Orientador: Wilson Nadruz Junior

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas

Resumo: A hipertrofia dos cardiomiócitos e a expansão da matriz extracelular são fatores importantes para o desenvolvimento da insuficiência cardíaca. Até o momento nenhum método não invasivo é capaz de caracterizar conjuntamente a hipertrofia de cardiomiócitos e a expansão da matriz extracelular. O...

Resumo: A hipertrofia dos cardiomiócitos e a expansão da matriz extracelular são fatores importantes para o desenvolvimento da insuficiência cardíaca. Até o momento nenhum método não invasivo é capaz de caracterizar conjuntamente a hipertrofia de cardiomiócitos e a expansão da matriz extracelular. O objetivo desse estudo foi de validar um método derivado da ressonância magnética cardíaca (RMC) para a avaliação conjunta da hipertrofia dos cardiomiócitos e da expansão da matriz extracelular. Camundongos adultos foram submetidos a 7 semanas de tratamento com L-NG-Nitroarginine Methyl Ester (L-NAME) para indução de hipertensão e hipertrofia ventricular. Outro grupo de camundongos foi submetido à bandagem cirúrgica da aorta ascendente. Os animais tratados com L-NAME foram estudados pela RMC antes e após 7 semanas de tratamento com L-NAME. Os animais submetidos à bandagem da aorta foram estudados com 2, 4 e 7 semanas após a bandagem. O tempo T1 foi mensurado no coração antes e depois da administração de contraste paramagnético extracelular, gadolínio. O tempo de vida intracelular das moléculas de água (TVIMA), um parâmetro dependente ao tamanho da celular, e a fração do volume extracelular (FVEC), um parâmetro relacionado com o tecido conectivo extracelular, foram determinados utilizando um modelo de dois compartimentos, considerando a troca de água pela membrana celular dos cardiomiócitos. Os diâmetros menor (Dminor) e maior (Dmajor) dos cardiomiócitos foram medidos nos corações explantados corados com aglutinina contra gérmen de trigo (FITC-wheat germ agglutinin). TVIMA apresentou forte correlação com a relação do volume-pela-superfície dos cardiomiócitos (r=0,78, P<0,001) e do volume (r=0,78, P<0,001) dos cardiomiócitos determinados pela histologia. Os diâmetros e o volume dos cardiomiócitos foram significativamente maior nos animais trados com L-NAME (P<0,001). Os camundongos submetidos à bandagem da aorta apresentavam sinais precoces de aumento do tamanho dos cardiomiócitos, determinado tanto pela RMC como pela histologia. Animais expostos a bandagem da aorta demonstraram aumento significante no volume e da relação volume-pela-superfície dos cardiomiócitos, assim com ocorreu com TVIMA. A determinação do TVIMA e da FVEC pela RMC é capaz de quantificar dois importantes componentes do remodelamento cardíaco: a hipertrofia dos cardiomiócitos e a expansão da matriz extracelular

Abstract: Cardiomyocyte hypertrophy is a critical precursor to the development of heart failure. Methods to phenotype cellular hypertrophy non-invasively are limited. The goal was to validate a CMR-based approach for the combined assessment of extracellular matrix expansion and cardiomyocyte...

Abstract: Cardiomyocyte hypertrophy is a critical precursor to the development of heart failure. Methods to phenotype cellular hypertrophy non-invasively are limited. The goal was to validate a CMR-based approach for the combined assessment of extracellular matrix expansion and cardiomyocyte hypertrophy. Two murine models of pressure-overload, hypertension induced by L-NG-Nitroarginine Methyl Ester (L-NAME) and transaortic constriction (TAC), were imaged by CMR at baseline and 7-weeks after L-NAME treatment, and up to 7 weeks following TAC. T1 relaxation times were measured before and after gadolinium contrast. The intracellular lifetime of water (?ic), a cell size dependent parameter, and extracellular volume fraction (ECV), a parameter linked to interstitial connective tissue, were determined with a model for transcytolemmal water exchange. Minor (Dmin) and major (Dmaj) cell-diameters were measured on FITC-wheat germ agglutinin stained sections. ?ic, correlated strongly with histologic cardiomyocyte volume-to-surface ratio (r=0.78, P<0.001) and cell volume (r=0.75; P<0.001). Histological cardiomyocyte diameters and cell volume were higher in mice treated with L-NAME for 7 weeks compared to controls (P<0.001). In the TAC model, there was an early increase in cell volume and cardiomyocyte size using both CMR and histology without early fibrosis. Mice exposed to TAC demonstrated a significant, longitudinal, and parallel increase in histological cell volume, volume-to-surface ratio, and ?ic,between 2 and 7 weeks after TAC. The intracellular lifetime (? ic) measured by contrast-enhanced CMR is a sensitive, non-invasive measure of cardiomyocyte hypertrophy that can longitudinally track hypertrophy and myocardial remodeling