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L'ovaio è un organo altamente vascolarizzato e i cambiamenti ciclici, strutturali e funzionali strettamente regolati nella sua vascolarizzazione (rimodellamento vascolare) sono essenziali per la normale fisiologia ovarica, compreso lo sviluppo dei follicoli, l'ovulazione e la formazione del corpo luteo 1,2,3,4. Il rimodellamento vascolare comprende una serie di processi coordinati come i cambiamenti nella permeabilità vascolare, l'angiogenesi, la vasodilatazione, la vasocostrizione e i cambiamenti nel flusso sanguigno (emodinamica). Questi processi consentono all'ovaio di regolare rapidamente l'afflusso di sangue in risposta ai segnali ormonali durante il ciclo estrale 1,2,3,5,6,7,8,9. Le interruzioni del rimodellamento vascolare e del flusso sanguigno ovarico compromettono l'ovulazione e sono implicate in disturbi della fertilità come la sindrome dell'ovaio policistico 2,3,10,11. Allo stesso modo, è stato dimostrato che l'obesità interrompe l'angiogenesi e riduce l'espressione di mediatori vascolari come l'endotelina-212,13. Inoltre, la sindrome da iperstimolazione ovarica, una complicanza per lo più associata alla stimolazione ovarica attraverso il trattamento con gonadotropine durante la fecondazione in vitro, presenta spesso un aumento del flusso sanguigno stromale nell'ovaio, sottolineando le conseguenze dannose della funzione vascolare disregolata14. Collettivamente, queste condizioni evidenziano il ruolo centrale del rimodellamento vascolare ovarico nel mantenimento della fertilità femminile e sottolineano l'importanza dell'emodinamica nel sostenere la funzione ovarica.
Una valutazione accurata della funzione vascolare ovarica richiede la misurazione in tempo reale dell'emodinamica senza alterare l'ambiente fisiologico. Nell'uomo e nei modelli animali di grandi dimensioni come bovini, ovini ed equini, l'ecografia Doppler è uno strumento ampiamente utilizzato e non invasivo per valutare il flusso sanguigno ovarico e l'architettura vascolare 15,16,17,18. Questa tecnica consente l'analisi dinamica della vascolarizzazione ovarica e cattura i cambiamenti ormonali nel flusso sanguigno, offrendo preziose informazioni sulla funzione e la disfunzione ovarica 15,16,17,18.
Nonostante l'ampio uso di topi di laboratorio come modello per la ricerca in biologia ovarica a causa del loro breve ciclo riproduttivo e della trattabilità genetica, i metodi non invasivi in vivo per studiare il flusso sanguigno ovarico in questo modello rimangono limitati19,20. Gli approcci esistenti si basano su procedure altamente invasive che richiedono l'esternalizzazione dell'ovaio (microscopia intravitale) o su tecniche come l'approccio CLARITY o l'imaging a montaggio intero che mancano di risoluzione temporale e interrompono il contesto fisiologico 1,2,3,4. Essendo il modello di mammifero più utilizzato per la manipolazione genetica e gli studi riproduttivi, il topo rappresenta un'opportunità per esplorare i meccanismi molecolari dell'emodinamica ovarica e valutare interventi mirati. Ciò evidenzia la necessità di approcci di imaging non invasivi, longitudinali e quantitativi per monitorare i cambiamenti vascolari ovarici dinamici in vivo.
Il processo ovulatorio, un evento centrale nella fertilità femminile, esemplifica l'importanza del rimodellamento vascolare ovarico nella fertilità femminile. Inizia con la maturazione follicolare indotta dall'ormone follicolo-stimolante (FSH) e culmina con il picco di LH che innesca la rottura follicolare e il rilascio di ovociti1. Dopo la stimolazione con gonadotropina corionica equina (eCG), che imita gli effetti dell'FSH, la rete vascolare ovarica si espande2. Questa crescita vascolare progredisce verso l'esterno dal midollo ovarico verso la corteccia per sostenere i follicoli in via di sviluppo2. Poco prima dell'ovulazione, i vasi sanguigni si estendono nello strato cellulare della granulosa e si osserva una vasocostrizione localizzata all'apice follicolare, il sito dell'eventuale rottura e del rilascio di ovociti3. Questi cambiamenti vascolari coordinati sono fondamentali per il successo dell'ovulazione 1,2,3. Studi Doppler su modelli animali di grandi dimensioni e sull'uomo hanno rivelato cambiamenti nell'emodinamica durante il periodo preovulatorio, tra cui un rapido aumento della perfusione ovarica e una ridistribuzione localizzata del flusso sanguigno all'interno del follicolo preovulatorio, caratterizzata da un aumento del flusso alla base (più vicino allo stroma ovarico - opposto all'apice) e una diminuzione del flusso all'apice16. L'aumento della velocità del flusso sanguigno ovarico immediatamente dopo il picco di LH è stato associato a un'ovulazione riuscita nelle donne15. Tuttavia, nessuno studio ha ancora tracciato longitudinalmente questi cambiamenti emodinamici nell'ovaio murino intatto, limitando la nostra comprensione del rimodellamento vascolare in questo modello ampiamente utilizzato.
Per colmare questa lacuna, presentiamo un protocollo per l'ecografia Doppler che consente la visualizzazione non invasiva dell'ovaio murino e della sua vascolarizzazione, insieme alla quantificazione dell'emodinamica ovarica, compresi gli indici di velocità e resistenza. Sebbene la sonda MS-700 utilizzata in questo studio abbia una risoluzione limitata (assiale/laterale: 30/58 μm), che impedisce un'analisi dettagliata dei capillari, consente comunque una chiara visualizzazione e quantificazione dei principali vasi sanguigni ovarici. L'uso di agenti di contrasto in applicazioni future potrebbe migliorare ulteriormente la visualizzazione vascolare. Nel complesso, questo approccio consente misurazioni longitudinali ripetute nello stesso animale in punti temporali definiti, ad esempio durante il periodo preovulatorio, preservando al contempo l'integrità fisiologica, un vantaggio chiave rispetto alle tecniche invasive esistenti.