Aqui, apresentamos um protocolo para o mapeamento óptico da atividade elétrica do átrio direito do mouse e, especialmente, o nó sino-atrial, em uma alta resolução espacial e temporal.
Artigo de método
Aqui, apresentamos um protocolo para o mapeamento óptico da atividade elétrica do átrio direito do mouse e, especialmente, o nó sino-atrial, em uma alta resolução espacial e temporal.
As disfunções do nó sino-atrial (SAN) e as complicações associadas constituem importantes causas de morbidade em pacientes com doenças cardíacas. O desenvolvimento de novas terapias farmacológicas para curar esses pacientes depende da compreensão completa da fisiologia normal e da fisiopatologia do SAN. Dentre os estudos de marcapasso cardíaco, o SAN de camundongo é amplamente utilizado devido à sua viabilidade para modificações na expressão de diferentes genes que codificam canais iônicos SAN ou proteínas de manipulação de cálcio. Evidências emergentes de estudos eletrofisiológicos e histológicos também provaram a representatividade e semelhança da estrutura e funções do SAN de camundongos com mamíferos maiores, incluindo a presença de vias de condução especializadas do SAN para o átrio e uma hierarquia complexa de marcapassos dentro do SAN. Recentemente, a técnica de mapeamento óptico facilitou muito a exploração e investigação da origem da excitação e condução dentro e fora da SAN de camundongos, o que, por sua vez, ampliou a compreensão da SAN e beneficiou os tratamentos clínicos de doenças associadas à disfunção da SAN. Neste manuscrito, descrevemos em detalhes como realizar o mapeamento óptico da SAN do camundongo a partir do coração intacto perfundido por Langendorff e do preparado atrial isolado. Este protocolo é uma ferramenta útil para melhorar a compreensão da fisiologia e fisiopatologia do SAN de camundongos.
Novos avanços científicos que levam a saltos na compreensão da fisiologia humana são frequentemente precedidos por avanços tecnológicos. O mapeamento óptico fluorescente, por exemplo, permite a investigação de múltiplos parâmetros fisiológicos em células e tecidos. 1,2 Melhorou significativamente nossa compreensão de como a estrutura anatômica está associada a funções e disfunções eletrofisiológicas. No coração, o marcapasso natural e os sistemas de condução, como o nó sinoatrial (SAN) e a junção atrioventricular, consistem em miócitos nodais que são isolados pelos miócitos atriais circundantes. 3-5 Essa organização cria estruturas tridimensionais complexas com propriedades elétricas especializadas. A remodelação estrutural e funcional dessas estruturas de marcapasso foi reconhecida por formar heterogeneidades eletrofisiológicas significativas. 6,7 Compreender o mecanismo subjacente a como tais heterogeneidades resultam em disfunções de SAN e arritmogênese atrial beneficiará drasticamente o tratamento clínico dessas doenças. Requer uma técnica para visualizar a propagação de sinais elétricos no nível do tecido, como o mapeamento óptico.
Recentemente, evidências acumuladas comprovaram o avanço do mapeamento óptico em estudos de eletrofisiologia e patologia atrial. 2 No entanto, estudos novos e rigorosos dependem da interpretação precisa dos dados experimentais, cuja validade e estabilidade dependem de protocolos experimentais cuidadosos. Camundongos geneticamente modificados são amplamente utilizados para pesquisa como modelos animais de doenças humanas, incluindo síndrome do nódulo sinusal, anormalidades do marca-passo e arritmias atriais. 6,8-11 Assim, uma combinação de mapeamento óptico fluorescente com modelos de camundongos transgênicos fornece uma ferramenta poderosa para estudar anormalidades elétricas cardíacas associadas a várias patologias. Neste artigo, apresentamos um protocolo para mapeamento óptico de alta resolução da SAN e do átrio do mouse. Especificamente, discutimos e comparamos diferentes abordagens de carregamento de corante, efeitos do tempo no branqueamento do corante e estabilidade da frequência cardíaca durante o experimento.
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Todos os experimentos foram conduzidos de acordo com o National Institutes of Health Guide para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório (NIH Pub. No. 80-23). Todos os métodos e protocolos utilizados nestes estudos foram aprovados pela Universidade de Wisconsin Animal Care e do Comitê Use Protocolo seguindo as Diretrizes para Cuidado e Uso de Animais de Laboratório publicado pelo NIH (publicação No. 85-23, revista em 1996). Todos os animais utilizados neste estudo receberam cuidados de acordo com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório.
1. Remoção Coração e Langendorff Perfusão
2. Mapeamento óptica do SAN do coração inteiro perfusão-Langendorff
3. mapeamento óptico da SAN a partir da Preparação atrial isolada
4. Mapeamento óptica Configurar
NOTA:. Uma descrição detalhada do sistema de mapeamento óptico é proporcionado noutro local 12
5. Processamento de Dados
Nota: Os dados de mapeamento óptico é recolhido e armazenado como uma série de matrizes de intensidade de fluorescência em diferentes pontos de tempo. Cada represe pixelsnts uma medida da intensidade de fluorescência recolhido de um local específico na preparação de tecido em um ponto de tempo específico. fluorescência de fundo é automaticamente removido por pixel para permitir uma melhor visualização das mudanças de fluorescência produzidos por variações de tensão de membrana e invertida para corresponder com potenciais de ação (APs) medidos por sistemas de microeletrodos. Os detalhes dos diferentes passos no processamento de dados de imagens ópticas, incluindo segmentação de imagens, filtragem espacial, filtragem temporal e remoção de desvio da linha de base, são fornecidos na revisão focada 15.
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Mapeamento óptica do SAN Intact do coração perfundido-Langendorff
Um exemplo típico de um mapa de contorno activação RA reconstruída para o ritmo sinusal espontânea é mostrado na Figura 3 para um coração de rato perfundido de Langendorff-. O ponto de activação precoce está localizada dentro da região perto do intercaval SVC onde o SAN é definido anatomicamente. 3,16 mapas de contorno activação Dois RA adquiridos a 1,0 e 0,5 ms taxa de a...
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Aqui, nós apresentamos dois tipos de preparações do rato san: 1) SAN intacta no coração toda Langendorff-perfundidos, e 2) SAN no isolado, abriu preparação atrial. Estes dois tipos de preparação servem diferentes propósitos experimentais. Na preparação do coração inteiro de Langendorff-perfundidos, a estrutura fibrilação intacta é preservado o que torna possível estudar arritmias atriais complexos, tais como fibrilação atrial, bem como as interacções entre o SAN e o átrio durante taquiarritmias reentrantes. 6...
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Nenhum conflito de interesse é declarado.
Somos apoiados pela start-up da University of Wisconsin-Madison Medical School (A.V.G.).
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| camisa de água | Radnoti | 1660 Series Banho de tecido para procedimentos de isolamento de órgãos grandes ou células únicas Banho-maria | |
| / circulador | Fisher Scientific | 1016S | |
| amplificador de pressão | AD Instruments | MLT0670 | |
| EMD Millipore Nylon Net Filters | Fisher Scientific | NY1102500 | |
| Transdutor de pressão | AD Instrumentos | MLT0670 | |
| Pinos Minutien de Aço Inoxidável - 0.1 mm de Diâmetro | Ferramentas de Ciência Fina | 26002-10 | |
| Bomba de perfusão | World Precision Instruments | PERIPRO-4LS | |
| Bomba de superfusão | World Precision Instruments | PERIPRO-4HS | |
| Tesouras Vannas Tubingen | Pinça World Precision Instruments | 503379 | |
| Dumont | Precision Instruments | 501201, tesoura Mayo 500085 | |
| World Precision Instruments | 501750 | ||
| Pinça hemostática Kelly | Precision Instruments | 501241 | |
| pinça Iris | World Precision Instruments | 15917 | |
| Iris tesoura | World Precision Instruments | 501263 | |
| ECG 12 mm agulha (29-gauge) eletrodos (monopolar) | AD Instruments | MLA1203 | |
| porta de injeção Luer em linha | Ibidi | 10820 | |
| Ultima-L Câmera CMOS | SciMedia | MiCAM-05 | |
| lâmpada halógena | Moritex USA Inc | MHAB-150W | |
| NaCl | Fisher Scientific | S271-1 | |
| CaCl2 (2H2O) | Fisher Scientific | C79-500 | |
| KCl | Fisher Scientific | S217-500 | |
| MgCl2 (6H2O) | Fisher Scientific | M33-500 | |
| NaH2PO4 (H2O) | Fisher Scientific | S369-500 | |
| NaHCO3 | Fisher Scientific | S233-3 | |
| D-glicose | Fisher Scientific | D16-1 | |
| Blebbitatina | Tocris Bioscience | 1760 | |
| RH237 | ThermoFisher Scientific | S1109 | |
| Sulfóxido de dimetila (DMSO) | Sigma-Aldrich | D2650 |
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