Modèle apicale résection souris pour étude au début de régénération de coeur de mammifère
23 janvier 2016
Un protocole vidéo étape par étape de résection apicale est démontré dans cette étude. La résection apicale est une approche chirurgicale récemment mise en évidence dans la recherche sur la régénération cardiaque chez les mammifères. Cette étude pourrait promouvoir l’application de la résection apicale comme méthodologie standard dans la recherche sur le mécanisme sous-jacent à la régénération cardiaque.
L'objectif général de cette procédure est d'utiliser la réséction apicale chez des souris néonatales afin d'étudier la régénération cardiaque chez les mammifères au stade précoce. Ce sujet peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la régénération cardiaque, telles que quelles sont les mécanismes moléculaires et cellulaires à la base de la régénération cardiaque précoce chez les mammifères. Le principal avantage de cette technique est que le modèle murin de réséction apicale offre une approche relativement simple et directe pour étudier la régénération cardiaque précoce chez les mammifères.
Avant de commencer la procédure, transférez tous les souriceaux de premier jour postnatale C57 black six de leur mère allaitante vers une cage à souris propre contenant de la litière fraîche et des matériaux de nidification. Ensuite, pour chaque nouveau-né successivement, transférez le souriceau d’un lit de glace vers la zone chirurgicale et immobilisez les membres et la queue en position dorsale. Désinfectez le thorax avec de la bétadine, puis effectuez un nettoyage doux à l’aide d’un tampon imprégné d’alcool à 70 %.
Effectuez maintenant une incision cutanée de transfert le long de la quatrième région intercostale interne de la cavité thoracique. Utilisez des ciseaux à ressort pour pratiquer une incision au niveau de l'apex du cœur. Pour accéder au cœur, utilisez des ciseaux à ressort afin de réaliser une incision à l'apex cardiaque, suivie d'une dissection émoussée des muscles intercostaux internes.
Utilisez des fils de suture stériles 6-0 pour refermer ensemble les côtes et les muscles. Utilisez de la colle chirurgicale pour fermer soigneusement l'incision cutanée et laissez le nouveau-né se rétablir sous une lampe chauffante pendant environ trois minutes. Ensuite, utilisez un tampon désinfectant à 70 % d'alcool pour nettoyer tout résidu de sang et de colle sur le petit et remettez l'animal avec ses congénères.
Une fois toutes les chirurgies terminées, mélanger les petits avec la litière et les excréments de la mère avant de remettre les nouveau-nés dans le nid de la mère. Un jour après l'intervention chirurgicale, compter le nombre de petits soumis à une chirurgie factice et à une chirurgie réelle afin de déterminer le taux de survie au sein de chaque groupe. Au moment approprié après la chirurgie, pour chaque animal successivement, nettoyer la poitrine avec de l'éthanol à 70 %, puis inciser la peau et le muscle au niveau de la ligne médiane du thorax.
Retirer l'ensemble du cœur de la cavité thoracique et fixer le tissu dans cinq millimètres de paraformaldéhyde à 4 % toute la nuit à température ambiante. Le jour suivant, transférer les échantillons dans de l'éthanol à 70 % pendant une semaine au maximum avant l'inclusion en paraffine. Après avoir obtenu des sections de paraffine de cinq micromètres d'épaisseur à travers tout le ventricule, colorer les échantillons à l'hématoxyline, à l'éosine et à la trichrome de Masson afin d'examiner respectivement le remplacement musculaire et les réponses fibrotiques dans les cœurs réséqués.
À l’aide d’un numériseur de lames, obtenir manuellement au moins trois foyers par échantillon. Ensuite, analyser les images des échantillons à un grossissement de 40X selon les instructions du fabricant, en utilisant les paramètres par défaut du numériseur. Lorsqu’une résection apicale est réussie, un caillot sanguin se forme efficacement dans les 24 heures suivant la résection apicale, scellant ainsi le ventricule gauche.
On observe ensuite une résorption progressive du caillot sanguin et une fibrose cardiaque précoce, suivie par un remplacement progressif par du tissu myocardique, jusqu'à la régénération complète du myocarde 21 jours après la résection. En effet, trois semaines après l'intervention chirurgicale, aucune différence entre les cœurs résectés et les cœurs soumis à une opération factice n'est apparente lors de l'analyse morphologique. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de se rappeler de maintenir des conditions stériles.
Après cette procédure, d'autres mesures telles que le marquage et la mesure linéaire peuvent être effectuées afin de répondre à des questions supplémentaires concernant la prolifération des cardiomyocytes et la résection apicale. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière d'effectuer une résection apicale chez des souriceaux néonatals.
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Aperçu
Cette étude présente un protocole vidéo étape par étape de la résection apicale, une approche chirurgicale utilisée dans la recherche sur la régénération cardiaque chez les mammifères. Cette technique vise à améliorer la compréhension des mécanismes sous-jacents à la régénération cardiaque.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Régénération cardiaque
- Techniques chirurgicales chez les souriceaux néonataux
- Mécanismes moléculaires de la réparation cardiaque
Contexte
- La régénération cardiaque est un domaine de recherche essentiel en cardiologie.
- La résection apicale est une technique novatrice pour l'étude de la réparation cardiaque.
- Comprendre les mécanismes précoces de régénération peut guider les stratégies thérapeutiques.
- Cette étude utilise des souris néonatales comme organisme modèle.
Objectif de l'étude
- Étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires de la régénération cardiaque.
- Établir la résection apicale comme une méthodologie standard en recherche.
- Proposer une approche simple pour l'étude de la régénération cardiaque.
Méthodes utilisées
- Transfert de souriceaux C57 black six du premier jour postnatal vers une cage propre.
- Immobilisation des nouveau-nés pour des interventions chirurgicales.
- Assainissement de la zone thoracique avant la chirurgie.
- Réalisation d'une résection apicale pour étudier la régénération cardiaque.
Résultats principaux
- Démonstration de la technique de résection apicale chez les souris néonatales.
- Fourniture d'un protocole clair pour des applications futures en recherche.
- Apercus des premiers stades de la régénération cardiaque.
- Potentiel de standardisation des méthodologies dans les études sur la régénération cardiaque.
Conclusions
- La résection apicale est une technique précieuse pour l'étude de la régénération cardiaque.
- Cette étude pourrait faciliter des recherches supplémentaires sur les mécanismes de réparation cardiaque.
- La standardisation de cette méthode pourrait améliorer la reproductibilité des recherches.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La mise en place de modèles reproductibles de régénération cardiaque précoce chez les mammifères répond à un manque critique dans la recherche et le développement cardiovasculaires, où la capacité régénérative limitée entrave le développement de thérapies. Le modèle murin de réséction apicale permet une détection mécanistique des voies de réparation cardiaque lors de la validation préclinique des cibles. Cela renforce la confiance prédictive dans l'identification de modulateurs de la prolifération des cardiomyocytes et de la résolution de la fibrose.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques liées à la prolifération des cardiomyocytes et à la formation de cicatrices.
- Valeur opérationnelle : Fournit un système direct in vivo pour la validation fonctionnelle des cibles associées aux voies de régénération.
- Valeur prédictive : Aide au tri du portefeuille en distinguant les composés qui favorisent une véritable régénération myocardique de ceux qui induisent une fibrose.
Élaboration de tests et criblage
- Valeur scientifique : Génère des paramètres histologiques quantifiables (par exemple, épaisseur myocardique, zone de fibrose) pour le criblage de composés.
- Valeur opérationnelle : Une procédure chirurgicale standardisée assure la reproductibilité entre laboratoires et au fil du temps.
- Évolutivité : Permet la préparation de coupes tissulaires validées pour des flux de travail d'imagerie et d'analyse à haut contenu.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Modélise une fenêtre régénérative postnatale précoce, pertinente pour la cardiologie du développement et les stratégies de réparation congénitale.
- Valeur opérationnelle : Permet une évaluation longitudinale de la réparation tissulaire, depuis la résolution du caillot jusqu'à la restauration myocardique à 21 jours.
- Adéquation translationnelle : Facilite la découverte de biomarqueurs (par exemple, la dynamique de la matrice extracellulaire) applicables aux modèles de lésions cardiaques humaines.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Le modèle de résection apicale s'inscrit dans le continuum de découverte allant du test d'hypothèses sur des cibles à l'évaluation de l'efficacité préclinique, en fournissant un système pertinent pour la maladie permettant une détection mécanistique des risques.
- Biologie de la découverte : Évalue les effets spécifiques aux voies biologiques sur le renouvellement des cardiomyocytes et la réponse fibrotique après une lésion.
- Screening : Fournit des lectures histologiques quantitatives permettant l'analyse dose-réponse et le profil temporel de composés régénératifs.
- Analytique : Produit des résultats morphométriques et basés sur la coloration (H&E, trichrome de Masson) pour une comparaison objective entre différentes conditions.
- Recherche translationnelle : Relie les mécanismes précoces de régénération à la validation préclinique à travers des jalons temporels et morphologiques bien définis.
- Réutilisation en milieu industriel : Met en place une plateforme chirurgicale standardisée et réutilisable pour la validation de cibles cardiovasculaires dans plusieurs projets.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Réduit l'ambiguïté mécanistique dans les études sur la régénération cardiaque grâce à des délais définis de lésion et de récupération.
- Valeur opérationnelle : Améliore la reproductibilité par des protocoles standardisés d'anesthésie, de chirurgie et de soins postopératoires.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions d'aller/arrêt en précisant si les candidats induisent la régénération ou simplement suppriment la fibrose.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des cibles en fonction de leur potentiel régénératif dans un système mammalien.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise dans la manipulation des souriceaux néonatals et dans les techniques de microchirurgie.
- Dépend d'un matériel chirurgical stérile, de sutures et d'une infrastructure pour le traitement des tissus.
- Exige une standardisation interéquipes en matière d'anesthésie, de soins postopératoires et d'analyse histologique.
- L'adaptation à d'autres modèles doit tenir compte de la capacité régénérative propre à chaque espèce et de la faisabilité chirurgicale.
- Les limites pratiques incluent la variabilité des souriceaux néonatals et la dépendance du taux de survie à la cohérence des procédures.
