$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
La contrattilità dei vasi linfatici cervicali (cLV) svolge un ruolo chiave nel drenaggio cerebrale e nella liberazione linfatica dei tessuti da metaboliti e tossine 1,2,3. La riduzione di questa funzione principale dei cLV porta alla soppressione della pulizia da tossine cerebrali, accompagnata da molte malattie cerebrali, tra cui il morbo di Alzheimer, lesioni cerebrali traumatiche e il cancrocerebrale 4,5,6,7,8,9. Pertanto, studiare la contrattilità del cLV è un approccio importante nello sviluppo di nuove strategie terapeutiche per la modulazione dei meccanismi regolatori linfatici del drenaggio e della puliziacerebrale 10,11,12.
Questo studio presenta un metodo innovativo per l'imaging a due fotoni in tempo reale della contrattibilità cLV e del flusso linfatico in topi di età diverse. I componenti importanti dell'installazione includono un micro cuscinetto riscaldante che, quando fissato al collo dell'animale, consente un tempo di imaging prolungato fino a 5 ore, mantenendo l'attività contrattile dei vasi linfattici collettori e la stabilità del flusso linfatico.
Va notato che, a differenza del sistema circolatorio sanguigno, pieno di sangue che si muove a una certa velocità (da 10 mm/s nelle arteriole a 13 cm/s nel seno sagittale negli esseri umani) attraverso vari tipi di vasi sanguigni, il riempimento dei vasi linfatici con linfa dipende dall'aumento del gradiente di pressione tra i vasi linfici vuoti e dal volume di liquido interstiziale generato durante ilmetabolismo 13, 14,15,16,17,18,19. Allo stesso tempo, il flusso linfatico nei vasi linfatici è intermittente, variando da 0 a 1 mm/s 20,21,22. Recenti studi di risonanza magnetica su esseri umani hanno mostrato che il flusso linfatico nei vasi linfatici meningei (MLV) è di 1-3mm 23. Tuttavia, va notato che anche in una singola persona, il flusso linfatico nelle MLV varia in momenti diversi della giornata e può scendere fino a 0. Pertanto, il flusso linfatico nei vasi linfatici è incoerente poiché dipende dalla velocità dei processi metabolici, che a sua volta dipende dalla temperatura24. Infatti, la velocità di una reazione biochimica è profondamente e direttamente influenzata dalla temperatura, che quindi potrebbe esercitare un effetto significativo sulle contrazioni spontanee dei vasi linfatici e quindi alterare il drenaggio e il trasportolinfatico 24,25,26.
Pertanto, mantenere la temperatura corporea è una condizione importante per preservare l'ambiente fisiologico dei vasi linfatici al fine di sostenere la normale contrattilità e il flusso linfatico. Tuttavia, l'uso di piastre riscaldanti commercialmente disponibili non garantisce il mantenimento della temperatura necessaria nelle aree profonde e otticamente accessibili del manico dove si trovano i cLV. Questo è particolarmente importante per l'imaging a due fotoni della contrattilità cLV e del flusso linfatico, poiché viene eseguito in sale sperimentali fredde con una temperatura ambiente di 19 °C, richiesta per questa tecnicaottica 27.
A tal proposito, nella stragrande maggioranza degli studi in vivo, la contrattilità dei vasi linfatti raccoglitori che utilizzano piastre riscaldanti commerciali è limitata a 3-5 minuti (l'effetto massimo si osserva solitamente entro pochisecondi 3,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37 ,38, dopo di che l'otturazione linfatica e la contrattilità diminuiscono. Questo approccio limita significativamente il tempo di osservazione della fisiologia dei vasi linfatici e rende impossibile valutare gli effetti a lungo termine sulla loro contrattilità e sul flusso linfatico, il che ci ha motivato a sviluppare un mini-tappetino riscaldante adattato al collo del topo con l'obiettivo di aumentare la finestra temporale per l'imaging fino a 5 ore, preservando la contrattilità del cLV e il flusso linfatico stabile.
Un altro componente dell'allestimento è la custodia protettiva con sistema di controllo e posizionamento dell'umidità che consente di mantenere una visualizzazione stabile dei cLV senza immersione in acqua, e la conservazione di immagini ad alta risoluzione quando vengono utilizzate lenti a immersione ad aria a lunga distanza corrette per vetro coperto da 0,17 mm (ad esempio, CFI Plan Apochromat Lambda D 10x (MRD70170) e CFI Plan Apochromat Lambda D 20x (MRD70270).
Il metodo proposto garantisce riproducibilità e compatibilità con altri tipi di microscopi a due fotoni e vari intervalli di obiettivi compatibili con la capsula, tenendo conto delle caratteristiche ambientali, inclusi il controllo di temperatura/umidità e la distanza di lavoro dall'obiettivo, mantenendo immagini di alta qualità con profondità fino a 500 μm e finestra temporale (fino a 5 ore), permettendo un'analisi a lungo termine della contrattilità delle cLV e del flusso linfatico con alta qualità nei topi.
È importante tenere conto della posizione anatomica delle cLV vicino alla biforcazione dell'arteria carotide, dove si trovano i barocettori. L'impatto meccanico sui barorecettori porta a una destabilizzazione della pressione sanguigna e della frequenza cardiaca. Ciò può causare cambiamenti significativi nella pressione idrostatica e, di conseguenza, interruzione del flussolinfatico 39. Pertanto, il metodo proposto include una descrizione dettagliata del protocollo chirurgico per l'isolamento delicato dei cLV nell'area profonda del collo, al fine di evitare un impatto meccanico sulla biforcazione dell'arteria carotide vicina e i cambiamenti della pressione sanguigna, che possono portare a un flusso linfatico compromesso nel cervello e, di conseguenza, a un flusso linfatico compromesso nei cLV e alla loro contrattilità.
I risultati dimostrano la diminuzione della contrattibilità cLV legata all'età e la sua sensibilità agli effetti terapeutici fotostimolanti nei topi. Inoltre, per la prima volta nell'osservazione a lungo termine (in oltre 5 ore), dimostriamo chiaramente che i cLV agiscono come tunnel per la rimozione dei globuli rossi dal ventricolo laterale destro, che rappresenta un importante percorso linfatico per la pulizia delle tossine cerebrali 1,2,3. In generale, il metodo per l'imaging in vivo a due fotoni della contrattilità e del flusso linfatico del cLV è destinato a studi preclinici di varie funzioni fisiologiche dei cLV, inclusa la regolazione del drenaggio e dello sgombero cerebrale, la rimozione di metaboliti e tossine dal cervello, nonché il test delle nuove tecnologie terapeutiche per la modulazione della fisiologia del cLV.