Cuantificarea aterosclerozei la șoareci Protocol (tradus în franceză)
rezumat
Modelele murine de ateroscleroză sunt instrumente utile pentru studierea căilor patogene la nivel molecular, dar necesită cuantificarea standardizată a dezvoltării leziunilor. Acest protocol descrie o metodă optimizată pentru a determina dimensiunea leziunii în vasele arteriale majore, inclusiv rădăcina aortică, arcada aortică și artera brahiocefalică.
Abstract
Boala cardiovasculară este principala cauză de deces la nivel mondial. Cauza principală în majoritatea cazurilor este ateroscleroza, care este parțial o boală inflamatorie cronică. Studiile experimentale asupra aterosclerozei au elucidat rolul colesterolului și al inflamației în procesul bolii. Acest lucru a condus la studii clinice de succes cu agenți farmaceutici care reduc manifestările clinice ale aterosclerozei. Experimente atent și bine controlate pe modele de șoareci ale bolii ar putea elucida și mai mult patogeneza bolii, care nu este pe deplin înțeleasă. Analiza leziunii standardizate este importantă pentru reducerea variabilității experimentale și creșterea reproductibilității. Determinarea mărimii leziunii în rădăcina aortică, arcada aortică și artera brahiocefalică sunt puncte finale obișnuite în ateroscleroza experimentală. Acest protocol oferă o descriere tehnică pentru evaluarea aterosclerozei la toate aceste locații la un singur șoarece. Protocolul este deosebit de util atunci când materialul este limitat, așa cum se întâmplă adesea atunci când animalele modificate genetic sunt caracterizate.
Introducere
Boala cardiovasculară este principala cauză de deces la nivel mondial, boala ischemică a inimii și accidentul vascular cerebral reprezentând unul din patru decese 1. Majoritatea cazurilor sunt cauzate de ateroscleroză, o boală caracterizată printr-o acumulare lentă de plăci încărcate cu lipide cu semne de inflamație cronică în arterele mari și medii 2. Boala trece de obicei neobservată timp de câteva decenii până când o ruptură sau eroziune a plăcii provoacă tromboză arterială care duce la afectarea țesutului ischemic.
O arteră normală constă dintr-un strat intim cu celule endoteliale slab distribuite și celule musculare netede, un strat media cu celule musculare netede și lamele elastice și un strat adventitial înconjurător cu țesut conjunctiv slab 3. Retenția intimă a LDL compensează dezvoltarea aterosclerozei 4. Acumularea și modificarea lipoproteinelor duce la agregarea și prinderea în intima arterială 5. Un răspuns inflamator este evocat de lipoproteinele prinse și modificate 6. Celulele endoteliale încep să exprime molecule de aderență, cum ar fi VCAM-1 în locații din arborele arterial cu flux de sânge turbulent, ducând la recrutarea monocitelor circulante și a altor leucocite 7. Monocitele infiltrante se diferențiază în macrofage care înghițesc lipidele cu transformarea ulterioară în celule spumante macrofage 8 .
Ateroscleroza a fost studiată la modele de șoareci cu frecvență crescândă de la mijlocul anilor 1980. C57BL/6 este cea mai frecvent utilizată tulpină de șoarece consangvinizat pentru aceste studii și este utilizată ca fundal genetic pentru majoritatea cazurilor. Tulpini modificate genetic 9. Această tulpină a fost stabilită în anii 1920 10, iar genomul său a fost publicat în 2002 11. Experimentele la modelele de șoareci au mai multe avantaje: coloniile se reproduc rapid, locuința economisește spațiu, iar consangvinizarea reduce variabilitatea experimentală. Modelul permite, de asemenea, manipulări genetice, cum ar fi ștergerea genei vizate și inserarea transgenelor. Acest lucru a condus la o nouă înțelegere fiziopatologică a bolii și la noi obiective de terapie 12 .
Șoarecii de tip sălbatic C57BL/6 sunt rezistenți în mod natural la ateroscleroză. Au cea mai mare parte a colesterolului care circulă în HDL, iar leziunile aterosclerotice complexe nu se formează chiar și atunci când sunt hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi și colesterol 13. Șoarecii hipercolesterolemici, cum ar fi Apoe -/- pe fundalul c57BL/6, sunt, prin urmare, folosiți ca modele experimentale de ateroscleroză 14, 15. Absența ApoE afectează absorbția hepatică a lipoproteinelor rămase și perturbă grav metabolismul lipidelor. La șoareci Apoe -/-, colesterolul circulant este în principal în particule VLDL, iar șoarecii dezvoltă plăci aterosclerotice complexe pe o dietă regulată de chow.
Șoarecii Ldlr -/- imită dezvoltarea aterosclerozei observată la om cu hipercolesterolemie familială 16. Șoarecii Ldlr -/- au nevoie de o dietă de tip occidental pentru a dezvolta ateroscleroza 17. Dieta occidentală imită aportul alimentar uman și conține de obicei 0,15% colesterol. Receptorul LDL recunoaște apoB100 și ApoE și mediază aportul de particule LDL prin endocitoză. Receptorii LDL sunt fundamentali pentru eliminarea hepatică a LDL din circulație, în timp ce expresia receptorului LDL în celulele hematopoietice nu influențează acest proces. Acest lucru deschide posibilitatea transplantului de măduvă Ldlr -/celule în receptorii de hipercolesterolemie Ldlr -/- și evaluarea dezvoltării aterosclerozei. Chimerele măduvei au fost utilizate pe scară largă pentru a studia implicarea celulelor hematopoietice în ateroscleroza experimentală. Cu toate acestea, transplantul de măduvă osoasă ar putea influența dimensiunea și compoziția plăcilor aterosclerotice, făcând interpretarea rezultatelor ambiguă.
Diferite variante de șoareci Apoe -/și Ldlr -/- cu alte modificări genetice au fost dezvoltate pentru a studia procesele specifice de boală 18. Un exemplu este șoarecii umani APOB100-transgenici Ldlr -/- (HuBL) care poartă gena APOB100 umană de lungime totală 19, 20. Acești șoareci dezvoltă colesterol ridicat și ateroscleroză pe o dietă regulată de chow. Cu toate acestea, dezvoltarea plăcilor aterosclerotice complexe durează cel puțin șase luni, iar protocoalele experimentale mai scurte folosesc de obicei dieta Western 21. O fracțiune mare de colesterol plasmatic circulă în particulele LDL, ceea ce conferă șoarecilor HuBL un profil lipoproteic dislipidemic. Mai uman decât Apoe -/Șoarecii - și Ldlr -/- Șoarecii Șoarecii HuBL permit, de asemenea, studii asupra apoB uman ca autoantigen 22 .