In Vivo quantitativa Avaliação da Estrutura do miocárdio, função, perfusão e viabilidade Usando Cardiac Micro-Tomografia Computadorizada

O objetivo geral deste procedimento é demonstrar o uso da microtomografia computadorizada de alta velocidade na aquisição de imagens com sincronização cardiorrespiratória intrínseca para avaliar funções miocárdicas globais e regionais em um modelo de isquemia cardíaca em camundongos. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na fisiopatologia cardíaca, como quais são os efeitos da patologia ou de tratamentos experimentais na função miocárdica global e regional? A principal vantagem dessa técnica é que ela fornece uma avaliação rápida, longitudinal e não invasiva dos parâmetros cardíacos mais importantes, podendo ser facilmente realizada por não especialistas.

As implicações dessa técnica estendem-se à terapia de doenças cardiovasculares. Pode ser utilizada como uma ferramenta pré-clínica para obter um entendimento avançado do desenvolvimento de doenças cardíacas. Demonstrarão o procedimento Nicole van Vliet, uma técnica, bem como Elza van Deel, que é pós-doutoranda, e Yanto Ridwan, outro técnico do nosso laboratório.

Inicie fazendo uma pequena incisão na pele de um camundongo de 12 semanas entre a segunda e a terceira costela. Em seguida, utilizando ganchos pequenos, afaste os músculos do tórax para expor os músculos intercostais. Depois, use uma tesoura curva com lâmina de dois milímetros e mola para cortar cuidadosamente o terceiro músculo intercostal sem danificar os pulmões.

Em seguida, utilizando pinças, rompa o pericárdio e use um pedaço de gaze umedecida para afastar os pulmões. Reposicione os ganchos para o interior do tórax de modo que uma grande parte da parede livre do ventrículo esquerdo e parte do átrio esquerdo fiquem visíveis. Em seguida, utilizando o átrio para localizar a artéria coronária esquerda, insira uma sutura cirúrgica de seda sete zero sob a artéria coronária esquerda e amarre a sutura a dois milímetros abaixo da borda do átrio esquerdo para padronizar o tamanho do infarto.

Após confirmar visualmente o sucesso da indução do infarto pelo embranquecimento da parede livre do ventrículo esquerdo, reinflar cuidadosamente o pulmão e fechar firmemente o tórax com sutura cirúrgica de seda seis zero. Limpar a ferida com soro fisiológico e usar mais suturas de seda para fechar a pele, seguido pela aplicação de spray para feridas para estimular a cicatrização e prevenir infecções. Em seguida, colocar o camundongo em uma gaiola sobre uma placa aquecedora até que esteja completamente recuperado.

Três a quatro horas após a cirurgia, ligue o scanner de microTC, abra o software de controle do microTC e aqueça o tubo de raios X. Em seguida, trate a tampa de borracha do frasco de agente de contraste iodado com álcool 70% e use uma seringa de baixo espaço morto para retirar de cinco a dez microlitros do agente por grama do peso corporal do animal. Após eliminar as bolhas de ar, limpe a cauda do camundongo anestesiado com álcool 70% e aqueça para dilatar as veias da cauda.

Injete o agente de contraste em uma veia lateral da cauda. Quando o botão de modo ao vivo aparecer no software de controle, o tubo de raios X estará pronto. Insira a cobertura de pequeno diâmetro e a mesa para pequenos animais.

Clique no botão de novo banco de dados na janela de banco de dados e insira um nome para o novo banco de dados. Quando a caixa de diálogo aparecer, clique no botão procurar e navegue até a unidade onde o banco de dados será salvo. Em seguida, clique em OK e observe o novo banco de dados na janela de banco de dados.

Para definir as condições de varredura, selecione os parâmetros apropriados. Agora, posicione o camundongo injetado e anestesiado sobre a plataforma para animais no scanner e deslize a porta do instrumento para a direita para acionar o bloqueio de segurança. Clique no botão do modo ao vivo para visualizar o sujeito em tempo real e observe a janela de captura de raios X e o animal.

Pressione os botões de avanço e retorno do controle do eixo Z da platina para mover a cama do animal até que o tórax do camundongo esteja dentro do campo de visão. Em seguida, use as setas esquerda e direita do controle da cama do animal para posicionar o animal dentro da caixa delimitadora azul. Selecione 90 na lista suspensa do controle de rotação na janela do software de controle e clique no botão definir para girar o gantry, certificando-se de que o animal permaneça dentro da caixa delimitadora azul da janela de captura X.

No painel de captura X, clique com o botão esquerdo do mouse para redimensionar a região de interesse cardiorespiratória. Arraste as bordas para que os traçados cardiorespiratórios fiquem claramente visíveis na visualização de sincronização. Pressione a posição inicial e redimensione a região de interesse para o sistema cardiorespiratório.

Certifique-se de que a região de interesse cubra o diafragma e a porção apical do coração em todas as posições do gantry. Em seguida, gire o gantry 90 graus para garantir que os traçados cardiorespiratórios ainda estejam claramente visíveis. Quando o animal estiver posicionado, clique no botão de tomografia computadorizada para iniciar a aquisição.

A mensagem de confirmação da tomografia computadorizada será exibida. Clique em sim. O indicador vermelho de ativação de raio X ligará o instrumento e a varredura será iniciada.

No final da varredura, observe as vistas transaxial, coronal e sagital das reconstruções no software visualizador 2D. Por fim, remova o animal do escâner e monitore-o até que esteja completamente recuperado. Aqui, são apresentadas seções transversais representativas do pool sanguíneo em corte curto-axial, no final da diástole e no final da sístole, de um coração de camundongo com infarto do miocárdio.

Nestas imagens, cortes transversais curtos-axiais no final da diástole e no final da sístole de um coração de camundongo sem infarto do miocárdio exibem uma excelente delimitação da cavidade ventricular esquerda com pouco ruído de fundo. Observe como as áreas de rarefação do contraste, correspondentes ao infarto do miocárdio, foram bem delimitadas nas imagens curtos-axiais do coração de camundongo submetido à ligadura da artéria coronária descendente anterior esquerda. Mas não no animal submetido a procedimento simulado.

De acordo com o modelo de 17 segmentos da American Heart Association, o ventrículo esquerdo pode ser subdividido em porções basais, médias e apicais no eixo curto. Nestes exemplos representativos, os mapas polares circunferenciais mostram claramente uma perfusão distinta nos segmentos médio-anterior, médio-inferolateral, médio-anterolateral, apical anterior e apical lateral no camundongo com infarto do miocárdio, em comparação com o animal submetido a procedimento simulado. Após dominar a técnica, a indução de infarto do miocárdio pode ser concluída em 45 minutos, enquanto a subsequente aquisição de imagens por microTC exige quatro horas.

Ao realizar este procedimento, é importante lembrar que o desempenho funcional cardíaco depende do tipo e grau de anestesia. Assim, para medições precisas, a frequência cardíaca deve ser mantida o mais fisiológica possível durante a aquisição de imagens. Após seu desenvolvimento, esta técnica abriu caminho para pesquisadores na área de farmacologia explorarem estratégias de intervenção em camundongos e analisarem o impacto de tratamentos em diferentes níveis sobre a progressão da doença.

Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão da cirurgia de infarto do miocárdio e saber como utilizar o sistema de microTC de alta velocidade em conjunto com o agente de contraste baseado em iodo para o pool sanguíneo. Não se esqueça de que trabalhar com isoflurano pode ser perigoso e que precauções, como boa ventilação, devem sempre ser tomadas ao realizar este procedimento.