Modello apicale resezione mouse per primo studio Mammalian rigenerazione cardiaca
23 gennaio 2016
In questo studio viene dimostrato un protocollo video passo-passo di resezione apicale. La resezione apicale è un approccio chirurgico recentemente evidenziato nella ricerca sulla rigenerazione cardiaca dei mammiferi. Questo studio può promuovere l'applicazione della resezione apicale come metodologia standard nella ricerca sul meccanismo alla base della rigenerazione cardiaca.
L'obiettivo generale di questa procedura è utilizzare la resezione apicale nei topi neonati per studiare la rigenerazione cardiaca nei mammiferi nelle fasi iniziali. Questo argomento può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo della rigenerazione cardiaca, come quali sono i meccanismi cellulari e molecolari alla base della rigenerazione cardiaca nei mammiferi nelle fasi iniziali. Il principale vantaggio di questa tecnica è che il modello murino di resezione apicale offre un approccio relativamente semplice e diretto per lo studio della rigenerazione cardiaca nei mammiferi nelle fasi iniziali.
Prima di iniziare la procedura, trasferire tutti i cuccioli C57 black six di primo giorno postnatale dalla madre allattante in una gabbia pulita per topi con lettiera e materiali per il nido freschi. Successivamente, per ciascun neonato a turno, trasferire il cucciolo da un letto di ghiaccio all'area chirurgica e immobilizzare braccia, zampe e coda in posizione supina. Disinfettare il torace con betadina, seguito da una pulizia delicata con un dischetto detergente al 70% di alcol.
Ora, effettuare un'incisione cutanea di trasferimento lungo la quarta area costale interna della cavità toracica. Utilizzare forbici a molla per praticare un'incisione all'apice del cuore. Per accedere al cuore, utilizzare le forbici a molla per effettuare un'incisione all'apice cardiaco, seguita da una dissezione ottusa dei muscoli intercostali interni.
Utilizzare suture sterili 6-0 per chiudere insieme le costole e i muscoli. Usare colla per la pelle per chiudere con cura l'incisione cutanea e lasciare il neonato riprendersi sotto una lampada riscaldata per circa tre minuti. Quindi utilizzare un dischetto detergente al 70% di alcol per rimuovere dal cucciolo tracce di sangue e colla e restituire l'animale ai suoi simili della nidiata.
Dopo aver eseguito tutti gli interventi chirurgici, mescolare i cuccioli con la lettiera e gli escrementi della madre prima di restituire i neonati al nido della madre. Un giorno dopo l'intervento, contare il numero di cuccioli soggetti a intervento fittizio e quelli operati per determinare la percentuale di sopravvivenza all'interno di ciascun gruppo. Nel momento appropriato dopo l'intervento chirurgico, per ciascun animale a turno, pulire il torace con etanolo al 70% e praticare un'incisione lungo la linea mediana della pelle e del muscolo toracico.
Rimuovere l'intero cuore dalla cavità toracica e fissare il tessuto in cinque millimetri di paraformaldeide al quattro percento durante la notte a temperatura ambiente. Il giorno successivo, trasferire i campioni in etanolo al 70% per un periodo massimo di una settimana prima dell'inclusione in paraffina. Dopo aver ottenuto sezioni di paraffina di cinque micrometri di spessore attraverso l'intero ventricolo, colorare i campioni con ematossilina ed eosina e con la tricromia di Masson per esaminare rispettivamente la sostituzione muscolare e le risposte fibrotiche nei cuori resecati.
Utilizzando uno scanner per vetrini, ottenere manualmente almeno tre fuochi per campione. Successivamente analizzare le immagini del campione a un ingrandimento di 40X seguendo le istruzioni del produttore e utilizzando i parametri predefiniti dello scanner. In caso di resezione apicale riuscita, entro un giorno dalla resezione apicale si forma efficacemente un coagulo di sangue che sigilla il ventricolo sinistro.
Si osserva quindi una progressiva risoluzione del coagulo sanguigno e una precoce fibrosi cardiaca, con il graduale rimpiazzo da parte del tessuto miocardico fino al completo rigeneramento del miocardio entro 21 giorni dalla resezione. Effettivamente, a tre settimane dall'intervento chirurgico, nessuna differenza tra cuori resecati e cuori sottoposti a intervento fittizio è evidente mediante analisi morfologica. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di mantenere condizioni sterili.
Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altre misurazioni, come la marcatura e l'analisi lineare, per rispondere ad ulteriori domande sulla proliferazione dei cardiomiociti e sulla resezione apicale. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come eseguire la resezione apicale nei topi neonati.
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Panoramica
Questo studio illustra un protocollo video passo dopo passo per la resezione apicale, un approccio chirurgico nella ricerca sulla rigenerazione cardiaca nei mammiferi. La tecnica mira a migliorare la comprensione dei meccanismi alla base della rigenerazione cardiaca.
Componenti Chiave dello Studio
Ambito Scientifico
- Rigenerazione cardiaca
- Tecniche chirurgiche nei topi neonati
- Meccanismi molecolari della riparazione cardiaca
Sfondo
- La rigenerazione cardiaca è un settore fondamentale della ricerca in cardiologia.
- La resezione apicale è una tecnica innovativa per lo studio della riparazione cardiaca.
- Comprendere la rigenerazione precoce può orientare le strategie terapeutiche.
- Questo studio utilizza topi neonati come organismo modello.
Scopo dello studio
- Studiare i meccanismi cellulari e molecolari della rigenerazione cardiaca.
- Stabilire la resezione apicale come metodologia standard nella ricerca.
- Fornire un approccio semplice per lo studio della rigenerazione cardiaca.
Metodi Utilizzati
- Trasferimento di cuccioli C57 black six del primo giorno postnatale in una gabbia pulita.
- Immobilizzazione dei neonati per procedure chirurgiche.
- Disinfezione della zona toracica prima dell'intervento chirurgico.
- Esecuzione della resezione apicale per lo studio della rigenerazione cardiaca.
Risultati principali
- Dimostrazione della tecnica di resezione apicale in topi neonati.
- Fornitura di un protocollo chiaro per future applicazioni nella ricerca.
- Informazioni sulle fasi iniziali della rigenerazione cardiaca.
- Potenziale per standardizzare le metodologie negli studi sulla rigenerazione cardiaca.
Conclusioni
- La resezione apicale è una tecnica utile per lo studio della rigenerazione cardiaca.
- Questo studio potrebbe facilitare ulteriori ricerche sui meccanismi di riparazione cardiaca.
- La standardizzazione di questo metodo potrebbe migliorare la riproducibilità della ricerca.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La creazione di modelli riproducibili di rigenerazione cardiaca nei mammiferi nei primi stadi risponde a una lacuna fondamentale nella ricerca e sviluppo cardiovascolare, dove la limitata capacità rigenerativa ostacola lo sviluppo di terapie. Il modello murino di resezione apicale consente la riduzione meccanicistica dei rischi associati alle vie di riparazione cardiaca durante la validazione preclinica degli obiettivi terapeutici. Questo approccio sostiene una maggiore affidabilità predittiva nell'identificazione di modulatori della proliferazione dei cardiomiociti e della risoluzione della fibrosi.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche relative alla proliferazione dei cardiomiociti e alla formazione di cicatrici.
- Valore operativo: Fornisce un sistema diretto in vivo per la validazione funzionale di percorsi associati alla rigenerazione.
- Valore predittivo: Supporta la selezione del portafoglio distinguendo i composti che promuovono una vera rigenerazione miocardica da quelli che inducono fibrosi.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Genera endpoint istologici quantificabili (ad esempio, spessore miocardico, area di fibrosi) per lo screening di composti.
- Valore operativo: Una procedura chirurgica standardizzata garantisce la riproducibilità tra laboratori e punti temporali.
- Scalabilità: Facilita la preparazione di sezioni di tessuto validate per flussi di lavoro di imaging e analisi ad alto contenuto informativo.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Modella una finestra rigenerativa postnatale precoce, rilevante per la cardiologia dello sviluppo e le strategie di riparazione congenita.
- Valore operativo: Permette la valutazione longitudinale della riparazione del tessuto, dalla risoluzione del coagulo al ripristino miocardico entro 21 giorni.
- Allineamento traslazionale: Favorisce la scoperta di biomarcatori (ad esempio, dinamiche della matrice extracellulare) applicabili ai modelli di danno cardiaco umano.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il modello di resezione apicale si inserisce nel percorso di scoperta che va dal test dell'ipotesi sul bersaglio alla valutazione dell'efficacia preclinica, fornendo un sistema rilevante per la malattia finalizzato alla riduzione del rischio meccanicistico.
- Biologia della scoperta: Verifica gli effetti specifici del percorso sul turnover dei cardiomiociti e sulla risposta fibrotica dopo lesione.
- Screening: Fornisce letture istologiche quantitative che consentono la profilazione in funzione della dose e del tempo per composti rigenerativi.
- Analisi: Genera output basati su parametri morfometrici e sulla colorazione (H&E, tricromia di Masson) per un confronto oggettivo tra diverse condizioni.
- Ricerca traslazionale: Collega i meccanismi iniziali di rigenerazione alla validazione preclinica attraverso traguardi temporali e morfologici definiti.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma chirurgica standardizzata e riutilizzabile per la validazione di bersagli cardiovascolari in diversi progetti.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica negli studi sulla rigenerazione cardiaca attraverso tempistiche definite di lesione e recupero.
- Valore operativo: Migliora la riproducibilità grazie a protocolli standardizzati di anestesia, chirurgia e post-operatori.
- Valore strategico: Migliora le decisioni di avanzamento o interruzione dello sviluppo, chiarificando se i candidati inducono la rigenerazione o semplicemente sopprimono la fibrosi.
- Impatto sul portafoglio: Consente una priorizzazione basata sul rischio degli obiettivi, in funzione del loro potenziale rigenerativo in un sistema mammifero.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nella manipolazione di topi neonati e nelle tecniche microchirurgiche.
- Dipende da strumentazione chirurgica sterile, suture e infrastrutture per l'elaborazione dei tessuti.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi per quanto riguarda anestesia, cure postoperatorie e analisi istologica.
- L'adattamento ad altri modelli deve tenere conto della capacità rigenerativa specifica della specie e della fattibilità chirurgica.
- I limiti pratici includono la variabilità tra cuccioli neonati e la dipendenza del tasso di sopravvivenza dalla coerenza delle procedure.
