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A contratilidade dos vasos linfáticos cervicais (cLVs) desempenha um papel fundamental na drenagem cerebral e na eliminação linfática de seus tecidos de metabólitos e toxinas 1,2,3. A redução dessa função principal dos cLVs leva à supressão da limpeza de toxinas cerebrais, acompanhada por muitas doenças cerebrais, incluindo Alzheimer, lesão cerebral traumática e câncercerebral 4,5,6,7,8,9. Portanto, estudar a contratilidade do cLV é uma abordagem importante no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para a modulação dos mecanismos regulatórios linfáticos do drenagem e limpeza cerebral 10,11,12.
Este estudo apresenta um método inovador para imagem em tempo real de dois fótons da contratilidade do cLV e do fluxo linfático em camundongos de diferentes idades. Os componentes importantes do sistema incluem uma micro almofada térmica que, quando presa ao pescoço do animal, permite um tempo de imagem estendido de até 5 horas, mantendo a atividade contrátil dos vasos linfáticos coletores e a estabilidade do fluxo linfático.
Deve-se notar que, ao contrário do sistema circulatório sanguíneo, cheio de sangue que se move em certa velocidade (de 10 mm/s nas arteríolas a 13 cm/s no seio sagital em humanos) através de vários tipos de vasos sanguíneos, o preenchimento dos vasos linfáticos com linfa depende do gradiente crescente de pressão entre os vasos linfáticos vazios e do volume de fluido intersticial gerado durante ometabolismo 13, 14,15,16,17,18,19. Ao mesmo tempo, o fluxo linfático nos vasos linfáticos é intermitente, variando de 0 a 1 mm/s 20,21,22. Estudos recentes de ressonância magnética em humanos mostraram que o fluxo linfático nos vasos linfáticos meníngeos (MLVs) é de 1-3 mm23. No entanto, deve-se notar que, mesmo em uma única pessoa, o fluxo linfático nos MLVs varia em diferentes horários do dia e pode cair até 0. Assim, o fluxo linfático nos vasos linfáticos é inconsistente, pois depende da taxa dos processos metabólicos, que por sua vez depende da temperatura24. De fato, a velocidade de uma reação bioquímica é profundamente e diretamente afetada pela temperatura, o que, portanto, também pode exercer um efeito significativo sobre contrações espontâneas dos vasos linfáticos e, assim, alterar a drenagem e o transportelinfático 24,25,26.
Portanto, manter a temperatura corporal é uma condição importante para preservar o ambiente fisiológico dos vasos linfáticos, a fim de apoiar a contratilidade normal e o fluxo linfático. No entanto, o uso de placas de aquecimento comercialmente disponíveis não garante a manutenção da temperatura necessária nas áreas profundas e ópticamente acessíveis do braço onde os cLVs estão localizados. Isso é especialmente importante para a imagem de dois fótons da contratilidade do cLV e do fluxo linfático, pois é realizada em salas experimentais frias com temperatura ambiente de 19 °C, necessária para essa técnicaóptica 27.
Nesse sentido, na esmagadora maioria dos estudos in vivo, a contratilidade dos vasos coletores linfáticos usando placas de aquecimento comerciais é limitada a 3-5 minutos (o efeito máximo geralmente é observado em poucos segundos 3,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37 ,38, após o que o obturação e a contratilidade linfáticas diminuem. Essa abordagem limita significativamente o tempo de observação da fisiologia dos vasos linfáticos e torna impossível avaliar os efeitos a longo prazo em sua contratilidade e fluxo linfático, o que nos motivou a desenvolver uma mini-almofada térmica adaptada ao pescoço do camundongo, com o objetivo de aumentar a janela de tempo para imagens de até 5 horas, preservando a contratilidade do cLV e o fluxo linfático estável.
Outro componente do conjunto é a carcaça protetora com controle de umidade e sistema de posicionamento, que permite manter a visualização estável dos cLVs sem imersão em água, e com preservação de imagens de alta resolução quando lentes de imersão de ar de longa distância corrigidas para vidro de cobertura de 0,17 mm (por exemplo, CFI Plan Apochromat Lambda D 10x (MRD70170) e CFI Plan Apochromat Lambda D 20x (MRD70270) são usadas).
O método proposto garante reprodutibilidade e compatibilidade com outros tipos de microscópios de dois fótons e vários intervalos de objetivos compatíveis com a carcaça, levando em conta as características ambientais, incluindo controle de temperatura/umidade e a distância de trabalho da lente, mantendo imagens de alta qualidade com profundidade de até 500 μm e janela de tempo (até 5 h), o que permite a análise de longo prazo da contratilidade de cLVs e fluxo linfático com alta qualidade em camundongos.
É importante levar em conta a localização anatômica dos cLVs próximo à bifurcação da artéria carótida, onde estão localizados os barorreceptores. O impacto mecânico nos barorreceptores leva à desestabilização da pressão arterial e da frequência cardíaca. Isso pode causar mudanças significativas na pressão hidrostática e, como resultado, perturbação do fluxolinfático 39. Portanto, o método proposto inclui uma descrição detalhada do protocolo cirúrgico para o isolamento suave dos cLVs na área profunda do pescoço, evitando impacto mecânico na bifurcação da artéria carótida próxima e alterações na pressão arterial, que podem levar a um fluxo linfático comprometido no cérebro e, consequentemente, a um fluxo linfático comprometido nos cLVs e sua contratilidade.
Os resultados demonstram a diminuição da contratilidade do cLV relacionada à idade e sua sensibilidade aos efeitos terapêuticos fotoestimulantes em camundongos. Além disso, pela primeira vez em observação de longo prazo (ao longo de 5 horas), demonstramos claramente que os cLVs atuam como túneis para a remoção de glóbulos vermelhos do ventrículo lateral direito, que é uma importante via linfática para a limpeza de toxinas cerebrais 1,2,3. No geral, o método para imagem in vivo de dois fótons da contratilidade do cLV e do fluxo linfático destina-se a estudos pré-clínicos de várias funções fisiológicas dos cLVs, incluindo regulação do dreno e eliminação cerebral, remoção de metabólitos e toxinas do cérebro, bem como para testes das novas tecnologias terapêuticas para modulação da fisiologia do cLV.