$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Choroba tętnic obwodowych (PAD) jest główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności z powodu chorób sercowo-naczyniowych w krajach rozwiniętych 1. PAD wynika z miażdżycowej niedrożności tętnic obwodowych, która prowadzi do niedokrwienia kończyn z wynikającym z tego bólem wysiłkowym lub spoczynkowym, a czasami niegojącymi się owrzodzeniami i gangreną, które wymagają amputacji kończyny. Terapie ukierunkowane na PAD są ukierunkowane przede wszystkim na endowaskularną 2 lub chirurgiczną rewaskularyzację 3, ponieważ zasadniczo nie istnieją skuteczne terapie medyczne 4.
Niestety, rewaskularyzacja często przynosi ograniczone korzyści, ponieważ przeszczepy bypassów mają wysoki wskaźnik niepowodzeń (do 50% w ciągu 5 lat) 5, który jest gorszy w niektórych populacjach (np. palacze, kobiety, przeszczepy żył odpiszczelowych) 6,7. Podejścia wewnątrznaczyniowe, takie jak angioplastyka i stentowanie, są również zagrożone przez wysokie wskaźniki restenozy (przekraczające 50% w ciągu 1 roku), szczególnie w chorobie udowo-podkolanowej 8, chociaż stosowanie balonów i stentów uwalniających leki poprawiło nieco wyniki 9-11. W celu opracowania nowych metod leczenia PAD konieczne jest opracowanie modeli zwierzęcych, które w wiarygodny sposób odtwarzają chorobę u ludzi.
Do tej pory najczęstszym modelem PAD jest model niedokrwienia kończyn tylnych (HLI), który najczęściej wykonywany jest u myszy 12,13. Najczęstszym przejawem modelu jest chirurgiczne podwiązanie bliższej i dalszej tętnicy udowej oraz jej pośrednich odgałęzień bocznych, a następnie wycięcie naczynia, co skutkuje niedrożnością przepływu krwi i indukcją ostrego niedokrwienia kończyny. HLI jest stosowany przede wszystkim do badania odpowiedzi angiogennych i tętniczych w tkance mięśniowej kończyn obwodowych oraz wpływu różnych terapii (np. leków, dostarczania genów, komórek macierzystych) na te odpowiedzi. Niedawno nasza grupa wykorzystała ten model do zbadania roli komórek mięśni szkieletowych w odpowiedzi na niedokrwienie kończyn oraz wpływu różnic genetycznych na wyniki 14.
Model HLI ułatwił nam zrozumienie, że reakcje naczyń krwionośnych i mięśni na niedokrwienie są zależne od genetyki (tj. szczepu wsobnego) 15, wieku 16 lat oraz obecności lub braku innych chorób lub stanów związanych z miażdżycą, w tym cukrzycy 17 i hipercholesterolemii 18. Istotną słabością tradycyjnego modelu HLI jest jednak to, że jest to model ostrego niedokrwienia kończyn 12,13, podczas gdy ludzki PAD powoduje przewlekłe niedokrwienie w wyniku stopniowego rozwoju zgryzowych zmian miażdżycowych w tętnicach obwodowych.
Próbując obejść tę słabość, Tang i współpracownicy początkowo opracowali szczurzy model stopniowego zamykania tętnicy udowej za pomocą zwężaczy ameroidów 19, a następnie ta sama grupa opracowała podobny model myszy 20. Zwężacze ameroidów zostały opisane po raz pierwszy w latach pięćdziesiątych XX wieku w psim modelu przewlekłego niedokrwienia mięśnia sercowego 21,22. Urządzenia te mają zewnętrzną metalową tuleję otaczającą wewnętrzną warstwę materiału higroskopijnego, zwykle kazeiny, a po umieszczeniu wokół tętnicy wywołują stopniową niedrożność naczyń, ponieważ pochłaniają wilgoć z otaczających tkanek. W swojej modyfikacji modelu, Yang i wsp. Umieszczono zwężacze zarówno na bliższej, jak i dalszej tętnicy udowej w miejscach analogicznych do miejsc podwiązania chirurgicznego, a także podwiązano boczne gałęzie tętnicy udowej, jak w tradycyjnym modelu. W porównaniu z ostrym HLI, niedokrwienie wywołane zwężaczem ameroidowym skutkowało niższą ekspresją genów zależnych od stanu zapalnego i stresu ścinającego, wolniejszym odzyskiwaniem przepływu krwi 4-5 tygodni po operacji i mniejszą martwicą mięśni 20. Na podstawie tych obserwacji uznano, że stopniowa niedrożność tętnic może dostarczyć modelu PAD bardziej odpowiedniego dla choroby ludzkiej.
Warto zauważyć, że w oryginalnym raporcie, efekty niedokrwienia wywołanego przez zwężaczy ameroidów były badane tylko u myszy C57BL/6 19, które są stosunkowo odporne na martwicę mięśni wywołaną niedokrwieniem 15. Niedawno zmodyfikowaliśmy model stopniowego niedokrwienia i zbadaliśmy jego efekty w bardziej podatnym na niedokrwienie szczepie myszy BALB/c 23. W pierwszej odsłonie modelu umieściliśmy zwężacze zarówno na bliższej, jak i dalszej tętnicy udowej, pozostawiając wszystkie boczne gałęzie nienaruszone. W drugiej, łagodniejszej modyfikacji, umieściliśmy pojedynczy zwężacz tylko na bliższej tętnicy udowej i ponownie pozostawiliśmy wszystkie boczne brache tętnicy nienaruszone. W obu modyfikacjach tego modelu stwierdziliśmy, że myszy BALB/c, ale nie myszy C57BL/6, wykazywały znaczną martwicę mięśni, mimo że miały podobny przepływ krwi i gęstość naczyń. Podobnie jak w naszym poprzednim badaniu 14, odkrycia te wykazały, że na uszkodzenie mięśni kończyn nie ma wpływu wyłącznie przepływ krwi, ale jest częściowo zależne od tła genetycznego. Co więcej, odkryliśmy, że przepływ krwi w kończynach spadł do nadiru w ciągu 3 dni, dlatego model wydaje się być bardziej "podostrym" niż stopniowym niedokrwieniem kończyny.
Na podstawie tych wcześniejszych badań, wydaje się jasne, że pojedyncza metoda wywoływania niedokrwienia kończyn tylnych może nie być odpowiednia we wszystkich przypadkach. Ponieważ różnorodność schorzeń (np. różnice genetyczne oraz obecność lub brak chorób współistniejących) wpływają zarówno na reakcje specyficzne dla mięśni naczyniowych, jak i szkieletowych, badacze mogą uznać za konieczne zmodyfikowanie przewlekłości i/lub nasilenia niedokrwienia kończyn tylnych, aby jak najlepiej odpowiadało ich celom. Co więcej, we wcześniejszych opisach modelu zazwyczaj brakowało odpowiednich anatomicznych punktów orientacyjnych, które ułatwiałyby wiarygodną odtwarzalność techniki między badaczami. W niniejszej pracy opisano metody wywoływania ostrego lub podostrego niedokrwienia kończyn tylnych u myszy oraz podano dokładne anatomiczne punkty orientacyjne.