L'insufficienza cardiaca rimane la principale causa di mortalità in tutto il mondo, principalmente a causa della mancanza di capacità rigenerativa dei cardiomiociti maturi1. L'intricata architettura del cuore svolge un ruolo cruciale nella sua funzione e fornisce informazioni sui processi di sviluppo. Una profonda comprensione della struttura cardiaca è essenziale per chiarire i processi fondamentali della morfogenesi cardiaca e del rimodellamento in risposta all'infarto del miocardio. Recenti progressi hanno dimostrato che i topi neonatali possono ripristinare la funzione cardiaca dopo una lesione, mentre i topi adulti mancano di tale capacità rigenerativa2. Ciò stabilisce una base per lo studio dei segnali associati ad anomalie strutturali e funzionali nei modelli murini. I metodi di imaging tradizionali, come la microscopia confocale, presentano limitazioni tecniche, tra cui una profondità di penetrazione limitata, uno schema di scansione a punti lento e danni fotografici dovuti all'esposizione prolungata alla luce laser. Questi ostacolano l'imaging tridimensionale completo (3D) del cuore intatto. In questo contesto, la microscopia a foglio luminoso (LSM) emerge come una soluzione potente, che offre i vantaggi dell'imaging ad alta velocità, la riduzione dei danni fotografici e le eccezionali capacità di sezionamento ottico 3,4,5. Le caratteristiche uniche dell'LSM lo posizionano come un metodo promettente per superare i limiti delle tecniche convenzionali, fornendo informazioni senza precedenti sullo sviluppo cardiaco e sui processi di rimodellamento 6,7,8.
In questo protocollo, introduciamo una strategia di imaging che combina LSM avanzato con approcci di pulizia tissutale adattati9, consentendo l'imaging di interi cuori di topo senza la necessità di una marcatura specifica e di un sezionamento meccanico. Proponiamo inoltre che l'imaging LSM convenzionale possa essere migliorato attraverso la deconvoluzione multiview10 o le tecniche di microscopia a foglio di luce a scansione assiale (ASLM) 11,12,13,14,15 per migliorare la risoluzione assiale. Inoltre, l'integrazione dell'unione delle immagini con uno di questi metodi può superare efficacemente il compromesso tra risoluzione spaziale e campo visivo (FOV), facendo così progredire l'imaging dei cuori di topo adulto. L'incorporazione di numerosi approcci di pulizia dei tessuti, inclusi metodi idrofobici, idrofili e basati su idrogel, consente una penetrazione della luce più profonda per catturare la morfologia dell'intero cuore 16,17,18,19.
Sebbene i metodi di purificazione multipli siano compatibili con gli attuali sistemi LSM, l'obiettivo è ridurre al minimo la dispersione dei fotoni e migliorare la penetrazione della luce nei tessuti, come il cuore, sostituendo i lipidi con un mezzo che corrisponda strettamente al suo indice di rifrazione. iDISCO è stato scelto come rappresentante20,21 e adattato per l'imaging in autofluorescenza in questo protocollo grazie alla sua rapida elaborazione e all'elevata trasparenza (Figura 1A). Nel complesso, l'integrazione dell'approccio LSM avanzato con le tecniche di pulizia dei tessuti offre un quadro promettente per svelare l'intricata anatomia cardiaca nei cuori dei roditori, con un potenziale significativo per far progredire la nostra comprensione della morfogenesi e della patogenesi cardiaca.