Detecção precoce de Induzida por Medicamentos Renal hemodinâmica Disfunção Usando ultrassonografia Tecnologia em Ratos
11 de março de 2016
A disfunção hemodinâmica em estágio inicial é fundamental para o desenvolvimento da doença renal. No entanto, as metodologias de detecção são limitadas. Avanços recentes na ultrassonografia fornecem uma opção não invasiva e precisa para a detecção precoce de lesão renal. Este estudo descreve uma metodologia ultrassonográfica passo a passo para detectar disfunção renal usando um modelo de rato de nefrotoxicidade induzida por drogas.
O objetivo geral deste procedimento é fornecer uma metodologia ultrassonográfica passo a passo para detectar disfunção renal utilizando um modelo de rato com nefrotoxicidade induzida por fármaco. Isso é realizado primeiramente posicionando a sonda de ultrassom com o sistema de trilhos e isolando a aorta. Em seguida, o ângulo da sonda é ajustado para obter uma visão completa do rim no centro da tela, e a imagem em modo B é armazenada utilizando a maior taxa de quadros possível.
Em seguida, a janela acústica Doppler colorida é aberta para isolar a artéria renal e a veia renal. Por fim, a linha indicadora de onda pulsada ou PW amarela é utilizada para avaliar o fluxo na artéria renal direita e o sinistore é usado para coletar os dados na taxa de quadros mais alta possível. Em última análise, a imagem ultrassonográfica de alta resolução é utilizada para mostrar as alterações hemodinâmicas no rim após lesão renal aguda induzida por Cisplatina.
Este método pode responder perguntas fundamentais na área de monitoramento da função renal, como alterações hemodinâmicas provocadas por lesão renal. Embora este método possa fornecer informações sobre a hemodinâmica renal, ele também pode ser aplicado a outros sistemas, como modelos de camundongo. No Dia 0, após anestesiar os animais de acordo com o protocolo descrito no texto e aplicar pomada nos olhos, utilize uma lâmina número 40 e creme depilatório para remover os pelos do tórax.
Enquanto monitora os sinais vitais do animal, configure um sistema de ultrassom MS250 de alta resolução com frequência central de 21 MHz conectado à porta ativa e o modo de aplicação pré-ajustado para rim. Posicione o animal anestesiado em decúbito dorsal sobre a plataforma e, utilizando o sistema de trilhos, posicione o transdutor de ultrassom na linha média do animal, em um ângulo de 90 graus em relação à linha parasternal esquerda, isolando a aorta. A partir dessa posição, deslize a plataforma com o animal de modo que o transdutor fique alinhado com a artéria renal esquerda ou direita.
Usando os micromanipuladores, visualize a artéria renal. Em seguida, ajuste o ângulo da sonda inclinando levemente ao longo do eixo Y da sonda para obter uma visão completa do rim no centro da tela. Após a pelve renal e a artéria renal terem sido imagiadas, armazene as imagens utilizando a maior taxa de quadros permitida com a sonda utilizada.
Em seguida, pressione a tecla de doppler colorido no teclado para ativar a janela acústica de doppler colorido. Certifique-se de que a profundidade de foco esteja no centro do rim. Utilize o sinistore para gravar os dados na maior taxa de quadros possível.
Para capturar imagens na modalidade de onda pulsada ou PW, clique na tecla PW para exibir uma linha indicadora amarela na tela. Utilizando a tecla de ângulo PW, posicione a linha amarela na artéria renal em um ângulo que seja paralelo à direção do fluxo sanguíneo no vaso, garantindo que o ângulo de Doppler seja inferior a 60 graus. Nesse modo, a janela acústica divide-se em seções superior e inferior.
Utilize o sinistore para capturar a imagem das formas de onda que indicam a velocidade do fluxo arterial na sístole e diástole máximas. Após a aquisição de imagens, coloque o animal sob uma lâmpada de aquecimento em uma área limpa de recuperação, em decúbito esternal. Monitore continuamente os sinais vitais do animal até a recuperação completa da anestesia antes de devolvê-lo ao local de alojamento.
Vinte e quatro horas após realizar a aquisição de imagens basal, administre uma injeção intraperitoneal de 10 miligramas por quilograma de Cisplatina em dose única aos animais de tratamento. Administre solução salina normal aos animais controle. De acordo com o cronograma mostrado aqui, e enquanto monitora os sinais vitais do animal, realize a aquisição de imagens por ultrassonografia conforme demonstrado anteriormente no vídeo.
Realize a análise dos dados de acordo com as orientações no protocolo descrito. As imagens apresentadas neste estudo foram obtidas por um único operador e os dados de imagem foram analisados por um único pesquisador. Os resultados mostraram que os animais tratados com cisplatina apresentaram creatinina sérica variando de 0,5 a 2,1 no Dia 6.
O nível normal de creatinina é inferior a 1,1. As imagens de ultrassom oferecem alta sensibilidade em comparação com os dados histológicos apresentados nos estudos a seguir. No dia 6, a histologia demonstrou padrões consistentes de lesões agudas do túbulo intersticial em rins tratados com cisplatina, comparados aos animais tratados com solução salina normal.
Utilizando imagem ultrassonográfica de alta resolução para medir alterações hemodinâmicas no rim, não houve mudança na morfologia em animais sem tratamento com Cisplatina entre o Dia 0 e o 6, enquanto morfologia de pulso parvo foi detectada em animais tratados com Cisplatina no Dia 6. RI representa o Índice de Resistividade e PI representa o Índice Pulsátil. Os limites superiores para RI e PI normais são 0,7 e 1,15, respectivamente, em ratos.
Medir esses índices para avaliar as alterações hemodinâmicas no rim demonstrou um aumento significativo em ambos os animais tratados com Cisplatina no Dia 6. Ao realizar este procedimento, é importante garantir que o animal apresente sinais vitais normais sob anestesia. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores na área de alterações hemodinâmicas renais por ultrassom após lesão renal aguda.
Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como obter imagens de um rim utilizando um modelo animal pequeno de lesão renal aguda.
Visão Geral
Este estudo apresenta uma metodologia ultrassonográfica detalhada para detectar disfunção renal em um modelo de rato com nefrotoxicidade induzida por medicamentos. Utilizando imagens ultrassonográficas de alta resolução, o método tem como objetivo fornecer informações sobre alterações hemodinâmicas após lesão renal aguda.
Componentes Principais do Estudo
Área de Ciência
- Nefrologia
- Imagem por Ultrassom
- Modelos Animais
Contexto
- O desenvolvimento da doença renal está associado à disfunção hemodinâmica precoce.
- As metodologias atuais de detecção de lesão renal são limitadas.
- Os avanços na sonografia oferecem uma opção de detecção não invasiva.
- Este estudo concentra-se em um modelo de rato para explorar essas metodologias.
Objetivo do Estudo
- Descrever uma metodologia ultrassonográfica passo a passo para a detecção de disfunção renal.
- Avaliar alterações hemodinâmicas no rim após tratamento com Cisplatina.
- Fornecer um arcabouço para o monitoramento da função renal em pesquisas.
Métodos Utilizados
- Posicionamento da sonda de ultrassom e isolamento da aorta.
- Ajuste dos ângulos da sonda para imagem renal ideal.
- Uso do Doppler colorido para avaliar o fluxo nas artérias e veias renais.
- Administração de Cisplatina e monitoramento das alterações hemodinâmicas ao longo do tempo.
Resultados Principais
- Animais tratados com cisplatina apresentaram níveis séricos elevados de creatinina.
- O ultrassom de alta resolução mostrou alterações hemodinâmicas significativas.
- A análise histológica confirmou lesões agudas do túbulo intersticial.
- O Índice Resistivo e o Índice Pulsátil foram significativamente alterados nos animais tratados.
Conclusões
- O método ultrassonográfico proposto é eficaz para detectar disfunção renal.
- Ele fornece informações valiosas sobre a hemodinâmica renal após lesão.
- Essa técnica pode ser adaptada para outros modelos animais na pesquisa renal.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A detecção precoce de disfunção hemodinâmica renal induzida por fármacos aborda uma lacuna crítica na avaliação pré-clínica de segurança, onde biomarcadores tradicionais como a creatinina sérica apresentam atraso em relação às alterações fisiológicas. Essa abordagem ultrassonográfica permite a eliminação de riscos mecanicistas ao identificar alterações vasculares antes de danos estruturais, reforçando a confiança preditiva na otimização de compostos líderes. Para a pesquisa e desenvolvimento em biofármacos, a integração de monitoramento hemodinâmico não invasivo melhora a continuidade translacional e reduz a eliminação em fases tardias devido à nefrotoxicidade inesperada.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas ao associar a exposição ao composto a alterações hemodinâmicas precoces na função renal.
- Valor Operacional: Oferece uma capacidade de monitoramento não invasivo e serial que reduz o uso de animais e apoia delineamentos de estudos longitudinais.
- Valor Preditivo: O Índice de Resistividade (RI) e o Índice Pulsátil (PI) atuam como biomarcadores quantificáveis que antecedem a elevação da creatinina sérica, melhorando a detecção precoce de sinais de segurança.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prontidão do Ensaio: Estabelece parâmetros hemodinâmicos padronizados (índice de resistividade, índice de pulsatilidade, velocidade sistólica máxima, velocidade diastólica final, integral de velocidade no tempo) para triagem reprodutível de compostos em modelos de roedores.
- Saída Quantitativa: Gera leituras numéricas contínuas que permitem modelagem de resposta à dose e decisões de avançar/não avançar baseadas em limiares.
- Escalabilidade da Plataforma: Compatível com sistemas de ultrassom de alta frequência e adaptável a modelos de camundongos, apoiando validação entre espécies em fluxos de descoberta.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Relevância para a Doença: Modela precursores hemodinâmicos de lesão renal aguda (LRA) clinicamente relevantes, alinhando-se à fisiopatologia humana em que alterações vasculares precedem a elevação de biomarcadores.
- Continuidade Translacional: Conecta as fases de descoberta e pré-clínica ao fornecer leituras funcionalmente relevantes que predizem resultados histopatológicos posteriores.
- Avanço Ajustado ao Risco: Apoia decisões de avançar/não avançar com base na deterioração hemodinâmica, reduzindo a progressão de compostos com potencial nefrotóxico latente.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este método insere-se na continuidade entre descoberta e pré-clínico, melhorando especificamente a identificação de compostos líderes e a avaliação pré-clínica de segurança ao fornecer biomarcadores hemodinâmicos precoces que orientam a seleção e o avanço de compostos.
- Biologia da Descoberta: Apoia a desmistificação mecanicista ao revelar alterações induzidas por compostos no fluxo sanguíneo renal antes do aparecimento de toxicidade evidente.
- Triagem: Permite a padronização de ensaios por meio de métricas reprodutíveis derivadas do Doppler, facilitando o perfilhamento de compostos com alta confiabilidade.
- Análises: Fornece índices hemodinâmicos quantitativos (RI, PI, métricas de velocidade) que permitem comparação objetiva entre grupos de tratamento e pontos temporais.
- Pesquisa Translacional: Conecta a disfunção vascular precoce à lesão histopatológica, fortalecendo o valor preditivo dos modelos pré-clínicos.
- Reutilização Corporativa: Representa uma plataforma de imagem não invasiva e serial aplicável em diversas áreas terapêuticas e classes de alvos que exigem avaliação de segurança renal.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva na avaliação de nefrotoxicidade ao detectar alterações funcionais antes de danos estruturais ou elevação de biomarcadores.
- Valor Operacional: Melhora a reprodutibilidade e reduz a variabilidade por meio do posicionamento padronizado da sonda, configurações de Doppler e protocolos de imagem serial.
- Valor Estratégico: Melhora a eficiência do capital ao permitir a interrupção precoce de candidatos nefrotóxicos, minimizando investimentos em compostos de alto risco.
- Impacto na Carteira: Apoia a priorização ajustada ao risco ao identificar compostos com comprometimento hemodinâmico precoce, orientando decisões de avanço mais seguras.
Considerações de Implementação
- Requer experiência em imagem ultrassonográfica de pequenos animais e na interpretação de hemodinâmica Doppler.
- Depende de sistemas ultrassonográficos de alta resolução (21 MHz ou superior) com capacidades de Doppler em onda pulsada e colorido.
- Necessita padronização da posição do animal, ângulo da sonda e configurações de aquisição entre estudos e operadores.
- A adaptação entre modelos (por exemplo, ratos para camundongos) pode exigir ajustes de frequência e profundidade devido às diferenças anatômicas.
- As limitações práticas incluem a dependência do operador e a necessidade de condições fisiológicas controladas (por exemplo, estabilidade anestésica) para garantir a validade das medições.
