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Uma característica histológica da insuficiência cardíaca é a perda de cardiomiócitos (MCs), seja após lesão, senescência ou apoptose1. A reposição do miocárdio perdido ou disfuncional por meio da regeneração tecidual representa uma estratégia terapêutica potencial para a cura de pacientes com insuficiência cardíaca. Nas últimas décadas, avanços seminais na biologia do desenvolvimento e regenerativa revelaram uma capacidade limitada do coração dos mamíferos de repor os CMs perdidos 2,3,4,5. Este trabalho emocionante levantou a possibilidade de que mecanismos de crescimento inatos possam ser implantados para regeneração. Como as respostas regenerativas inatas estão funcionalmente ausentes no coração de mamíferos adultos, métodos para melhorar a robustez do reparo endógeno são necessários para que a regeneração terapêutica do coração seja realizada.
Os mecanismos para a regeneração inata do coração parecem ser conservados entre as espécies. Após a lesão, os CMs pré-existentes proliferam para gerar novos CMs em peixe-zebra 6,7, tritões 8,9, camundongos 4,10, ratos11 e porcos12,13. Nesse sentido, muitos grupos estão buscando identificar mitógenos capazes de promover a cardiomiogênese. No entanto, esse trabalho é desafiador. Não apenas a tarefa de fazer com que os MCs de mamíferos adultos proliferem é assustadora, mas ser capaz de identificar eventos proliferativos raros é difícil 1,14. O desafio de identificar MCs de ciclo raros é agravado pela tendência dos MCs de mamíferos adultos de sofrerem preferencialmente endomitose. Por exemplo, após uma lesão no coração do camundongo, quase 25% dos CMs na zona de borda reentram no ciclo celular, mas apenas 3,2% dos CMs se dividem4. Como a maioria dos CMs cíclicos duplica seu genoma, mas não sofre citocinese, simplesmente testar um aumento no número de CMs cíclicos é ambíguo para a cardiomiogênese genuína. Assim, ensaios para incorporação de nucleosídeos por MCs ou para a presença de marcadores proliferativos em MCs podem não indicar inteiramente regeneração. À medida que surgem mais fatores candidatos à regeneração cardíaca, são necessários ensaios para identificar melhor a hiperplasia do MC.
A análise clonal por rastreamento de linhagem é uma abordagem valiosa para o ensaio de cardiomiogênese, pois permite a visualização direta das células e de sua progênie. As abordagens tradicionais para análise clonal envolvem a marcação rara de células únicas com um gene repórter. No entanto, o rastreamento de linhagem de cor única de células raras pode ser de valor limitado para eventos pouco frequentes, como a proliferação de CM, porque as chances de rotular um CM em proliferação são baixas15. Alternativamente, o rastreamento de linhagem multicolorida pode aumentar a sensibilidade para análise clonal16. Resumidamente, as células individuais são geneticamente marcadas com uma das várias proteínas fluorescentes aleatoriamente, de modo que as células em proliferação gerarão aglomerados de células de cores homogêneas que podem ser dissolvidas a partir de células fluorescentes vizinhas. Este método tem sido usado para rastrear o crescimento em uma variedade de órgãos e tem sido aplicado mais recentemente em estudos de regeneração cardíaca de mamíferos17,18. Embora o rastreamento de linhagem multicolorida possa detectar a expansão clonal de MCs em estágios embrionários e neonatais, as respostas regenerativas inatas não são facilmente detectadas no coração de camundongos adultos após lesão cardíaca17,19. Uma abordagem para aumentar a sensibilidade do rastreamento de linhagem multicolorida seria aumentar o nível de rotulagem e aumentar a probabilidade de visualização de eventos raros. No entanto, uma rotulagem mais ampla tem o custo de não ser capaz de distinguir células marcadas de forma semelhante como surgindo de um ancestral comum versus células que foram marcadas independentemente com o mesmo fluoróforo. Apresentado aqui é um protocolo que usa modelagem de vizinho mais próximo para identificar CMs clonalmente relacionados no coração de camundongos neonatais. Este método é imparcial, quantitativo e funciona em uma variedade de condições de rotulagem.