Fibroelastoza wsierdzia (EFE), definiowana przez nagromadzenie włókien kolagenowych i elastycznych w tkance podwsierdziowej, przedstawia się jako perłowe lub nieprzezroczyste pogrubione wsierdzie; EFE ulega najbardziej aktywnemu wzrostowi w okresie płodowym i we wczesnym okresie niemowlęcym1. W badaniu autopsyjnym 70% przypadków z zespołem niedorozwoju lewego serca (HLHS) było związanych z obecnością EFE2.
Komórki wyrażające markery dla fibroblastów są główną populacją komórek w EFE, ale te komórki również jednocześnie wyrażają markery śródbłonka wsierdzia, co wskazuje na pochodzenie tych komórek EFE. Nasza grupa wcześniej ustaliła, że mechanizm leżący u podstaw powstawania EFE obejmuje fenotypową zmianę komórek śródbłonka wsierdzia w fibroblasty poprzez przejście śródbłonka do mezenchymalnego (EndMT)3. EndMT można wykryć za pomocą podwójnego barwienia immunohistochemicznego dla markerów śródbłonka, takich jak klaster różnicowania (CD) 31 lub markery śródbłonka naczyniowego (VE)-kadheryny (CD144) i fibroblastów (np. alfa-aktyna mięśni gładkich, α-SMA). Co więcej, wcześniej ustaliliśmy regulacyjną rolę szlaku TGF-ß w tym procesie z aktywacją czynników transkrypcyjnych SLUG, SNAIL i TWIST3.
EndMT to proces fizjologiczny, który zachodzi podczas rozwoju embrionalnego serca i prowadzi do powstania przegród i zastawek z poduszek wsierdziowych4, ale powoduje również zwłóknienie narządów w niewydolności serca, zwłóknieniu nerek lub raku i odgrywa kluczową rolę w miażdżycy tętnic naczyniowych5,6,7,8. EndMT w zwłóknieniu serca jest głównie regulowany przez szlak TGF-β, jak my i inni zgłosiliśmy3,9. Opisano różne bodźce wywołujące EndMT: inflammation10, hipoksja11, zmiany mechaniczne12 oraz zaburzenia przepływu, w tym zmiany wewnątrzjamowego przepływu krwi13, a EndMT może być również konsekwencją choroby genetycznej14.
Ten model zwierzęcy został opracowany przy użyciu kluczowych elementów rozwoju EFE serca, którymi są niedojrzałość i zmiany w wewnątrzjamowym przepływie krwi, a konkretnie stagnacja przepływu. Niedojrzałość została zaspokojona przez użycie nowonarodzonych szczurzych serc jako dawców, ponieważ wiadomo, że nowonarodzone szczury są niedojrzałe rozwojowo zaraz po urodzeniu. Heterotopowe przeszczepienie serca zapewniło ograniczenie przepływu wewnątrzjamowego15.
Z klinicznego punktu widzenia, ten model zwierzęcy pozwala na dokładniejsze zbadanie wpływu EndMT na rosnącą lewą komorę (LV). Ograniczenie wzrostu nałożone na serce płodu i noworodka przez indukowane przez EndMT tworzenie EFE16 wyklucza pacjentów z niedrożnością drogi odpływu lewej komory (LVOTO), taką jak wrodzone krytyczne zwężenie zastawki aortalnej i zespół niedorozwoju lewego serca (HLHS), z leczniczej anatomicznej dwukomorowej naprawy chirurgicznej17. Ten model zwierzęcy ułatwia badanie mechanizmów komórkowych i regulację tworzenia tkanek za pomocą EndMT i pozwala na testowanie opcji leczenia farmakologicznego3,18.
Echokardiografia przezbrzuszna służy do monitorowania żywotności przeszczepu, kurczliwości i drożności zespoleń. Po eutanazji powstawanie EFE można zaobserwować makroskopowo w ciągu 3 dni po przeszczepieniu. Tkanka EFE wykazuje takie same cechy histopatologiczne jak ludzka tkanka EFE pobrana od pacjentów z LVOTO.
Stąd, ten model zwierzęcy, choć opracowany do użytku pediatrycznego w spektrum HLHS, może być stosowany podczas badania różnych chorób w oparciu o molekularny mechanizm EndMT.