Quantification histologique chronique Infarctus du myocarde chez le rat
Summary
The post-mortem assessment of myocardial infarction (MI) in rodents is based on quantification of the infarct on stained heart sections. We describe an accurate method to quantify the infarct size using systematic sampling of harvested rat hearts from base to apex and image analyses of trichrome-stained histological sections.
Abstract
Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ischemic injury. Following the initial acute phase, chronic remodeling of the left ventricle (LV) modifies the structure and function of the heart. Permanent coronary ligation in small animals has been widely used as a reference model for a chronic model of MI. Thinning of the infarcted wall progressively develops to transmural fibrosis. Histological assessment of infarct size is commonly performed; nevertheless, a standardization of the methods for quantification is missing. Indeed, important methodological aspects, such as the number of sections analyzed and the sampling and quantification methods, are usually not described and therefore preclude comparison across investigations. Too often, quantification is performed on a single section obtained at the level of the papillary muscles. Because novel strategies aimed at reducing infarct expansion and remodeling are under investigation, there is an important need for the standardization of accurate heart sampling protocols. We describe an accurate method to quantify the infarct size using a systematic sampling of harvested rat heart and image analyses of trichromatic stained histological sections obtained from base to apex. We also provide evidence that calculating the expansion index (EI) allowed for infarct size assessment, taking into account changes of the left ventricle throughout the remodeling.
Introduction
L'infarctus du myocarde (MI) est une cause majeure de décès et d'invalidité dans le monde entier. La maladie coronarienne est la principale cause; MI résulte d'une ischémie coronarienne consécutive à des événements tels que l'occlusion. Lorsque reperfusion est pas effectuée dans les 6 premières heures, l'ischémie induit une nécrose myocardique irréversible. Chez les patients, la caractérisation des MI repose sur différents outils de diagnostic, y compris les signes cliniques, l' électrocardiographie, l' évaluation des niveaux plasmatiques de biomarqueurs, l' échocardiographie, l' imagerie IRM, et des analyses histologiques 1. MI aiguë et chronique sont classés comme deux phases différentes de blessures selon le calendrier de la nécrose myocardique par rapport au temps de l'occlusion coronaire. La phase aiguë, survenant pendant les 7 premiers jours, est associée à la perte de cardiomyocytes, une inflammation généralisée, et le recrutement de fibroblastes. La phase subaiguë, caractérisé par cicatrisation du tissu cardiaque et la formation d'une cicatrice, surviententre 1 et 4 – 6 semaines. Expansion de l'infarctus, paroi du ventricule amincissement, et le ventricule dilatation caractérisent la phase chronique. Remodelage extensif du ventricule gauche entraîne progressivement une insuffisance cardiaque sévère 2.
MI induite par artère descendante antérieure gauche permanente (LAD) ligature représente le modèle standard pour rongeurs d'infarctus du myocarde chronique. Les ligatures imite coronaires l'occlusion coronaire. La taille de l'infarctus dépend du site de la ligature. Caractérisation de la lésion ischémique du myocarde chez un modèle de rongeur est réalisée de façon classique en utilisant les taux plasmatiques des marqueurs biologiques tels que la troponine I et T 3 échocardiographie, l' IRM et l' histologie 4,5. les niveaux de biomarqueurs sont corrélés avec le degré de cardiomyocytes mort. Échocardiographie évalue la gauche altération de la fonction ventriculaire résultant d'anomalies de mouvement de la paroi régionales. En outre, les techniques d'imagerie non invasives, telles que l'IRM à haute résolution ouéchocardiographie, permet l'évaluation de la réduction du mouvement de la paroi, le volume de la zone de cicatrice réduite et la perfusion myocardique viable et l'amincissement de la paroi. dimensions LV permettent l'évaluation précise de la taille de l'infarctus. Enfin, la quantification du myocarde viable et morte peut être effectuée en utilisant des taches spécifiques post-mortem de coupes histologiques de coeurs récoltés et permet de vérifier la taille de l'infarctus (IS). Une autre caractéristique importante est l'évaluation de l'indice d'expansion de l' infarctus (IE) 6. L'assurance-emploi est associé à l'infarctus transmural et commence dans les 3 premiers jours. L'assurance-emploi est caractérisé par une réduction progressive de l'épaisseur de paroi, une augmentation de la taille de la cavité LV, et les changements qui en découlent dans la forme de LV.
Afin d'évaluer l'efficacité thérapeutique des nouveaux traitements – en particulier, les stratégies de régénération basée sur des cellules, des matrices, et le gène évaluation de la prestation-précise de MI chez les rongeurs est d'une importance primordiale.Lorsqu'elle est mesurée sur une section transversale unique obtenue au niveau du muscle papillaire, la taille IS peut être biaisée en raison de la grande variabilité qui existe dans le développement des infarctus après ligature LAD; l'infarctus apex pourrait alors être occultée. Fait important, des méthodes plus précises à la taille MI déterminée ont été décrits pour les souris ou les rats 7-9 10. Néanmoins, IS est insuffisante pour quantifier avec précision le remodelage du VG ou des réductions thérapeutiquement induites (ou empêchements) du remodelage. En effet, IS est généralement exprimée en pourcentage du volume de LV totale évaluée sur des coupes transversales du coeur. Bien que cette méthode est valable pour l' IM aigu, l'amincissement de la paroi de LV se produisant pendant le remodelage reste sous-évalué 11,12. Une quantification morphométrique complète de la taille de l'infarctus et des changements structurels devrait quantifier plusieurs paramètres, tels que la longueur endocardique et épicardique et de diamètres, ainsi que des infarctus et des zones saines. Nous décrivons une appr méthodologiqueoche d'évaluer avec précision MI et le remodelage dans un modèle de rat chronique.
Protocol
Representative Results
Discussion
Étapes critiques dans le Protocole
tissu fibrotique peut être évalué avec précision dans un modèle de rat MI chronique en utilisant l'échantillonnage systématique du cœur et de l'image récoltées analyses de coupes histologiques trichromatiques tachés obtenus de la base à l'apex. Deux étapes sont particulièrement importantes pour la mise en oeuvre du protocole de succès. Tout d'abord, l'utilisation de KCl pour le coeur la récolte permet au…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The study was supported by the Swiss National Foundation [SNF 310030-149986 to MNG], the University of Fribourg, and Fribourg Hospital.
Materials
| Acrylic rat heart matrix 2mm | 72-5015 | Harvard Appartus | |
| INSPIRA ADVANCED VOLUME CONTROLLED VENTILATOR | HARVARD APPARATUS | 557058 | |
| CATHETER INSYTE 14G | BD | 381267 | |
| O.C.T | BDHA361603E | VWR | |
| TTC | T8877-10G | Sigma Aldrich | |
| Mayer hematoxylin | MHS32-1L | Sigma Aldrich | |
| Acid Fuchsin CI 42685 |
F8129-50G | Sigma Aldrich | |
| Ponceau Xylidin CI 16150 |
P2395-25G | Sigma Aldrich | |
| Orange G CI 16230 |
O3756-100G | Sigma Aldrich | |
| Light green CI 42095 |
L5382-25G | Sigma Aldrich | |
| KCl | P9333-500G | Sigma Aldrich | |
| Xylol | 10315083 | HoneyWell | |
| Ethanol absolute | 10303990 | HoneyWell | |
| 2-methylbutane | M32631-1L | Sigma Aldrich | |
| Stereogical microscope | SM2800 | Nikon | |
| Formaldehyde | 99340 | Reactolab | |
| Embedding cassette | K113.1 | Carl Roth | |
| Bersoft Image measurement Software | Bersoft.com | Licensed software |
References
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