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Neste artigo, apresentamos um modelo murino de hipertrofia e falha do VD induzida por sobrecarga de pressão. Demonstramos que: (i) a TBP em camundongos juvenis pode induzir graus variados de patologia do VD, variando de hipertrofia leve do VD a insuficiência do VD com sinais extracardíacos de descompensação e fibrose do VD confirmada histologicamente. (ii) Sinais de disfunção do VD podem ser observados e quantificados por ecocardiografia em 1 e 3 semanas após a cirurgia de TBP. (iii) O grau de hipertrofia do VD é proporcional à gravidade da TBP e ao consequente aumento da pressão do VD. Este modelo pode ajudar a elucidar a patogênese da falha do VD secundária à sobrecarga pressórica do VD, pois mostramos que o modelo PTB é adequado para estudar diferentes estágios da patologia do VD.
Para garantir o sucesso e a reprodutibilidade do modelo de TBP murino, grande atenção deve ser dada às etapas a seguir. (i) Escolher o diâmetro apropriado do clipe de ligação. O diâmetro correto do clipe depende de vários fatores, como o grau desejado de sobrecarga de pressão do VD e o tempo de acompanhamento. A idade e o peso corporal dos camundongos também são fatores importantes a serem considerados. Assim, o protocolo pode ser ajustado dependendo da questão científica atual. Por esse motivo, recomendamos a realização de cirurgias piloto e ecocardiografia em momentos relevantes após a cirurgia para avaliar a adequação dos diâmetros de clipe selecionados. (ii) O ajuste preciso do aplicador de clipe é essencial para garantir uma patologia reprodutível. Recomendamos o uso de fio de metal ou cânulas com um diâmetro externo bem definido como guia para ajustar o aplicador do clipe de ligação. (iii) A perda sanguínea foi a complicação grave mais frequente durante a cirurgia de TBP e a causa mais comum de mortalidade peri e pós-operatória. Para limitar a perda de sangue, use instrumentos microcirúrgicos rombos e dissecção romba sempre que possível. Use tesoura cirúrgica apenas quando indicado no protocolo. (iv) Outra causa de mortalidade perioperatória são as arritmias cardíacas. Episódios curtos de bradicardia podem ocorrer durante a dissecção do tronco pulmonar e aplicação do clipe de ligadura. Para reduzir o risco de parada cardíaca, o tempo de manipulação do tronco pulmonar deve ser limitado. Quando a bradicardia for observada, pause a manipulação do tronco pulmonar até que a frequência cardíaca se normalize. (v) A avaliação ecocardiográfica reprodutível pode ser desafiadora e requer treinamento antes que os resultados reprodutíveis sejam alcançados. Devido ao pequeno tamanho do VD, é especialmente desafiador obter uma boa visualização do VD em camundongos operados de forma simulada na visão PLAX e A4CH. (vi) A frequência cardíaca pode variar significativamente durante a avaliação ecocardiográfica. Para reduzir a variabilidade, monitore a frequência cardíaca de perto e use baixas doses de anestesia, garantindo anestesia suficiente.
Uma limitação do modelo de TBP murina é a necessidade de equipamentos cirúrgicos e treinamento. As cirurgias-piloto devem sempre ser realizadas para treinamento, e os métodos devem ser ajustados aos equipamentos disponíveis localmente. Usamos clipes de ligação de titânio, que se mostraram um método altamente reprodutível para a indução de sobrecarga de pressão do VD15. Além disso, o uso de clipes de ligadura demonstrou resultar em menor mortalidade pericirúrgica e melhor recuperação pós-cirúrgica em comparação com ligaduras cirúrgicas31.
A ecocardiografia para avaliação da função do VD tem algumas limitações, pois é operador-dependente, e a variabilidade inter e intraoperadora pode influenciar os resultados da ecocardiografia. No presente estudo, a ecocardiografia foi realizada por dois operadores. Para evitar viés de variação interobservador, ambos os operadores realizaram ecocardiografia em um número igual de camundongos de todos os grupos. Além disso, a ecocardiografia em camundongos tem seus desafios. Isso é especialmente verdadeiro em camundongos pequenos e relativamente saudáveis, como evidenciado pela maior variação das medições de CO e TAPSE em 1 semana (Figura 5) em comparação com 3 semanas (Figura 6). Para obter uma medida mais precisa do DC, o VTI no tronco pulmonar foi medido em três ciclos cardíacos em três locais diferentes (no centro do tronco pulmonar e próximo às paredes do vaso). Além disso, a ecocardiografia demonstrou superestimar o DC em comparação com a ressonância magnética em ratos submetidos à TBP32. A RM é o padrão-ouro para medir o DC em camundongos e, portanto, pode ser considerada quando se utiliza o presente modelo32. Outro desafio em camundongos com pouca ou nenhuma elevação da pressão do VD é o pequeno tamanho do VD, complicando uma boa visão A4CH para medir, por exemplo, TAPSE. Isso pode resultar em uma subestimação de TAPSE em alguns camundongos nos grupos sham e mPTB. Apesar desses desafios, resultados estatisticamente significativos foram alcançados para CO e TAPSE no sPTB em comparação com sham e mPTB. Isso mostra que CO e TAPSE são marcadores úteis da função do VD no presente modelo, mas também destaca a necessidade de treinamento extensivo dos investigadores antes da avaliação ecocardiográfica de camundongos.
Uma limitação inerente a todos os modelos animais é que os resultados não podem ser extrapolados diretamente para humanos devido a diferenças genéticas e fisiológicas.
Até onde sabemos, este é o único modelo de PTB em camundongos juvenis. Essa abordagem tem sido usada em ratos, onde um aumento gradual e lento na pós-carga se desenvolve à medida que os ratos crescem. Essa indução mais lenta da doença mimetiza melhor o desenvolvimento de insuficiência crônica do VD15.
O protocolo atual inclui dois grupos distintos de camundongos com diferentes graus de disfunção do VD. Até onde sabemos, nenhum outro modelo de TBP murino publicado inclui um grupo com apenas hipertrofia leve do VD sem sinais de disfunção do VD, comprometimento hemodinâmico ou fibrose. Este estágio inicial da doença é, portanto, amplamente negligenciado. Estudar esse estágio inicial do desenvolvimento da doença pode aumentar nossa compreensão da progressão gradual da hipertrofia do VD para a falência do VD observada em pacientes com HAP crônica17.
Nesse modelo, a patologia da insuficiência crônica do VD se desenvolve dentro de 3 semanas após a cirurgia, tornando-se um dos modelos mais eficientes em termos de tempo de insuficiência crônica do VD6. Outros modelos murinos de TBP relatam durações de estudo de 1 a 8 semanas 17,18,33,34,35. Observamos sinais de disfunção do VD já 1 semana após a cirurgia na sPTB. Essa abordagem eficiente em termos de tempo com 3 semanas de acompanhamento, no entanto, vem com limitações. Os camundongos não estão totalmente crescidos em 8 semanas e um acompanhamento mais longo pode resultar em uma estenose do tronco pulmonar cada vez mais grave e uma insuficiência do VD ainda mais grave.
Camundongos geneticamente modificados estão prontamente disponíveis, e novas cepas geneticamente modificadas podem ser produzidas em camundongos de forma relativamente rápida e eficiente em termos de tempo36. Isso constitui uma grande vantagem dos modelos de PTB murinos em contraste com os modelos que usam ratos ou mamíferos maiores.
Em conclusão, apresentamos um modelo murino reprodutível de hipertrofia e falha do VD induzida por sobrecarga de pressão em camundongos juvenis. Protocolos detalhados para intubação, cirurgia e fenotipagem por ecocardiografia estão incluídos no artigo. Instrumentos feitos sob medida são usados para intubação e cirurgia, permitindo uma reprodução rápida e barata do modelo. O modelo pode ser usado para identificar mecanismos que governam a adaptação do VD à sobrecarga de pressão, bem como os processos subjacentes à patologia do VD, resultando em falha do VD. Finalmente, o modelo pode ser usado para testar novos alvos terapêuticos para o tratamento da insuficiência do VD.