A membrana corioalantóica (CAM) do embrião aviário é uma ferramenta muito útil e aplicável para várias áreas de pesquisa. Um modelo ex ovo especial de CAM de codorna japonesa é adequado para investigação de tratamento fotodinâmico.
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Artigo de método
A membrana corioalantóica (CAM) do embrião aviário é uma ferramenta muito útil e aplicável para várias áreas de pesquisa. Um modelo ex ovo especial de CAM de codorna japonesa é adequado para investigação de tratamento fotodinâmico.
A membrana corioalantóica (CAM) de um embrião aviário é uma membrana fina e extraembrionária que funciona como um órgão respiratório primário. Suas propriedades o tornam um excelente modelo experimental in vivo para estudar angiogênese, crescimento tumoral, sistemas de liberação de drogas ou diagnóstico fotodinâmico (PDD) e terapia fotodinâmica (TFD). Ao mesmo tempo, este modelo aborda a exigência de substituição de animais experimentais por uma alternativa adequada. O embrião cultivado Ex ovo permite fácil aplicação, acesso, monitoramento e documentação de substâncias. O mais utilizado é o CAM de pintinhos; no entanto, este artigo descreve as vantagens da codorna japonesa CAM como um modelo de baixo custo e alto rendimento. Outra vantagem é o menor desenvolvimento embrionário, que permite maior rotatividade experimental. A adequação da CAM de codorna para PDD e PDT de câncer e infecções microbianas é explorada aqui. Como exemplo, descreve-se o uso do fotossensibilizador hipericina em combinação com lipoproteínas ou nanopartículas como sistema de entrega. O escore de dano das imagens em luz branca e as alterações na intensidade de fluorescência do tecido CAM sob luz violeta (405 nm) foram determinados, juntamente com a análise dos cortes histológicos. A CAM de codorna mostrou claramente o efeito da TFD sobre a vasculatura e o tecido. Além disso, alterações como hemorragia capilar, trombose, lise de pequenos vasos e sangramento de vasos maiores puderam ser observadas. A CAM de codorna japonesa é um modelo in vivo promissor para diagnóstico fotodinâmico e pesquisa terapêutica, com aplicações em estudos de angiogênese tumoral, bem como terapia antivascular e antimicrobiana.
O modelo de membrana corioalantóica de frango (CAM) é bem conhecido e amplamente utilizado em várias áreas de pesquisa. É um órgão extraembrionário ricamente vascularizado que proporciona troca gasosa e transporte mineral1. Devido à transparência e acessibilidade dessa membrana, vasos sanguíneos individuais e suas alterações estruturais podem ser observados em tempo real2. Apesar das vantagens, o CAM de pintos também tem algumas limitações (por exemplo, instalações de reprodução maiores, produção de ovos e consumo de ração) que poderiam ser evitadas usando outras espécies aviárias. Neste protocolo, um modelo alternativo ex ovo CAM usando embrião de codorna japonesa (Coturnix japonica) é descrito. Devido ao seu pequeno tamanho, permite o uso de um número muito maior de indivíduos experimentais do que o CAM de frango. Além disso, o desenvolvimento embrionário mais curto de 16 dias dos embriões de codornas é outra vantagem. Os primeiros vasos maiores na CAM das codornas aparecem no dia embrionário (DE) 7. Isso pode ser diretamente comparado com o desenvolvimento do embrião de pintinho (estágios 4-35); no entanto, os estágios posteriores de desenvolvimento não são mais comparáveis e requerem menos tempo para o embrião de codorna3. De interesse é a ocorrência regular de ramificação microvascular semelhante à dos CAMs de frango 4,5,6. A rápida maturação sexual, a alta produção de ovos e a reprodução de baixo custo são outros exemplos que favorecem o uso desse modelo experimental7.
Um modelo de MAC aviário é frequentemente utilizado em estudos de terapia fotodinâmica (TFD)8. A TFD é usada para tratar várias formas de câncer (pequenos tumores localizados) e outras doenças não oncológicas. Seu princípio está na entrega de um fármaco fluorescente, um fotossensibilizador (PS), ao tecido danificado e sua ativação com luz do comprimento de onda apropriado. Uma PS prospectiva utilizada em pesquisa é a hipericina, originalmente isolada da erva medicinal de São João (Hypericum perforatum)9. Os fortes efeitos fotossensibilizantes deste composto são baseados em suas propriedades fotoquímicas e fotofísicas. Estes são caracterizados por múltiplos picos de excitação por fluorescência na faixa de 400-600 nm, que induzem a emissão de fluorescência a cerca de 600 nm. Os máximos de absorção de hipericina dentro da banda espectral estão na faixa de 540-590 nm, e os máximos de fluorescência estão na faixa de 590-640 nm9. Para alcançar esses efeitos fotossensibilizantes, a hipericina é excitada pela luz do laser a um comprimento de onda de 405 nm após a administração local10. Na presença de luz, a hipericina pode apresentar efeitos virucidados, antiproliferativos e citotóxicos11, enquanto não há toxicidade sistêmica e é rapidamente liberada do organismo. A hipericina é uma substância lipofílica que forma agregados não fluorescentes insolúveis em água, razão pela qual vários tipos de nanocarreadores, como nanopartículas poliméricas12,13 ou lipoproteínas de alta e baixa densidade (HDL, LDL)14,15, são utilizados para auxiliar sua entrega e penetração nas células. Como a CAM é um sistema naturalmente imunodeficiente, as células tumorais podem ser implantadas diretamente na superfície da membrana. O modelo também é adequado para registrar a extensão do dano vascular induzido por TFD de acordo com um escore definido16,17. Luz de menor intensidade em comparação com a TFD pode ser utilizada para o diagnóstico fotodinâmico (TGD). O monitoramento do tecido sob excitação violeta da luz LED também leva à fotoativação de fotossensibilizadores18,19,20 que resulta em uma emissão de luz fluorescente, mas não fornece energia suficiente para iniciar uma reação PDT e danificar as células. Torna-se uma boa ferramenta para visualização e diagnóstico de tumores ou monitoramento da farmacocinética dos PSs utilizados14,15.
Este artigo descreve a preparação do ensaio de codorna ex ovo CAM com taxas de sobrevivência superiores a 80%. Esta cultura ex ovo foi aplicada com sucesso em um grande número de experimentos.
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A pesquisa foi realizada em conformidade com as diretrizes institucionais. Todos os equipamentos e reagentes devem ser autoclavados ou esterilizados com etanol a 70% ou luz UV.
1. Incubação de ovos
2. Preparação ex ovocultura
NOTA: Após a incubação inicial, os ovos são adequados para iniciar o cultivo ex ovo.

Figura 1: Preparação ex ovocultura . A) Ovos de codorna japonesa tal como são armazenados e incubados. (B) Desinfecção da superfície do ovo com etanol. (C) A casca do ovo é cortada com uma tesoura. (D) O conteúdo do ovo é esvaziado no poço. (E) Embrião de 3 dias de idade devidamente preparado, com vasculatura CAM em desenvolvimento. (F) Placas de cultura armazenadas em incubadora. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Placa de cultura de 6 poços com embriões e anéis de silicone colocados no topo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
3. Inoculação de células tumorais
NOTA: Todos os procedimentos requerem o uso de um gabinete de fluxo laminar estéril.

Figura 3: Inoculação da MAC com tumores . (A) Aspiração de esferoides com pipeta e (B) implantação na superfície da CAM. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
4. Aplicação do fotossensibilizador
5. PDD e PDT

Figura 4: Tratamento da MAC com luz laser. Esta foto foi tirada para fins ilustrativos. Para PDD ou PDT, a sala deve estar escura. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
6. Preparação do CAM para uma avaliação mais aprofundada

Figura 5: Tecido CAM para análise fractal. Após a TFD, o CAM é fixo, montado em uma lâmina e seco para análise fractal. A foto foi tirada em luz branca usando um transiluminador. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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A localização do tumor na superfície CAM é difícil na luz branca. Espera-se que o fotossensibilizador (aqui, hipericina) usado no PDD seja absorvido seletivamente pelo tumor e ajude a visualizar o tumor. A adição de hipericina e o uso de luz fluorescente (por exemplo, 405 nm) mostraram a posição muito bem do tumor (carcinoma espinocelular TE1) (Figura 6A). A análise histológica mostrou células tumorais vitais invadindo tecidos saudáveis. Estruturas concêntricas de células escamosas anormais,...
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Para um cultivo ex ovo bem-sucedido, é importante seguir o protocolo acima. Além disso, se os ovos não forem abertos com cuidado suficiente ou se houver umidade insuficiente durante o cultivo, o saco de gema gruda na casca e muitas vezes se rompe. O início de um cultivo ex ovo no momento de cerca de 60 h de incubação dos ovos garante a alta taxa de sobrevivência dos embriões, pois eles já são grandes o suficiente para sobreviver ao manuseio. Nos estágios posteriores de desenvolvimento, a CAM torna-se ma...
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Os autores não têm conflitos de interesse.
O trabalho foi apoiado pela VEGA 2/0042/21 e APVV 20-0129. A contribuição de V. Huntošová é o resultado da implementação do projeto: Comunidade científica aberta para a investigação interdisciplinar moderna em medicina (Acrónimo: OPENMED), ITMS2014+: 313011V455 apoiada pelo Programa Operacional Infraestrutura Integrada, financiado pelo FEDER.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Placa de cultura de células de 6 poços | Sarstedt | 83.392 | Poliestireno transparente, estéril |
| Incubadora de CO2 ESCO CCL-0508 | ESCO, Cingapura | CCL-050B-8 | CO2 incubadora de cultura de células |
| criocorte Leica CM 1800 | Reichert-Jung, EUA | ||
| câmera digital Canon EOS 6D II | Canon, Japão | ||
| laser de diodo 405 nm | Ocean Optics, EUA | ||
| DMSO | Sigma-Aldrich | 67-68-5 | dimetil sulfoxid |
| eosina | Sigma-Aldrich | 15086-94-9 | |
| etanol | Sigma-Aldrich | 64-17-5 | |
| pincel fino tamanho 2 | Faber-Castell | 281802 | escova para separação e manipulação CAM |
| glutaraldeído | Sigma-Aldrich | 111-30-8 | |
| hematoxilina | Sigma-Aldrich | 517-28-2 | |
| hipericina | Incubadora Sigma-Aldrich | 84082-80-4 | |
| Bios Midi | Bios Sedl any, República | Incubadora de tiragem forçada para incubadora de incubação inicial | |
| Memmert IF160 | Memmert, Alemanha | Incubadora de circulação de ar forçado para incubação CAM | |
| Kaiser slimlite plano, caixa de luz LED | Kaiser, Alemanha | 2453 | Transiluminador |
| Luz LED 405 nm | luz LED circular feita sob medida | ||
| lente macro Canon MP- E 65 mm f/ 2.8 | Canon, Japão | ||
| microscópio Kapa 2000 | Kvant, Eslováquia | microscópio óptico | |
| micrótomo Auxilab 508 | Auxilab, Espanha | micrótomo rotativo manual | |
| paraformaldeído | Sigma-Aldrich | 30525-89-4 | |
| Paraplast Plus | Sigma-Aldrich | P3683 | meio parafina para incorporação de tecidos |
| PBS | tampão de fosfato salina | Sigma-Aldrich | P4417 |
| Castroviejo | Orimed | OR66-108 | micro tesoura para software de separação CAM |
| ImageJ 1.53 | programa de processamento e análise de imagem | de domínio | |
| solução de estoque HDL | Sigma-Aldrich | 437641-10MG | lipoproteínas de alta |
| densidade solução de estoque LDL | Sigma-Aldrich | 437644-10MG | lipoproteínas de baixa densidade |
| Tissue-Tek OCT Composto | Sakura Finetek | 4583 | Composto de temperatura de corte ideal Frascos de aperto de 118 mL |
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