W niniejszym materiale wideo zaprezentowano sposób wykorzystania szybkiego i wiarygodnego modelu do badania procesów patobiologicznych i patofizjologicznych niedokrwienia mięśnia sercowego.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
W niniejszym materiale wideo zaprezentowano sposób wykorzystania szybkiego i wiarygodnego modelu do badania procesów patobiologicznych i patofizjologicznych niedokrwienia mięśnia sercowego.
Modele badawcze zawału i niedokrwienia mięśnia sercowego są niezbędne do badania ostrych i przewlekłych procesów patobiologicznych oraz patofizjologicznych w niedokrwieniu mięśnia sercowego, a także do opracowywania i optymalizacji przyszłych metod leczenia.
U gryzoni laboratoryjnych przeprowadza się dwie różne metody wywoływania niedokrwienia mięśnia sercowego. Pierwsza metoda polega na wywołaniu zawału kriogenicznego, co jest techniką szybką, lecz niedokładną, w której do powierzchni serca przykładany jest kriopen (1-3). Stosując tę metodę, naukowiec nie może zagwarantować, że blizna kriogeniczna prowadzi do niedokrwienia; ponadto powstaje rozległy uszczerbek w mięśniu sercowym, który wykazuje efekty patofizjologiczne niezwiązane z zawałem mięśnia sercowego. Drugą metodą jest trwałe podwiązanie lewej tętnicy wieńcowej przedniej zstępującej (LAD). W tym przypadku LAD zostaje podwiązana jednym szwem, co powoduje niedokrwienie widoczne niemal natychmiast. Poprzez zamknięcie LAD uniemożliwia się dalszy przepływ krwi w tym obszarze, podczas gdy otaczająca tkanka mięśnia sercowego pozostaje niemal nienaruszona. Ta procedura chirurgiczna naśladuje aspekty patobiologiczne i patofizjologiczne występujące w niedokrwieniu mięśnia sercowego związanym z zawałem.
Metoda przedstawiona w tym filmie demonstruje procedurę chirurgiczną modelu zawału u myszy poprzez podwiązanie LAD. Model ten jest przydatny w badaniach patobiologicznych, patofizjologicznych oraz immunobiologicznych nad zawałem serca. Przedstawiona technika zapewnia wysoką dokładność i wykazuje dobrą korelację z przekrojami histologicznymi.
Myszy Balb/C o wadze minimum 20g w wieku od 8 do 12 tygodni są nabywane z firmy Charles River (Sandhofer Weg 7, D-97633 Sulzfeld).
Myszy są utrzymywane w warunkach konwencjonalnych, karmione standardową paszą w granulkach i pite wodą ad libitum. Myszy należy znieczulić izofluranem (2%) przy użyciu komory indukcyjnej.
Walidacja
Istnieje kilka sposobów potwierdzenia powodzenia ligacji LAD.
Badanie poziomu troponiny można przeprowadzić od 6 do 18 godzin po operacji, wykorzystując jedynie 150 µL krwi, bez konieczności uśmiercania zwierzęcia. Krew nanosi się na specjalistyczny zestaw testowy do oznaczania troponiny (TROP T Sensitive, Roche, Mannheim) (Rysunek 4). Troponina jest białkiem regulacyjnym w filamentach aktynowych komórki mięśniowej; w trzech rodzajach mięśni występują różne izotypy. Izotypy cTnI i cTnT występują w sercu i są uwalniane podczas uszkodzenia tkanek. Standaryzowany test na troponinę T (cTnT) opiera się na dwóch przeciwciałach monoklonalnych specyficznych dla serca: pierwsze wychwytuje troponinę w próbce krwi, a drugie służy jako marker.
Obszar zawału można zidentyfikować makroskopowo po 3 dniach (Rysunek 5).
Barwienie TTC (chlorek 2,3,5-trifenylotetrazoliu) pozwala ocenić żywotność tkanki w celu określenia wielkości obszaru zawału. Barwnik Evans blue (1,5%, 1,0mL) w soli fizjologicznej buforowanej fosforanowo (PBS) wstrzykuje się do jamy lewej komory, aby zmierzyć obszar niedokrwienia mięśnia sercowego. Myszy poddaje się eutanazji, a serce jest pobierane i dzielone na plastry. Plastry tkanki inkubuje się w 1% roztworze TTC w PBS o pH 7,4 w temperaturze 37°C przez 20min. Tkanki utrwala się w 10% formalinie buforowanej PBS przez noc w temperaturze 2-8°C. TTC podaje się ex vivo w celu zabarwienia obszarów niepochłaniających barwnika Evans blue (Rycina 6).
Do badań histologicznych mysz musi zostać uśpiona, a serce zatopione w celu dalszej obróbki. Po wykonaniu seryjnych cięć w parafinie, preparaty barwi się H&E (hematoksyliną i eozyną) lub barwieniem trichromowym w celu uwidocznienia tkanki włóknistej (Rysunek 7).

Rycina 1: Rurka intubacyjna.
1A: Odsłonięta tchawica po brzuszny nacięciu szyi.
1B: Tchawica zostaje otwarta dwa pierścienie chrzęstne za krtanią w kierunku ogonowym.
1C: Rurka intubacyjna zostaje wprowadzona do tchawicy.

Rysunek 2: Serce jest odsłonięte poprzez lewostronną torakotomię, LAD zostaje podwiązana.

Rycina 3: Po zamknięciu klatki piersiowej wykonano drenaż opłucnej. Mysz wciąż znajduje się pod wpływem anestezji.

Rysunek 4: Po kilku minutach pojawiają się dwie linie, gdy test na troponinę jest dodatni.

Rysunek 5: Przedstawia wypreparowane serce.
5A: Widok makroskopowy serca z obszarem niedokrwiennym o wyblakłym, białym kolorze.
5B: Przekrój poprzeczny zawałowanego serca, obszar niedokrwienny widoczny w prawym górnym rogu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Podsumowując, niniejszy film przedstawia krok po kroku model ligacji LAD i wykazuje, że ligacje LAD u myszy są łatwo wykonalnymi procedurami chirurgicznymi.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Finansowanie
Niniejsze badanie było wspierane przez Szpital Uniwersytecki w Hamburgu (M.K., Woman Habilitation Grant), DFG (S.S., SCHR992/3-1) oraz ISHLT (T.D., Research Award 2009).
Oświadczenie
Wszystkie zwierzęta były traktowane zgodnie z Zasadami Opieki nad Zwierzętami Laboratoryjnymi, a doświadczenia na zwierzętach przeprowadzono zgodnie z wytycznymi i regulacjami określonymi przez National Society for Medical Research oraz Guide for the Care and Use of Laboratory Animals opublikowany przez National Institutes of Health (publikacja National Institutes of Health 85-23, wersja z 1985 r.).
Wszystkie zwierzęta zostały pozyskane z Charles River Laboratories (Sulzfeld, Niemcy) i utrzymywane w zapleczu opieki nad zwierzętami Uniwersyteckiego Szpitala Hamburg Eppendorf. Zwierzęta otrzymywały standardową karmę i wodę ad libitum.
Autorzy dziękują Christiane Pahrmann za pomoc techniczną oraz wykonanie badań histologicznych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.