Врожденные пороки сердца (ВПС) – это структурные нарушения, возникающие из-за аномального эмбрионального развития1. Помимо генетических условий, на патогенез влияет измененная механическая нагрузка 2,3. Синдром гипоплазии левых отделов сердца (СГЛОС), врожденный порок сердца, приводит к недоразвитию желудочка/аорты при рождении4 с высоким уровнем смертности 5,6. Несмотря на недавние успехи в клиническом лечении, динамика роста и развития сосудов при СГЛОС до сих пор неясна7. При нормальном эмбриональном развитии эндокард и миокард левого желудочка (ЛЖ) происходят от предшественников сердца по мере прогрессирования раннего эмбрионального формирования трубки сердца. Сообщается о постепенном наличии трабекуляции миокарда, утолщения слоев и пролиферации кардиомиоцитов2. При СГЛОС наблюдается измененное трабекулярное ремоделирование и уплощение левого желудочка, что в дальнейшем способствует гипоплазии миокарда из-за аномальной миграции кардиомиоцитов 2,8,9,10
Среди широко используемых модельных организмов для изучения развития сердца и понимания гемодинамических условий 11 предпочтение отдается эмбриону птицы из-за его четырехкамерного зрелого сердца и простоты культивирования11,12,13,14. С другой стороны, расширенный доступ к визуализации эмбрионов рыбок данио и трансгенных/нокаутных мышей обеспечивает явные преимущества11,12. На эмбрионе птицы были опробованы различные механические вмешательства, которые изменяют внутримурное давление и напряжение сдвига стенки в развивающихся сердечно-сосудистых компонентах. Эти модели включают лигирование левого вителлина, конотрункальное бандажирование15 и лигирование левого предсердия (LAL)11,12,16. Полученный фенотип, обусловленный измененной механической нагрузкой, можно наблюдать примерно через 24-48 ч после хирургического вмешательства в исследованиях, ориентированных на ранний прогноз11,13. Вмешательство LAL является популярным методом сужения функционального объема левого предсердия (LA) путем наложения шовной петли вокруг атриовентрикулярного отверстия. Кроме того, были выполнены микрохирургические вмешательства, нацеленные на перевязку правого предсердия (RAL)17,18. Точно так же некоторые исследователи нацеливаются на придаток левого предсердия (LAA) с помощью микроклипсов, чтобы уменьшить объем LA19,20. В некоторых исследованиях на атриовентрикулярный узел накладывают хирургическую капроновую нить19,21. Одним из используемых вмешательств является LAL, который может имитировать HLHS, но также является самой сложной моделью для выполнения, с очень малым выходом образцов из-за чрезвычайно тонких микрохирургических операций. В нашей лаборатории LAL проводится in ovo между 20-й и 21-й стадиями по шкале Гамбурга-Гамильтона (HH), до того, как общее предсердие будет полностью септировано 6,14,22,23. Вокруг ЛП накладывается хирургический шов, который изменяет внутрисердечный кровоток. В моделях СГЛОС ЛАЛ наблюдается повышенная жесткость стенок желудочков, измененные углы миоволокон и уменьшение размеров полости ЛЖ14,24.
В этой видеостатье представлен подробный протокол и подход к проведению in ovo LAL. Вкратце, оплодотворенные птичьи эмбрионы были инкубированы для микрохирургии, скорлупа яйца была вскрыта, а внешняя и внутренняя оболочки очищены. Затем эмбрион медленно вращали так, чтобы ЛП была доступна. Нейлоновый хирургический шов 10-0 был наложен на зачаток предсердий, и эмбрион был возвращен в его первоначальную ориентацию, завершив процедуру LAL25. LAL и нормальные желудочки сравнивают на уплотнение тканей и объем желудочков с помощью оптической когерентной томографии и базовой гистологии.
Успешно реализованная модель LAL, описанная здесь, будет способствовать фундаментальным исследованиям, посвященным эмбриональному развитию сердечно-сосудистых компонентов. Эта модель также может быть использована вместе с генетическими манипуляциями и передовыми методами визуализации. Кроме того, острая модель LAL является стабильным источником пораженных сосудистых клеток для экспериментов с тканевыми культурами.