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A isquemia tecidual é encontrada com frequência na medicina clínica e continua sendo um foco importante na pesquisa atual. Já em 1880, a oclusão arterial coronariana catastrófica foi usada para demonstrar os efeitos da isquemia, mas não foi até recentemente que a lesão distinta e separada associada à reperfusão foi reconhecida1. A pesquisa sobre lesões de isquemia/reperfusão (IRI) está crescendo em ritmo acelerado. Nesta coleção, destacamos novas adições importantes ao campo, desde modelos de ponta até novas terapias em modelos pré-clínicos variados. Esta compilação reúne ferramentas úteis para qualquer pesquisador de ciências básicas. Por exemplo, os modelos de isquemia cerebral ou cardíaca propostos aqui podem ser visualizados usando os métodos de coloração de cloreto de 2,3,5-trifenil-2H-tetrazólio (TTC) descritos por Liepinsh2. Da mesma forma, Paro et al.3 e Compton et al.4 utilizam o laser Doppler para confirmar estados de isquemia e reperfusão em tecidos separados.
A oclusão coronariana é a principal causa de morte súbita cardíaca5. Muitos modelos in vivo tentam recapitular essa lesão de maneiras não fisiológicas (por exemplo, por crioablação ou cauterização). 6 Por meio de micromanipulação, Lv et al.6 demonstram que a artéria descendente anterior (DA) pode ser ligada e reperfundida de forma confiável em um modelo de camundongo reprodutível de baixo custo de IRI coronariana6. O ventrículo esquerdo é exposto por toracotomia, e um microscópio de dissecação permite a identificação da DA e a passagem de uma sutura ao redor da artéria. Um nó corrediço é usado para a oclusão reversível. A troponina, a ecocardiografia e a coloração TTC podem ser usadas para quantificar a IRI. Este modelo tem amplas aplicações, desde terapêuticas até estudos mecanísticos nesta espécie geneticamente modificável.
O acidente vascular cerebral é a segunda causa mais comum de mortalidade, e a oclusão da artéria cerebral média (ACM) é a forma mais comum de acidente vascular cerebral 7,8. Atualmente, faltam tratamentos eficazes para a recuperação após os estágios agudos do AVC. Abordagens anteriores para aumentar o crescimento vascular e devolver o suprimento sanguíneo necessário tiveram resultados decepcionantes. Paro et al.3 adaptam um procedimento neurocirúrgico atual para o novo tratamento do AVC isquêmico3. Nesta abordagem técnica, a oclusão e a reperfusão intravasculares são obtidas usando um monofilamento de sutura passado da artéria carótida para a ACM. Alterações no fluxo sanguíneo são confirmadas com laser Doppler. O músculo temporal é então girado através de uma craniotomia para ficar na superfície cerebral do território MCA exposto. Este procedimento modula os fatores de crescimento da angiogênese e leva ao aumento da densidade de crescimento de novos vasos dentro das lesões isquêmicas.
Passando de in vivo para ex vivo, Barajas et al.9 expandem um modelo testado pelo tempo, a preparação cardíaca de Langendorff, para uso em corações de camundongos recém-nascidosem desenvolvimento9. Isso permite o estudo de indivíduos geneticamente modificáveis durante os principais pontos de desenvolvimento. Estudos de desenvolvimento anteriores foram limitados a animais maiores. O coração do recém-nascido apresenta diferenças no metabolismo e nas respostas fisiológicas e farmacológicas do IRI. Este método não apenas apoiará o desenvolvimento de modelos pediátricos de IRI, mas também poderá ajudar a resolver questões de desenvolvimento de longa data. O coração de camundongo recém-nascido é muito pequeno para medir o trabalho cardíaco com um balão e requer a utilização de um transdutor de força acoplado ao ápice ventricular, o que representa a abordagem clássica descrita por Langendorff em 189510.
A avaliação de alta qualidade de áreas de tecido viáveis, em risco e necróticas após a IRI é fundamental para avaliar as intervenções. Essa quantificação é aplicável nos três artigos descritos acima. Existem muitas ferramentas para esse processo; no entanto, um método passo a passo elegantemente simples e barato é detalhado por Liepinsh et al.2 para o coração e o cérebro. Esta é uma metodologia útil em qualquer caixa de ferramentas de pesquisador ex vivo e in vivo . O manuseio adequado dos tecidos inclui a garantia de pressão e tempo de coloração padronizados, bem como tempos padronizados de congelamento e armazenamento. As configurações de fotografia macro devem ser ajustadas manualmente; A exposição incorreta e o balanço de branco, bem como o desfoque e os reflexos, podem ser cuidadosamente evitados com sua configuração detalhada.
Os sinais célula-célula em resposta à IRI ocorrem entre os tipos de células e entre as células, tanto em contato físico quanto a distâncias maiores umas das outras11. Li et al.12 destacam esse fenômeno utilizando uma cocultura de células habilitada para crosstalk endotelial-cardiomiócito, mas fisicamente isolada12. Este método permite a análise in vitro de alta fidelidade de uma única linhagem celular. Em seu estudo, a demonstração da atenuação das células endoteliais do IRI dos cardiomiócitos dependia do distanciamento célula-célula. Isso demonstra as vantagens claras das co-culturas não misturadas e destaca para futuros pesquisadores a importância do controle de ambientes físicos. Embora esse modelo se preste imediatamente à investigação das interações endoteliais cardíacas-cardiomiócitos, a expansão para qualquer outra interação tecido-órgão é possível.
Passando dos tecidos cardíaco e cerebral, Compton et al.4 exploram o efeito da fototerapia no membro IRI4. Não há pressão ou tempo de insuflação do torniquete ideal definitivo, e a lesão muscular e neuronal dos torniquetes cirúrgicos está bem documentada e pode levar à morbidade do paciente13. Os autores mimetizam os cenários clínicos usando torniquetes para isquemia unilateral de membro confirmada com laser Doppler em camundongos. Em seu estudo, 5 min de tratamento com luz infravermelha próxima por hora de tempo isquêmico alteraram a proliferação de macrófagos, marcadores inflamatórios e níveis de necrose tecidual. Este modelo clinicamente aplicável e terapia não invasiva estende os limites atuais das práticas de campo cirúrgico "sem sangue".
Seguindo o coração e o cérebro, os rins estão entre os órgãos IRI mais estudados. O rim é extremamente sensível à má perfusão, e Godoy et al.14 destacam que o mesmo procedimento, mesmo que ligeiramente alterado, pode levar a estados patológicosvariados14. A utilização de uma abordagem retroperitoneal para expor e pinçar o pedículo renal por apenas 30 minutos leva a danos significativos. Através da alteração do tempo de reperfusão, vários estados de recuperação e doença podem ser estudados, incluindo obstrução tubular, dilatação tubular, infiltração de neutrófilos e até fibrose focal. Este modelo preserva o rim contralateral para comparação, o que pode auxiliar na caracterização do marcador de lesão especificamente em relação à conversa cruzada renal-renal.
Em resumo, esta compilação de métodos IRI fornece uma caixa de ferramentas amplamente aplicável para pesquisadores que utilizam muitos tecidos e preparações diferentes, desde modelos in vitro até ex vivo e in vivo . Desde a nova reimaginação de técnicas cirúrgicas até a expansão de métodos testados pelo tempo, os especialistas estabelecidos em pesquisa do IRI fornecem ferramentas investigativas novas e de ponta. No entanto, uma semelhança entre esses estudos parece ser a melhor traduzibilidade para modelos clínicos por meio do desenvolvimento de técnicas relevantes. Desde a imitação de configurações cirúrgicas com torniquetes até a oclusão de MCA e LAD, o aprimoramento dos modelos pré-clínicos, sem dúvida, ajudará na futura aplicação clínica de nosso trabalho.