1BCS Préservation destissus pour greffe
10 % Sérum fœtal bovin (FBS)Bovogen, Nouvelle-Zélande, Australie1907BPréservation des tissus pour greffe
2-0 Sutures résorbablesShanghai Pudong Jinhuan Medical Products Company17Y1204JFermeture cutanée
Souris mâles C57BL/6J âgées de 6 à 8 semainesSJA Laboratory Animal Co., Ltd (Hunan, Chine)  ;
7/0 Sutures prolèneShanghai Pudong Jinhuan Medical Products CompanyR731Fixation du tissu adipeux brun sur le cœur
de coloration rouge d’alizarineServicebio, Wuhan, ChineCR2203058Coloration rouge d’alizarine pour greffe
Ciseaux à ressort inclinésJinzhong instrument chirurgical CompanyY3C040Dissection et séparation des tissus
Blunt ciseauxJinzhong instrument chirurgical CompanyJ22010Dissection et séparation des tissus
Écarteur de poitrineTIGERGENE CompanyTG-CK-07PKRotation et fixation de la poitrine
Pince courbeJinzhong instrument chirurgical CompanyJD1060Dissection et séparation des tissus
DMEM : F12 (1:1) moyenGibco, Invitrogen, New York, États-UnisC11330500BTConservation tissulaire pour greffon
Fine 45° ; pince angulaireInstrument chirurgical Jinzhong CompanyY4E040Dissection et séparation des tissus
IsofluraneShenzhen RuiWoDe Life Technology Co., LTDR510-22Anesthésie au gaz de souris
Micro-pincesInstrument chirurgical Jinzhong CompanyJD1050Dissection et séparation des tissus
Micro-ciseauxInstrument chirurgical Jinzhong CompanyY00030Dissection et séparation des tissus
Porte-aiguilleInstrument chirurgical Jinzhong CompanyY3G150Aiguille de maintien pour la fermeture
Ciseaux ophtalmiques Instrumentchirurgical Jinzhong CompanyY3C060Dissection et séparation des tissus
Microscope chirurgicalMurzider CompanyMSD203Pour la transplantation chirurgicale de greffe de tissu adipeux brun
Cycleed ventilateur pour rongeursNanjing KEWBASIS Biotechnologie Co.LTDKW-MZJ-ZAnesthésie au gaz de souris
Solution

Références

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