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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.17.2016.tde-24102015-163641
Document
Author
Full name
Luciano Fonseca Lemos de Oliveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2014
Supervisor
Committee
Simões, Marcus Vinícius (President)
Cunha Neto, Edecio
Schmidt, Andre
Title in Portuguese
Estudo da perfusão miocárdica e da função sistólica ventricular esquerda no modelo de cardiomiopatia chagásica crônica no hamster, utilizando-se imagens in vivo de alta resolução
Keywords in Portuguese
Cintilografia miocárdica
Miocardiopatia chagásica
Modelo experimental
Abstract in Portuguese
Vários aspectos fisiopatogênicos da cardiomiopatia chagásica crônica (CCC) ainda carecem de elucidação, principalmente os mecanismos que determinam o aparecimento da lesão miocárdica crônica apenas em fase bastante tardia, 2 a 3 décadas após a fase aguda da doença. Evidências experimentais e clínicas apontam para uma participação da isquemia microvascular neste processo lento de progressão da cardiomiopatia. Defeitos de perfusão miocárdica (DP) são frequentes na CCC, mas as alterações teciduais associadas e seu significado fisiopatológico ainda não são claros. Neste cenário, o emprego do modelo experimental em hamster que reproduz a fase crônica da CCC após 6 meses da infecção, poderia fornecer observações valiosas sobre esses mecanismos fisiopatogênicos. Dessa forma, o presente estudo objetivou empregar imagens in vivo para investigar a correlação entre as alterações de perfusão com a gravidade da disfunção miocárdica na CCC assim como as alterações histopatológicas subjacentes em modelo experimental em hamsters. Para tanto, hamsters sírios fêmeas (n=60) foram infectados com 3,5x 104 ou 105 formas tripomastigotas sanguíneas de T. cruzi (cepa Y) enquanto um grupo de animais (n=8) recebeu inóculo de salina. Os animais foram investigados após 6 ou 10 meses de infecção, empregando-se imagens in vivo da perfusão miocárdica com SPECT-Sestamibi-Tc99m de alta resolução e da função sistólica segmentar e global do ventrículo esquerdo (VE) com Ecocardiograma 2D. Procedeu-se à análise histológica para quantificação regional de intensidade de inflamação, extensão de fibrose e densidade microvascular. Utilizou-se segmentação do VE em 13 segmentos para todos os métodos de análise. Dos 34 animais infectados que sobreviveram ao final do estudo, 10 (29%) apresentaram fração de ejeção (FE) reduzida (48,5±11,4%) em relação aos controles (82,4±5,5%), p<0,0001. Entre os 24 animais com FE preservada (82,9±5,5%, p>0,05 em comparação ao controle), 8 (33%) apresentavam alterações de mobilidade parietal segmentar (MPS) que predominaram nos segmentos apicais, inferiores e póstero-laterais. Os animais com FE rebaixada apresentaram maior intensidade de inflamação quando comparados a todos os outros animais, maior extensão de fibrose somente quando comparados aos animais controles, mas semelhante densidade microvascular. O escore de MPS correlacionou-se com a FE (r=-0,60; p=0,0002), com a inflamação (r=0,53 - p=0,0014), mas não exibiu correlação com a fibrose (r=0,25 - p=0,16) e densidade microvascular (r=0,24; p=0,17). Defeitos perfusionais (DP) estavam presentes em 17 (50%) dos animais infectados e não apresentaram correlação topográfica com fibrose transmural. Os animais com perfusão alterada, quando comparados aos animais sem DP, exibiram menor FE (65±21 e 81±9%, p<0,01), maior inflamação (172,8±89 e 111,5±54n/mm²; p=0,04), maior escore de MPS (1,44±0,5 e 1,04±0,05; p=0,003), mas semelhante extensão de fibrose (8,4±3,9; 6,6±3,2%/mm2; p=0,06) e densidade dos vasos da microcirculação (0,69±0,5 e 0,57±0,2%/mm2; p= 0,6). Observou-se associação topográfica significativa entre presença de DP e alteração de MPS (p<0,01). De todos os segmentos analisados (n=438), aqueles exibindo alteração de MPS em comparação aos com MPS normal, apresentaram maior fibrose (9,34±5,7 e 7±6,3%/mm2, p<0,0001); maior inflamação (218±111,6 e 124,5±84,8n/mm², p<0,0001), mas semelhante densidade de microvasos (0,72±0,66 e 0,62±0,38%/mm2, p=0,89). Os segmentos com DP quando comparados aos segmentos sem defeitos mostraram maior inflamação (175,8±145; 111,6±69,2n/mm²; p=0,001), maior escore de MPS (1,65±0,6; 1,1±0,4; p<0,0001), entretanto com semelhante extensão de fibrose (10,5±18,6; 7,4±6,2%/mm2; p=0,37) e de densidade microvascular (0,72±0,64; 0,63±0,5%/mm2; p=0,38). Os resultados mostram que as alterações da MPS são frequentes, ocorrendo em animais com desempenho global ainda preservado. Os DP em CCC são topograficamente correlacionados a alterações inflamatórias que são intensas o suficiente para promover disfunção sistólica regional e global do VE. O fato destes distúrbios não serem devidos à fibrose transmural abre a possibilidade de que as intervenções terapêuticas destinadas a reduzir o grau de inflamação do miocárdio e/ou da hipoperfusão possam se acompanhar de recuperação da função sistólica cardíaca e impactar favoravelmente na história natural da CCC.
Title in English
Study of myocardial perfusion and left ventricular systolic function in the model of chronic Chagas cardiomyopathy in hamsters, using in vivo high resolution images
Keywords in English
Chagas cardiomyopathy
Experimental model
Myocardial scintigraphy
Abstract in English
Several pathophysiological aspects of chronic Chagas cardiomyopathy still need elucidation, specially the mechanisms that determine the development of chronic myocardial injury, 2-3 decades after the acute phase of the disease. Experimental and clinical evidence suggest the participation of microvascular ischemia in this slow progression of cardiomyopathy. Myocardial perfusion defects (PD) are frequent in CCC, but its underlying tissue changes and pathophysiologic mechanisms are unclear. In this scenario, the use of experimental hamster model that reproduces the chronic phase of the CCC after 6 months of infection, would provide valuable insights into the pathophysiological mechanisms. Therefore, the present study aimed to employ in vivo images to investigate the presence of perfusion changes and its correlation with left ventricular systolic dysfunction and underlying histopathological changes in an experimental model in hamsters. For this purpose, female Syrian hamsters (n=60) were infected with 3,5x 104 or 105 trypomastigotes forms of T. cruzi (Y-strain) while a group of animals (n=8) has received saline inoculum. The animals were investigated after 6 or 10 months infection, employing in vivo high-resolution Sestamibi-Tc-99m-SPECT imaging of myocardial perfusion and segmental and global systolic function of the left ventricle (LV) with 2D echocardiography. Histological analysis was performed to quantify regional intensity inflammation, extension of fibrosis and microvascular density. Were used 13 segments for LV segmentation for all imaging methods. Among the 34 infected animals who survived at the end of the study, 10 (29%) showed reduced ejection fraction (EF) (48,5±11,4%) compared to controls (82,4±5,5%), p<0,0001. Among the 24 animals with preserved EF (82,9±5,5%, p>0,05 compared to controls), 8 (33%) showed abnormal segmental wall motion (SWM) that predominated in the apical, inferior and posterolateral. Animals with reduced EF showed more intensive inflammation compared to other animals, greater extension of fibrosis only when compared to controls, but similar microvascular density. The score of SWM correlated with the EF (r=-0,60; p=0,0002), with inflammation (r=0,53 - p=0,0014), but showed no correlation with fibrosis (r=0,25 - p=0,16) and microvascular density (r=0,24; p=0,17). PD were present in 17 (50%) infected animals and showed no topographic correlation with transmural scar. Animals with altered perfusion, compared to animals without PD, exhibited lower EF (65±21 and 81±9%, p<0,01), more intense inflammation (172,8±89 and 111,5±54n/mm²; p=0,04), higher score of SWM (1,44±0,5 and 1,04±0,05; p=0,003), but similar extension of fibrosis (8,4±3,9; 6,6±3,2%/mm2; p=0,06) and microvascular density (0,69±0,5 and 0,57±0,2%/mm2; p= 0,6). There was significant topographic association between the presence of PD and abnormal SWM (p<0,01). Of all segments analyzed (n=438), those showing change in SWM compared with the normal SWM, showed more fibrosis (9,34±5,7 and 7±6,3%/mm2, p<0,0001); more intense inflammation (218±111,6 and 124,5±84,8n/mm², p<0,0001), but similar microvascular density (0,72±0,66 and 0,62±0,38%/mm2, p=0,89). The segments with PD compared to segments without defects showed more intense inflammation (175,8±145; 111,6±69,2n/mm²; p=0,001), higher score of SWM (1,65±0,6; 1,1±0,4; p<0,0001), however with similar extension of fibrosis (10,5±18,6; 7,4±6,2%/mm2; p=0,37) and microvascular density (0,72±0,64; 0,63±0,5%/mm2; p=0,38). The results show that changes in SWM are frequent, occurring in animals with global performance still preserved. The PD in experimental CCC are topographically correlated with inflammatory changes that are intense enough to enough to cause wall motion impairment. The fact that these derangements are not due to fibrosis opens the possibility that therapeutic interventions aimed at reducing the degree of myocardial inflammation and/or hypoperfusion may favorably impact on the natural history of this model of experimental CCC.
 
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Publishing Date
2016-01-13
 
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