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Il danno I/R mesenterico combinato con la microscopia intravitale è stato applicato a un modello murino genetico di deficit di F2r (PAR1) in cellule endoteliali per l'analisi in vivo di leucociti e NET dopo 1 ora di ischemia. Il modello di lesione I/R mesenterica è frequentemente utilizzato nei roditori con tempi di ischemia e riperfusione che variano da minuti a diverse ore23,31, influenzando l'esito infiammatorio32 e la mortalità33. Il modello dipende anche da diversi fattori, tra cui il microbiota19,34, i recettori immunitari 10,35,36,37, il sesso38,39 e l'età35. Oltre a variare i tempi di I/R, un'altra variabile in questo modello è la risposta differenziale di diverse parti dell'intestino alle lesioni, con l'intestino tenue che mostra un danno alla mucosa maggiore rispetto al colon40. Il posizionamento della clip microvascolare che interessa la regione ischemica è cruciale per la riproducibilità del metodo32,33. È importante sottolineare che l'occlusione dell'arteria mesenterica superiore, combinata con l'interruzione del flusso collaterale, produce tassi di mortalità che sono costantemente correlati alla durata dell'ischemia41.
In questo studio, i topi sono stati sottoposti a 1 ora di ischemia e in vivo l'adesione leucocitaria e la formazione di NET sono state visualizzate immediatamente dopo la riperfusione per esaminare la risposta infiammatoria precoce innescata dallo stato ischemico in assenza di espressione endoteliale di F2r . L'applicazione di questi metodi a modelli genetici murini consente di studiare come alcune molecole bersaglio influenzano il comportamento cellulare e la risposta infiammatoria sia dopo l'ischemia che durante la riperfusione.
Ci sono diversi passaggi critici nel protocollo, incluso il mantenimento dell'integrità intestinale. La manipolazione dell'intestino deve essere eseguita delicatamente per evitare danni ai tessuti. A tale scopo, i tamponi di cotone umidi sono lo strumento appropriato per staccare temporaneamente l'intestino dalla cavità addominale. È fondamentale che l'intestino rimanga umido fino a quando non viene riposizionato nell'addome. Piccole lesioni da manipolazione possono innescare l'attivazione di vari tipi di cellule, come le piastrine e le cellule endoteliali, che possono influenzare i risultati.
Per coerenza, è fondamentale visualizzare lo stesso sito dei segmenti intestinali prima e dopo l'ischemia. Questo può essere difficile perché l'intestino viene riposizionato nella cavità addominale dopo l'ischemia. Per affrontare questo problema, un approccio consiste nel posizionare un piccolo pezzo di impacco umido sulla parte dell'intestino che è stata visualizzata prima dell'ischemia.
Per visualizzare il rotolamento e l'adesione dei leucociti, nonché la formazione di NET in vivo, ai topi sono stati iniettati sia un leucocita che un colorante a fluorescenza di acido nucleico attraverso la vena giugulare. Il colorante leucocitario (vedi Tabella dei materiali) è un colorante a fluorescenza metacromatica permeabile alle cellule che si lega ai globuli bianchi ma non ai globuli rossi ed è stato ampiamente utilizzato per colorare i leucociti in vivo17,42. Il colorante viene applicato per via endovenosa e fornisce una forte colorazione dei leucociti in pochi secondi. Tuttavia, la specificità può essere un limite in quanto colora anche altre cellule nucleate, come le cellule endoteliali. Tuttavia, le cellule circolatorie mantengono la colorazione più a lungo a causa di un effetto di washout43. Il colorante a fluorescenza dell'acido nucleico (vedi Tabella dei materiali) è un colorante di acido nucleico impermeabile alle cellule comunemente usato per visualizzare la formazione di NET 30,44,45. Può anche essere applicato per via endovenosa, si lega con un'elevata affinità ed è facile e veloce da usare. Ancora una volta, la specificità è uno svantaggio in quanto il colorante si legherà a qualsiasi cellula con una membrana non intatta. Idealmente, dovrebbe essere combinato con un marcatore di neutrofili (ad es. CD15, CD11b) o un marcatore NETosis (ad es. anticorpi anti-citH3) per migliorare la specificità. Questi coloranti consentono l'imaging in vivo dei leucociti nelle venule mesenteriche degli animali da laboratorio.
Il principale limite della tecnica è la presenza di grasso viscerale, che limita la visualizzazione dei capillari intestinali e ostacola notevolmente l'acquisizione dell'immagine. Per evitare questa complicanza, è necessario utilizzare animali da esperimento giovani (6-8 settimane di età) che abbiano una ridotta formazione di grasso viscerale. Inoltre, l'analisi istologica ex vivo è ostacolata dall'uso della colorazione in vivo . Un'altra limitazione è l'impatto del microbiota intestinale e della dieta su questo modello, che può variare fortemente tra i diversi allevamenti di topi46. Per affrontare questa limitazione, lo studio di modelli murini gnotobiotici potrebbe essere considerato10.
In questo studio, la risposta cellulare immediata è stata studiata dopo l'ischemia e in vivo è stata osservata una ridotta deposizione di leucociti nell'endotelio mesenterico attivato e la formazione di NET. NET mediante somministrazione endovenosa di DNasi 1 ora dopo l'ischemia riduce la risposta proinfiammatoria precoce e migliora la rottura della barriera intestinale47. Da notare che il trattamento con trombomodulina, una glicoproteina transmembrana che inibisce l'attività della trombina48, ha migliorato la sopravvivenza dei topi con grave danno I/R intestinale, attenuando la risposta infiammatoria della disfunzione endoteliale e riducendo l'intenso accumulo di istoni negli organi remoti49. Qui, è stato dimostrato che il recettore endoteliale della trombina influenza l'esito I/R, evidenziando l'importanza di combinare il modello di lesione I/R intestinale con la microscopia intravitale in topi geneticamente modificati per studiare importanti mediatori della patologia della malattia.