Эндокардиальный фиброэластоз (ЭФЭ), определяемый накоплением коллагеновых и эластических волокон в субэндокардиальной ткани, проявляется в виде перламутрового или непрозрачного утолщенного эндокарда; ЭФЭ наиболее активно развивается во внутриутробном периоде и в раннем младенчестве1. В аутопсийном исследовании 70% случаев с синдромом гипоплазии левых отделов сердца (СГЛОС) были связаны с наличием EFE2.
Клетки, экспрессирующие маркеры фибробластов, являются основной клеточной популяцией в EFE, но эти клетки также одновременно экспрессируют эндотелиальные маркеры эндокарда, что является признаком происхождения этих EFE-клеток. Наша группа ранее установила, что основной механизм образования EFE включает фенотипическое изменение эндотелиальных клеток эндокарда в фибробласты через эндотелиально-мезенхимальный переход (EndMT)3. EndMT может быть обнаружен с помощью иммуногистохимического двойного окрашивания для эндотелиальных маркеров, таких как кластер дифференцировки (CD) 31 или эндотелиальный (VE)-кадгерин (CD144) и маркеры фибробластов (например, альфа-гладкомышечный актин, α-SMA). Кроме того, ранее мы также установили регуляторную роль пути TGF-ß в этом процессе с активацией транскрипционных факторов SLUG, SNAIL и TWIST3.
EndMT — это физиологический процесс, который происходит во время эмбрионального развития сердца и приводит к образованию перегородок и клапанов из эндокардиальных подушек4, но он также вызывает фиброз органов при сердечной недостаточности, фиброзе почек или раке и играет ключевую роль в атеросклерозе сосудов 5,6,7,8. EndMT при фиброзе сердца в основном регулируется через TGF-β путь, о чем мы и другие сообщали 3,9. Были описаны различные стимулы, индуцирующие EndMT: воспаление 10, гипоксия 11, механические изменения 12 и нарушения кровотока, включая изменения внутриполостного кровотока 13, и EndMT также может быть следствием генетического заболевания 14.
Эта животная модель была разработана с использованием ключевых компонентов развития сердечного ЭФЭ, которыми являются незрелость и изменения внутриполостного кровотока, в частности, застой кровотока. Незрелость была восполнена за счет использования сердец новорожденных крыс в качестве доноров, поскольку известно, что неонатальные крысы являются незрелыми в развитии сразу после рождения. Гетеротопическая трансплантация сердца обеспечивала ограничение внутриполостного кровотока15.
С клинической точки зрения эта животная модель позволяет лучше изучить влияние ЭндМТ на растущий левый желудочек (ЛЖ). Задержка роста, налагаемая на сердце плода и новорожденного путем индуцированного EndMT формирования EFE16, не позволяет пациентам с обструкцией выводящих путей левого желудочка (LVOTO), такими как врожденный критический аортальный стеноз и синдром гипоплазии левых отделов сердца (СГЛО), лечить анатомическую бивентрикулярную хирургическую операцию17. Эта животная модель облегчает изучение клеточных механизмов и регуляции формирования тканей с помощью EndMT и позволяет тестировать варианты фармакологического лечения 3,18.
Трансабдоминальная эхокардиография используется для контроля жизнеспособности, сократительной способности и проходимости анастомозов трансплантата. После эвтаназии образование ЭФЭ можно макроскопически наблюдать в течение 3 дней после трансплантации. Ткань EFE демонстрирует те же гистопатологические характеристики, что и ткань EFE человека у пациентов с LVOTO.
Таким образом, эта животная модель, хотя и разработанная для педиатрического использования в спектре HLHS, может быть применена при изучении различных заболеваний на основе молекулярного механизма EndMT.