Il presente protocollo descrive come utilizzare una lesione mediata da FeCl3 per indurre trombosi arteriosa e come raccogliere e preparare campioni di lesioni arteriose nelle varie fasi della trombosi per l'analisi al microscopio elettronico.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
* These authors contributed equally
Il presente protocollo descrive come utilizzare una lesione mediata da FeCl3 per indurre trombosi arteriosa e come raccogliere e preparare campioni di lesioni arteriose nelle varie fasi della trombosi per l'analisi al microscopio elettronico.
Le malattie cardiovascolari sono una delle principali cause di mortalità e morbilità in tutto il mondo. La trombosi aberrante è una caratteristica comune di condizioni sistemiche come il diabete e l'obesità e malattie infiammatorie croniche come l'aterosclerosi, il cancro e le malattie autoimmuni. In caso di lesione vascolare, di solito il sistema di coagulazione, le piastrine e l'endotelio agiscono in modo orchestrato per prevenire il sanguinamento formando un coagulo nel sito della lesione. Le anomalie in questo processo portano a sanguinamento eccessivo o trombosi incontrollata / insufficiente attività antitrombotica, che si traduce in occlusione dei vasi e sue sequele. Il modello di danno carotidea indotto da FeCl3 è uno strumento prezioso per sondare come la trombosi inizia e progredisce in vivo. Questo modello comporta danni endoteliali / denudazione e successiva formazione di coaguli nel sito danneggiato. Fornisce un test quantitativo altamente sensibile per monitorare il danno vascolare e la formazione di coaguli in risposta a diversi gradi di danno vascolare. Una volta ottimizzata, questa tecnica standard può essere utilizzata per studiare i meccanismi molecolari alla base della trombosi, nonché i cambiamenti ultrastrutturali nelle piastrine in un trombo in crescita. Questo test è utile anche per studiare l'efficacia degli agenti antitrombotici e antipiastrinici. Questo articolo spiega come avviare e monitorare la trombosi arteriosa indotta da FeCl3 e come raccogliere campioni per l'analisi mediante microscopia elettronica.
La trombosi è la formazione di un coagulo di sangue che blocca parzialmente o completamente un vaso sanguigno, impedendo il flusso naturale del sangue. Ciò porta a eventi cardiovascolari gravi e fatali, come cardiopatia ischemica e ictus. Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morbilità e mortalità e causano un decesso su quattro in tutto il mondo 1,2,3. Sebbene la trombosi si manifesti come un malfunzionamento del sistema vascolare, potrebbe essere il risultato di un'infezione microbica o virale sottostante, di un disturbo immunitario, di un tumore maligno o di una condizione metabolica. Il flusso di sangue è mantenuto dalla complessa interazione tra diversi componenti del sistema vascolare, tra cui cellule endoteliali, globuli rossi / bianchi, piastrine e fattori della coagulazione4. In caso di danno vascolare, le piastrine interagiscono con le proteine adesive sulla matrice subendoteliale e rilasciano il loro contenuto granulare, che recluta più piastrine5. Contemporaneamente, viene attivata la cascata della coagulazione, portando alla formazione e alla deposizione di fibrina. In definitiva, si forma un coagulo, contenente piastrine e globuli rossi intrappolati all'interno di una maglia di fibrina6. Sebbene siano disponibili farmaci antiaggreganti piastrinici e anticoagulanti per modulare la trombosi, il sanguinamento spurio rimane una delle principali preoccupazioni con queste terapie, che richiedono la messa a punto dei dosaggi e delle combinazioni di questi farmaci. Pertanto, vi è ancora un urgente bisogno di scoprire nuovi farmaci antitrombotici7.
La trombosi viene studiata utilizzando diversi metodi per infliggere lesioni vascolari: lesioni meccaniche (legatura dei vasi), termiche (lesioni laser) e chimiche (applicazione FeCl3 / Rose Bengal). La natura della trombosi varia a seconda della posizione (arteriosa vs venosa), del metodo o dell'estensione della lesione. Tra tutti questi tipi, il danno vascolare indotto da FeCl3 è il metodo più utilizzato. È stato impiegato in topi, ratti, conigli, porcellini d'India e cani 8,9,10,11,12. Il metodo è relativamente semplice, facile da usare e, se i parametri principali sono standardizzati, è sensibile e riproducibile in vari sistemi vascolari (ad esempio, arterie [carotide e femorale], vene [giugulare] e arteriole [cremaster e mesenterico]) (Tabella supplementare 1).
Questo modello può anche essere utilizzato per approfondire la nostra comprensione della meccanica e della morfologia della formazione dei coaguli. Questa tecnica offre unicamente il vantaggio di fermare la trombosi in vari punti di portata, per studiare le fasi intermedie del processo prima che diventi occlusivo. I recenti progressi nella ricerca sulla trombosi hanno utilizzato questo modello per focalizzare l'attenzione su metodi non farmacologici di trombolisi13 o somministrazione non invasiva di agenti antitrombotici e/o fibrinolitici14,15. Diversi gruppi hanno dimostrato che, quando le membrane piastriniche sono rivestite con queste terapie, i farmaci possono essere attivati dopo stimolazione termica per colpire i coaguli16. Le tecniche qui descritte possono essere utili per studi come la convalida dei loro risultati a livello piastrinico singolo. In questo manoscritto, il Protocollo 1 descrive la procedura di base di danno vascolare mediata da FeCl3, mentre il Protocollo 2 descrive il metodo per raccogliere e fissare il campione di danno vascolare per ulteriori analisi mediante microscopia elettronica.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Tutti gli esperimenti discussi qui sono stati esaminati e approvati dall'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) presso l'Università del Kentucky.
NOTA: Gli strumenti chirurgici sono elencati nella Figura 1 e nella Tabella dei materiali. Sono stati utilizzati topi C57BL/6J, di 8-10 settimane, ceppi maschi/femmine o rilevanti geneticamente manipolati (Knockout o Knockin).
1. Lesione dell'arteria carotide indotta da FeCl3
2. Raccolta e preparazione di campioni per studi di microscopia elettronica a scansione facciale a blocchi seriali (SBF-SEM) dopo la lesione indotta da FeCl3
NOTA: Il protocollo EM presentato è appropriato per la preparazione del campione per SBF-SEM. Questa tecnica di imaging offre una capacità senza precedenti di studiare la struttura tridimensionale delle piastrine in un coagulo. Con questa tecnica, il campione viene visualizzato come una serie di immagini SEM a blocchi sequenziali, generate man mano che si procede attraverso il campione. I punti chiave per questa preparazione sono: 1) il campione deve essere colorato con metalli pesanti pre-incorporati; e 2) il campione incorporato in plastica deve essere tagliato in modo appropriato per il montaggio all'interno del SEM (vedere la Figura 6 per una visualizzazione dei campioni rifilati). La colorazione post-incorporamento non è possibile all'interno del SEM. Quando si raccoglie un campione da una lesione vascolare indotta da FeCl3 per l'analisi EM, è necessario apportare le seguenti modifiche durante l'esecuzione dell'intervento chirurgico. Le modifiche nel protocollo chirurgico FeCl3 presentato sono applicabili anche a qualsiasi forma di microscopia elettronica. Le condizioni di anestesia e i passaggi per fare un'incisione ed esporre l'arteria carotide sono gli stessi del protocollo 1.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
I dati sono generalmente presentati come tempo di occlusione, o tempo necessario per formare un trombo completamente occlusivo. Questi dati possono essere tracciati come una curva di sopravvivenza di Kaplan-Meier (Figura 4A)19, un dot plot con barre che mostrano il flusso sanguigno terminale al momento della cessazione del flusso sanguigno o della fine di un esperimento (Figura 4B), o come un grafico a linee (Figura 4C).
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
L'applicazione topica di FeCl3 al sistema vascolare per indurre trombosi è una tecnica ampiamente utilizzata ed è stata determinante nello stabilire ruoli per vari recettori piastrinici, vie di segnalazione del ligando e loro inibitori20,21,22,23. Il meccanismo attraverso il quale FeCl3 provoca trombosi è sfaccettato; In precedenza, la denudazione endoteliale era considera...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Gli autori non hanno conflitti di interesse relativi a questo studio.
Profili ORCID: S.J.: 0000-0001-6925-2116; S.W.W.: 00000-0001-5577-0473.
Gli autori ringraziano i membri del Whiteheart Laboratory per la loro attenta lettura di questo manoscritto. Il lavoro è stato supportato da sovvenzioni del NIH, NHLBI (HL56652, HL138179 e HL150818) e un Department of Veterans Affairs Merit Award a S.W.W., R01 HL 155519 a BS e NIBIB intramural program grant a R.D.L.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 0,9% soluzione salina | Fisher Scientific | BP358-212 | NaCl utilizzato per produrre una soluzione di soluzione salina allo 0,9% |
| Siringa da 1 ml | Becton, Dickinson e compagnia | ||
| 190 Proof Etanolo | KOPTEC | V1101 | Utilizzato per fare una soluzione di etanolo al 70% da utilizzare per preparare il topo per la chirurgia. |
| 2,2,2 Tribromoetanolo | Sigma Aldrich | 48402 | |
| 25 Yard sutura di seta intrecciata nera (5-0) | DEKNATEL | 136082-1204 | |
| 26G x 3/8 ago | Becton, Dickinson e compagnia | 305110 | |
| 2-metil-2-butanolo | Sigma Aldrich | 240486 | |
| Pipetta di trasferimento da 7,5 mL, graduata a 3 mL | Globe Scientific Inc. | 135010 | |
| Tamponi per la preparazione dell'alcol (70% alcol isopropilico) | Medline | MDS090735 | |
| Araldite GY 502 | Servizi di microscopia elettronica | 10900 | |
| Piatto per colture cellulari 35 mm x 10 mm | Corning Incorporated | ||
| Bilancia compatta | La scienza di Ward | 470314-390 | |
| Forbici da dissezione, lunghezza 12,5 cm | Strumento di precisione mondiale | 15922-G | |
| Attivatore DMP-30 | Servizi di microscopia elettronica | 13600 | |
| Anidride dodenilsuccinica/ Servizi di | microscopia elettronica DDSA | 13700 | |
| Doggy Poo Bags/sacchetto per lo smaltimento delle carcasse di animali | Crown Products | PP-RB-200 | |
| Doppler FlowProbe | Transonic Systems Inc. | Resina EMBED 812 MA0.5PSB | |
| Servizi di microscopia elettronica | 14900 | ||
| Alcool etilico, anidro 200 proof | Servizi di microscopia elettronica | 15055 | |
| Pinze per medicazione per occhi, 4" completamente curve, standard, punte larghe 0,8 mm | Carta da filtro Integra Miltex | 18-784 | |
| VWR | 28310-106 | ||
| Forbici fini - Strumenti per la scienza fine affilati e smussati | 14028-10 | ||
| Punzoni per orecchie con passante per le dita | Strumenti di Fine Science | 24212-01 | |
| Spugne di garza 2" x 2" – 12 strati | Dukal Corporation | 2128 | |
| Glutaraldeide (soluzione al 10%) | Servizi di microscopia elettronica | 16120 | |
| Lama chirurgica in acciaio al carbonio Integra Miltex #10 | Integra® Miltex® | 4110 | |
| Cloruro di ferro (III) | SIGMA-ALDRICH | 157740-100G | |
| Manico per coltello Miltex® Acciaio Inox Extra Fine Misura 3 | Integra Lifesciences | 157510 | |
| Acido L-aspartico | Sigma Pescatore | A93100 | |
| Acido L-aspartico | Fisher Scientific | BP374-100 | |
| Nitrato di piombo | Fisher Scientific | L-62 | |
| LEICA S8AP0 Microscopio | LEICA | Non più disponibile | Non più disponibile presso l'azienda |
| LEICA S8AP0 Microscopio Stand | LEICA | 10447255 | Non più disponibile presso l'azienda |
| Tergicristalli per tessuti leggeri | VWR | 82003-822 | |
| Pinze per microdissezione; 1x2 denti, curva completa; larghezza punta 0,8 mm; lunghezza 4 | Roboz Surgical Instrument Company | RS-5157 | |
| tetrossido di osmio 4% soluzione acquosa | Servizi di microscopia elettronica | 19150 | |
| Paraformaldeide (soluzione al 16%) | Servizi di microscopia elettronica | 15710 | |
| Ferricianuro di potassio | SIGMA-ALDRICH | P-8131 | |
| Ossido di propilene, reagente ACS | Servizi di microscopia elettronica | 20401 | |
| Pipetta classica Rainin PR-10 | di portata da ricerca 17008649 | Rainin | |
| Sistemi transonici Inc. | T402B01481 | Modello: T402 | |
| Scotch Magic Invisible Tape, 3/4" x 1000", Clear | Scotch | ||
| Tappetino riscaldato per piccoli animali | K& H Produzione Inc. | Modello: tampone di | |
| 0,2 M, pH7,4 | Servizi di microscopia elettronica. | 11623 | |
| Applicatori sterili in cotone con punta | Prodotti medici puritani | 25-806 1WC | |
| Steromaster Illuminator | Fisher Scientific | 12-562-21 | Non più disponibile presso l'azienda |
| Surgical Dumont #7 Pincipe | Strumenti di Fine Science | 11271-30 | |
| Tiocarbobidrazide (TCH) | SIGMA-ALDRICH | 88535 | |
| Ricariche universali per punte per pipette a bassa ritenzione (0,1-10 &; L) | VWR | 76323-394 | |
| con acetato di uranile | 22400 | ||
| Veet Gel Cream Hair Remover | Reckitt Benckiser | 3116875 | |
| Bianco Antistatico Esagonali Pesare Barche, Medio, 64 x 15 x 19 mm | Fisher Scientific | Software S38975 | |
| WinDAQ/100 per Windows | DATAQ Instruments, Inc. | Versione 3.38 | Disponibile gratuitamente per il download. https://www.dataq.com/products/windaq/ |
| ZEISS AxioCam Icc 1 | ZEISS | 57615 |
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.