Qui, descriviamo un protocollo per utilizzare l'ecografia quadridimensionale in vivo e la spettrometria di massa ex vivo per valutare le alterazioni biomeccaniche e biomolecolari nel sistema cardiovascolare murino. Questa tecnica viene applicata per analizzare il rimodellamento cardiaco nell'infarto miocardico indotto chirurgicamente e nelle alterazioni vascolari negli animali anziani.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
Studio multimodale del rimodellamento cardiovascolare murino: ecografia quadridimensionale e spettrometria di massa
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
Le malattie cardiovascolari (CVD) sono la principale causa di morte negli Stati Uniti. I danni al sistema cardiovascolare possono essere dovuti all'esposizione ambientale, ai traumi, alla tossicità dei farmaci o a numerosi altri fattori. Di conseguenza, il tessuto cardiaco e il sistema vascolare subiscono cambiamenti strutturali e mostrano una funzione ridotta. Il danno e il conseguente rimodellamento possono essere rilevati e quantificati con l'imaging ecografico (US) a livello d'organo e con la spettrometria di massa (MSI) a livello molecolare. Questo manoscritto descrive una metodologia innovativa per lo studio della fisiopatologia cardiaca murina, l'accoppiamento dell'imaging e dell'analisi ecografica quadridimensionale (4D) in vivo con l'MSI del cuore di desorbimento/ionizzazione laser assistita da matrice ( MADLI) ex vivo. Gli ultrasuoni 4D possono fornire misurazioni volumetriche dinamiche, tra cui lo spostamento radiale, la deformazione superficiale e la deformazione longitudinale durante un intero ciclo cardiaco. Nel sistema vascolare, l'MSI e gli ultrasuoni vengono utilizzati per valutare la composizione della parete dei vasi, l'emodinamica e la dinamica delle pareti dei vasi. La metodologia può essere personalizzata per studiare una miriade di malattie cardiovascolari regolando le metriche funzionali di interesse e/o variando il protocollo MALDI MSI per mirare a molecole specifiche. MALDI MSI può essere utilizzato per studiare lipidi, piccoli metaboliti, peptidi e glicani. Questo protocollo delinea l'uso di MALDI MSI per l'analisi lipidomica non mirata e l'uso dell'imaging ecografico per l'emodinamica e la biomeccanica cardiovascolare.
Introduzione
Le malattie cardiovascolari (CVD) sono una delle principali cause di mortalità in tutto il mondo1. La prevenzione e il trattamento delle CVD richiedono una comprensione approfondita degli adattamenti molecolari alle forze biomeccaniche e dei conseguenti cambiamenti nelle proprietà meccaniche. In tutto il sistema cardiovascolare, le forze biomeccaniche svolgono un ruolo importante nella funzione e nella struttura del tessuto2. Le proprietà meccaniche del tessuto cardiovascolare (CV) sono influenzate da queste forze, rendendoli indicatori di salute e malattia
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Protocollo
Gli esperimenti sugli animali descritti sono stati condotti con l'approvazione del Comitato Istituzionale per la Cura e l'Uso degli Animali dell'Università del Tennessee, Knoxville.
1. Ecografia13
- Allestimento e preparazione degli animali
- Prima di iniziare l'esperimento, controllare il livello di anestesia dell'isoflurano e rabboccare se necessario. Controllare i livelli del serbatoio di ossigeno prima di accendere il gas. Pesare il carbone e registrarlo sul contenitore.
- Configura lo spazio di imaging posizionando i materiali di consumo vicino alla piattaforma di imag....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Risultati
I protocolli di imaging sopra descritti sono stati utilizzati per due studi preliminari: rimodellamento dell'infarto del miocardio (IM) e invecchiamento vascolare. Per gli esperimenti cardiaci, è stato eseguito un intervento chirurgico permanente di legatura dell'arteria coronarica al fine di indurre l'infarto miocardico acuto18,19. L'ecografia 4D e la MALDI MSI sono state eseguite progressivamente sullo stesso tessuto, svelando cambiamenti fisiologici e molecola.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Discussione
L'imaging ecografico può dipendere dall'operatore, ma l'uso di punti di riferimento anatomici e una formazione adeguata possono limitare i pregiudizi dell'utente. Gli ultrasuoni 2D sono particolarmente suscettibili alla variabilità tra gli utenti perché le viste dipendono dall'angolo, mentre il 4DUS è meno suscettibile in quanto l'acquisizione comprende l'intero volume ed è indipendente dall'angolo. È stato inoltre stabilito che la riproducibilità dell'immagine è più facile da ottenere g.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Dichiarazioni
Craig J. Goergen è un consulente retribuito di FUJIFILM VisualSonics.
Ringraziamenti
Allison Jones è supportata dalla University of Tennessee, Mechanical Aerospace & Biomedical Engineering Department Graduate Fellowship. La ricerca riportata in questa pubblicazione (Conner Earl) è stata supportata dal National Heart, Lung, and Blood Institute del National Institutes of Health F30HL162452. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente le opinioni ufficiali del National Institutes of Health.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Acido 2,5-diidrossibenzoico (DHB) | Supelco, >99,0% (HPLC) | 85707-10MG-F | DHB sostanza della matrice per MALDI-MS; https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sigma/85707?cm_sp=Insite-_-wimsShippingEmailRecs_wims EmailAPI_wimsGruCrossEntropy-_-wimsEmailAPI10-3 |
| 9-aminoacridina (9AA) | Supelco, ≥ 99,5% (HPLC) | 92817-1G | 9-Aminoacridina matrice sostanza per MALDI-MS; https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sial/92817?srsltid=AfmBOooiQjQ4pWv_XxITkU 4Lkm0UnHXKekGS_ dFl7V40V9QLWoPpNLoc |
| Aquasonic Gel per ultrasuoni | Parker Laboratories | Parker 01-02 | Gel per ultrasuoni; https://www.parkerlabs.com/products/aquasonic-100-ultrasound-transmission-gel/ |
| Flaconi Dewar da banco | TermoScientifico | 4150-2000 | Contenitore per azoto liquido; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/4150-4000?gclid=Cj0KCQjwpvK4BhDUARIsA DHt9sQVc2f-NxN04Nb5Mv F6TZ7GLHWWDEeqDYmEvtKJSQ YHDeVgZ9qylvYaAs27EALw_wcB & fonte=google_shopping& ISO_ CODICE=us& LANG_CODE=it& ef_id =Cj0KCQjwpvK4BhDUARIsADHt9 sQVc2f-NxN04Nb5MvF6TZ7GLHWWDE eqDYmEvtKJSQYHDeVgZ9qylvYa As27EALw_wcB:G:s& s_kwcid=AL!3652 !3!716188292869!!! g!2366243726129 !! 21787513085!171591181194& ev_chn =negozio& cid=0se_gaw_30092024_ PBYTXL& fonte=google_shopping & ISO_CODE=noi& LANG_CODE= en& gad_source=1 |
| Criostato | Leica Biosystems | Serie CM | https://www.leicabiosystems.com/us/histology-equipment/cryostats/ |
| Essiccatore | VWR | 89054-052 | https://us.vwr.com/store/product/9104882/desiccator-plastic-ace-glass-incorporated |
| Epredia MX35 Premier monouso a basso profilo Microtomo Lame | Fisher Scientific | 3052835 | Lama per criostato; https://www.fishersci.com/shop/products/mx35-premier-disposable-low-profile-microtome-blades/3052835 |
| Falcon 15 mL Provette coniche per centrifuga | Fisher Scientific | 14-959-53A | Provette coniche; https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-15ml-conical-centrifuge-tubes-5/1495953A?gclid=Cj0KCQjwpvK4BhDUARIsA DHt9sSBcy5n-lhShligJUOX5KKVGn0bt87 8AB2_muOD2PPTue1phpZgeqwa AqgiEALw_wcB& ef_id=Cj0KCQjw pvK4BhDUARIsADHt9sSBcy5n-lhS hligJUOX5KKVGn0bt878AB2_muO D2PPTue1phpZgeqwaAqgiEALw_ wcB:G:s& ppc_id=PLA_goog_20861 45674_81843405034_1495953A__ 386247001345_165426395473886 37329& ev_chn=negozio& s_kwcid=AL!4428!3 !386247001345!!! g!856907751004!& gad_source=1 |
| Provette per microcentrifuga Flex-Tubes | Eppendorf | EP022364120 | Provette per centrifuga; https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sigma/ep022364120?utm_source=google%2Cgoogle&utm _medium=organicshopping%2Ccpc& utm _campaign=21043330280& utm_ content=& gclid=Cj0KCQjwpv K4BhDUARIsADHt9sTHRD35k CHPtfI2A41axodnMVr6a1eBKk zM4bSUYQAyfEKo3UgTAEQa Ap7wEALw_wcB |
| Gas Azoto | Airgas | N/A | |
| Vetrini per microscopio | Microscopia elettronica | Scienze 71873-02 | https://www.emsdiasum.com/positive-charge-microscope-slides |
| Azoto liquido | Airgas | N/A | |
| Spettrometro di massa | Waters | Synapt G2-Si | https://www.waters.com/waters/en_US/SYNAPT-G2-Si-Mass-Spectrometry/nav.htm?locale=en_mkcid=1000251Foodety%3C/a%3E&cid=134740653&bcid= 134528734 |
| matrice | HTX Technologies | M3+ | https://www.htximaging.com/htx-m3-sprayer |
| Metanolo (HPLC), >99,9% | Fisher Chemical | A4524 | Metanolo; https://www.fishersci.com/shop/products/methanol-hplc-fisher-chemical-9/A4524?crossRef=A4524#?keyword=A4524 |
| Ecografo Preclinico | FUJIFILM VisualSonics | Vevo 3100 | https://www.visualsonics.com/product/imaging-systems/vevo-3100; Vevo F2 ha sostituito il Vevo 3100 in produzione. Il sistema include un vaporizzatore di isoflurano e una scatola a induzione. |
| Reynolds Wrap | N/A | N/A | Foglio di alluminio |
| Signagel Gel per elettrodi | Parker Laboratories | Parker 15-60 | Gel conduttore di elettrodi; https://www.parkerlabs.com/products/signagel-electrode-gel/ |
| Gelatina lubrificante sterile | Medline | MDS032273Z | Gel lubrificante; https://www.medline.com/ce/product/Sterile-Lubricating-Jelly/Lubricating-Jelly/Z05-PF03664?sku=MDPMDS032273H |
| Strumenti chirurgici: forbici, pinze/pinzette, suture Strumenti per | le scienze | 11252-00, 11050-10, 14016-14, 14084-08, 15000-08 | info@finescience.com |
| Spugne chirurgiche Confezione da 200 - Garze non sterili - Spugna per medicazione per la cura delle ferite di primo soccorso – Tessuto medico antiaderente, rete non aderente scrubbing | Medpride | B08RZGQ5GW | Garza; https://www.amazon.com/Medpride-Surgical-Sponges-200-Pack/dp/B08RZGQ5GW/ref=asc_df_B08RZGQ5GW/?tag=hyprod-20&linkCode=df0&h vadid=693270340506& hvpos= & hvnetw=g& HVRand=960915122 2290977669& hvpone=& HVPTWO= & hvqmt=& hvdev=c& hvdvcmdl=& hvlocint=& hvlocphy=9192978& HV TARGID=PLA-1245491514869& psc= 1& mcid=33f4d647c88630c79116 888d565a63b0 |
| Composto Tissue-Plus O.C.T. | Fisher Scientific | 23-730-571 | OCT; https://www.fishersci.com/shop/products/tissue-plus-o-c-t-compound-2/23730571 |
| Tamponi di cotone e applicatori con manico in legno | Fisherbrand | 22-363-160 | Batuffolo di cotone; https://www.fishersci.com/shop/products/wood-handled-cotton-swabs-applicators-8/p-7146852 |
Riferimenti
- Tsao, C. W., et al. Heart disease and stroke statistics-2022 update: A report from the American Heart Association. Circulation. 145 (8), E153-E639 (2022).
- Kassab, G. S. Biomechanics of the cardiovascular system: The aorta as an ....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Ristampe e permessi
