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* Estos autores han contribuido por igual
Este artículo describe un protocolo detallado para producir un endometrio delgado fiable y reproducible con una tasa de mortalidad muy baja y adherencias intrauterinas mínimas mediante la inyección de etanol al 95% en el útero de ratón en 1-3 minutos.
El endometrio delgado (TE) ha sido ampliamente reconocido como una causa crítica de infertilidad. Sin embargo, la patogenia de la TE sigue sin estar clara y se necesitan con urgencia opciones de tratamiento satisfactorias. Se han desarrollado varios modelos animales de TE, pero el modelo de ratón que implica cirugía abdominal e inyección de etanol al 95% presenta un desafío formidable debido a la alta tasa de mortalidad y el riesgo de adherencias intrauterinas si no se realiza correctamente. Aquí, describimos un protocolo detallado que produce TE confiable y reproducible con una tasa de mortalidad muy baja y adherencias intrauterinas mínimas mediante la inyección de etanol al 95% en el útero de ratón con tiempos de infusión variables. Los resultados mostraron que todos los ratones desarrollaron con éxito TE con tiempos de infusión que oscilaron entre 1 y 3 minutos, caracterizados por una reducción típica en el grosor del endometrio y el número de glándulas, así como una fibrosis endometrial excesiva. Estos hallazgos sugieren que este modelo de ratón es adecuado para estudiar el endometrio delgado y puede servir como plataforma para el desarrollo de futuros tratamientos para la TE.
El endometrio delgado (TE) es una afección grave en obstetricia y ginecología que a menudo afecta a las mujeres en edad fértil. La TE se diagnostica cuando el grosor del endometrio mide menos de 7 mm en una ecografía, acompañada de una cavidad uterina normal, y está estrechamente asociada al fracaso del embarazo 1,2. Se estima que aproximadamente entre el 1,5% y el 9,1% de las mujeres que se someten a un tratamiento de fertilización in vitro (FIV) experimentarán TE, lo que lo convierte en un desafío creciente en la medicina reproductiva 3,4,5. Las causas más comunes de la TE incluyen la reparación inadecuada del endometrio después de la separación quirúrgica de las adherencias intrauterinas (AIU) y el legrado, que a menudo se acompañan de una distribución interrumpida de los vasos sanguíneos y glándulas escasas 6,7,8. Hasta la fecha, los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a la TE siguen sin estar claros. La recuperación del endometrio en las pacientes con TE requiere mucho tiempo, aunque se ha explorado el tratamiento con estrógenos y el tratamiento con aspirina en dosis bajas como posibles intervenciones9. Por lo tanto, un estudio en profundidad de la patogenia de la TE es el enfoque más directo para abordar los desafíos de esta afección. Sin embargo, los estudios sobre la patogénesis de la TE se basan en modelos animales, por lo que la selección de un modelo adecuado es crucial.
La mayoría de los estudios histopatológicos del endometrio delgado (TE) han demostrado que la proliferación alterada de células epiteliales y macrófagos, la disminución de la expresión de los receptores de hormonas esteroides ováricas, la deposición excesiva de la matriz extracelular y la senescencia celular son las características patológicas más significativas de la TE 6,9,10. En la actualidad, se han desarrollado varios modelos de ratas para imitar la TE, incluyendo modelos inducidos por rascado 11,12,13, isquemia 14, lesión térmica15 y lesión química 16,17,18,19. Un modelo de rata se induce rascando el endometrio con una aguja o catéter, lo que a menudo resulta en adherencias intrauterinas (AIU) en lugar de TE 11,12,20,21,22. También se ha descrito un modelo de TE inducida por isquemia en ratas, en el que la isquemia endometrial se logra mediante la realización de una ligadura bilateral de la arteria uterina, lo que conduce a una reducción del grosor endometrial. Sin embargo, este método requiere mucho tiempo, ya que requiere tres meses, y no es ampliamente utilizado para la investigación14. En el modelo de lesión térmica inducida, se utiliza un tubo de inseminación artificial para infundir agua precalentada a 85 °C en un lado del asta uterina a través de la confluencia de los dos lados, lo que lo hace más complejo que otros métodos15. El modelo inducido por productos químicos consiste en inyectar etanol al 95% en el cuerno uterino expuesto para dañar todo el endometrio. Este modelo ofrece las ventajas de un bajo costo y un corto período experimental para el estudio de los mecanismos patológicos y tratamientos en TE, pero se utiliza principalmente en ratas y no en ratones 16,17,23. Aunque existen varios modelos animales, especialmente modelos de ratas, cada uno tiene sus limitaciones. Solo pueden simular ciertos aspectos de la TE, y pocos modelos de ratón replican de cerca las características de la enfermedad de la ET y, al mismo tiempo, son convenientes y versátiles para la investigación.
En este contexto, desarrollamos un nuevo modelo de ratón de endometrio delgado (TE) mediante la infusión de etanol al 95% en la cavidad uterina utilizando un enfoque de gradiente de tiempo con un método modificado24 (Figura 1). Los resultados mostraron que todos los ratones desarrollaron con éxito TE cuando el tiempo de infusión osciló entre 1 y 3 minutos, mostrando características típicas como reducción del grosor endometrial, reducción de la glándula y aumento de la fibrosis endometrial. Estos hallazgos sugieren que nuestro modelo de ratón es una herramienta adecuada para el estudio de la TE y puede servir como plataforma para el desarrollo de futuros tratamientos para la TE.
Este estudio fue aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales del Hospital de Obstetricia y Ginecología de Shenzhen Zhongshan (anteriormente Hospital de Urología de Shenzhen Zhongshan), donde se llevaron a cabo todos los experimentos con animales. En este estudio se utilizaron ratones hembra C57BL/6 (de 6 a 8 semanas de edad, peso de 18 a 20 g). Todos los animales se alojaron en un ambiente libre de patógenos específicos (SPF) en la misma habitación y se aclimataron durante una semana antes de los experimentos en una habitación sin patógenos específicos a (22 ± 1) °C bajo un ciclo de luz/oscuridad de 12 horas. Se les proporcionó acceso gratuito a alimentos y agua. Los detalles de los reactivos y equipos utilizados en este estudio se enumeran en la Tabla de Materiales.
1. Identificación del celo
NOTA: La fase estral en ratones es comparable a la fase lútea tardía en humanos, con un revestimiento endometrial relativamente grueso en este momento. La selección de ratones en celo para la inducción del modelo garantiza que se encuentren en un estado fisiológico relativamente constante. Además, los resultados del adelgazamiento endometrial son más pronunciados cuando el grosor del endometrio es relativamente grueso. Para más detalles sobre este procedimiento, consultar los informes publicados anteriormente25,26.
2. Diseño grupal
NOTA: Para evaluar el impacto de varias duraciones de infusión de etanol al 95% en la estabilidad del modelo TE, se establecieron seis grupos de tratamiento. Un grupo se sometió a una cirugía simulada sin administración de etanol para que sirviera como control de los efectos del procedimiento. Los ratones con TE inducida por etanol se dividieron aleatoriamente en cinco grupos de tratamiento según el tiempo de infusión (n = 5 por grupo) de la siguiente manera:
3. Inducción del modelo de TE en ratones
4. Recogida de muestras
5. Deshidratación de tejidos
NOTA: La deshidratación de los tejidos se logra utilizando un procesador automático de tejidos (ver Tabla de Materiales).
6. Inclusión en parafina
NOTA: Realice estos pasos utilizando un centro de inclusión de tejido modular (consulte la Tabla de materiales).
7. Seccionamiento de parafina
8. Tinción de hematoxilina y eosina
NOTA: La tinción con hematoxilina y eosina se realiza utilizando una máquina de tinción de portaobjetos automatizada (consulte la tabla de materiales).
9. Tinción de Masson
10. Imágenes y análisis
11. Análisis estadísticos
Las características clave del endometrio delgado (TE) son la disminución del grosor endometrial y la densidad glandular, junto con el aumento de la fibrosis endometrial. Este método replicó con éxito estas características en los ratones modelo. El análisis de los datos reveló una disminución significativa del grosor endometrial en el grupo de 1 min (222,3 μm ± 13,96 μm vs. 359,2 μm ± 12,41 μm, P < 0,05), el grupo de 2 min (168,7 μm ± 17,57 μm vs. 359,2 μm ± 12,41 μm, P < 0,05) y el grupo de 3 min (131,8 μm ± 3 μm vs. 359,2 μm ± 12,41 μm, P < 0,05) en comparación con el grupo control. Sin embargo, no se observaron diferencias significativas en el grosor endometrial entre los grupos de 2 min y 3 min (168,7 μm ± 17,57 μm vs. 131,8 μm ± 3 μm, P > 0,05) (Figura 3A,B).
El número de glándulas endometriales se redujo significativamente en el grupo de 1 min (4,4 ± 2,38 vs. 24,4 ± 1,6, P < 0,05), en el grupo de 2 min (0,8 ± 0,49 vs. 24,4 ± 1,6, P < 0,05) y en el grupo de 3 min (4,4 ± 3,20 vs. 24,4 ± 1,6, P < 0,05) en comparación con el grupo control (Figura 3A,C). Sin embargo, no se observaron diferencias significativas en el número de glándulas endometriales entre los grupos de 1 minuto, 2 minutos y 3 minutos.
Dado que la TE se produjo después del tratamiento con etanol al 95% durante 7 días, se planteó la hipótesis de que el grosor del endometrio podría estar asociado con la duración de la infusión. Para investigar esto, dos grupos adicionales fueron tratados con etanol al 95% durante 4 min y 5 min, respectivamente. Curiosamente, los resultados mostraron una adherencia uterina severa cuando aumentaba el tiempo de infusión. (Figura 4), con la cavidad uterina volviéndose casi invisible. Además, no se observaron glándulas endometriales en el útero de ratón con el tiempo de infusión prolongado (Figura 4).
Además, el nivel de fibrosis endometrial aumentó con la duración de la infusión de etanol al 95%, como lo confirmó la tinción de Masson, lo que indica una fibrosis excesiva en el endometrio dañado (Figura 5A,B).
Figura 1: Diagrama de flujo del establecimiento del modelo de ratón TE. Todo el procedimiento incluye los siguientes pasos: Primero, se permitió que los ratones se aclimataran durante 1 semana antes del experimento. A continuación, se monitorizaron dos ciclos estrales. A continuación, se seleccionaron los ratones del tercer estro para el establecimiento del modelo inyectando etanol al 95% en la cavidad uterina. Siete días después de la inyección de etanol, se sacrificaron los ratones y se recolectaron los cuernos uterinos para su posterior tinción de HE y análisis de tinción de Masson. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Identificación del celo en ratones. (A) El proestro se caracteriza por el predominio de células epiteliales nucleadas (flecha). (B) El estro se caracteriza por el predominio de células epiteliales queratinizadas anucleadas (asteriscos). (C) El metestro se caracteriza por una combinación de células epiteliales queratinizadas anucleadas y neutrófilos (triángulo). (D) El diestro se caracteriza por una combinación de neutrófilos, células epiteliales nucleadas y un bajo número de células queratinizadas anucleadas. Aumento objetivo de 20x. Barras de escala = 50 μm. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3: Procedimiento para la inducción de TE por infusión de etanol al 95%. (A) Los ratones se anestesian con una máquina de anestesia. (B) Se elimina el vello abdominal. (C) Se realiza una incisión de 1 cm a 1 cm del orificio uretral. (D) El útero está localizado, y un lado del cuerno uterino está expuesto. (E) Las pinzas hemostáticas se aplican en ambos lados del cuerno uterino. (F) Se instila etanol al 95% en el cuerno uterino y luego se enjuaga con solución salina estéril. (G) Se retiran las pinzas y se vuelve a colocar el útero. (H) Se sutura la incisión. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4: Observación de la morfología endometrial en ratones mediante tinción HE al microscopía. (A) Se examinó la morfología del endometrio en los lados lesionado y control. Al útero del lado derecho se le inyectó etanol al 95%, mientras que al útero del lado izquierdo se le inyectó suero fisiológico estéril como control. Barras de escala = 200 μm. (B) Comparación del grosor endometrial entre los grupos Con, 1 min, 2 min y 3 min. (C) Comparación del número de glándulas en el endometrio entre los grupos Con, 1 min, 2 min, 3 min, 4 min y 5 min. Con, control; **P < 0,01, ****P < 0,0001 con ANOVA de un factor. Los datos se representan como la media ± error estándar de la media. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 5: Fibrosis endometrial en el endometrio de ratón. (A) Se utilizó la tinción tricrómica de Masson para evaluar la fibrosis endometrial, donde el color azul indica la distribución de las fibras de colágeno, en los grupos de tratamiento indicados. Barras de escala = 200 μm. (B) Un gráfico de barras resumido muestra el nivel de fibrosis de colágeno entre los diferentes grupos. **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001 con ANOVA de un factor. Los datos se representan como la media ± error estándar de la media. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
La TE se caracteriza por una proliferación celular insuficiente y células disfuncionales, estrechamente relacionadas con la infertilidad, el aborto espontáneo recurrente y las anomalías placentarias 2,3. Desafortunadamente, actualmente no existe una terapia efectiva para la TE. Los modelos animales juegan un papel crucial en el estudio de esta condición. Entre 2014 y 2024, se utilizaron ratas como organismos modelo en el 16,4% de 208.000 estudios (34.200 estudios) y ratones en el 22,7% (47.300 estudios). El creciente uso de ratones en experimentos puede atribuirse a sus ventajas sobre otros modelos, en particular a su potencial en estudios de regeneración 28,29,30. Dada la importancia de la consistencia de los modelos, existe una creciente necesidad de herramientas más compatibles para realizar estudios utilizando ratones como modelos31.
Los métodos comunes para inducir modelos de TE, como se informó en estudios previos, incluyen el rascado11,12, la isquemia14, la lesión inducida térmicamente15 y la lesión inducida por químicos 16,17,23. Para facilitar el uso de modelos animales en estudios de TE y sentar las bases para tratamientos efectivos, Gao et al.24 establecieron por primera vez un modelo de TE en ratas SD inyectando etanol absoluto durante 5 min para dañar el endometrio. Aunque este método restringe el crecimiento endometrial, a menudo conduce a adherencias severas en la cavidad abdominal, con una tasa de supervivencia de solo el 70%.
Anteriormente, el etanol al 95% se usaba predominantemente en ratas debido a su facilidad de aplicación, pero este método generó pocos modelos de ratones para estudios de TE. Después de las observaciones clínicas, una revisión exhaustiva de la literatura, experimentos previos, discusiones repetidas y análisis, se desarrolló un método mejorado con un tiempo de infusión uterina más corto. Las técnicas expertas permiten inyectar etanol al 95% en la cavidad uterina para crear un modelo de TE con diferentes tiempos de infusión.
El modelo de ratón presentado en este estudio se basa en los principios del modelo24 de Gao. Sin embargo, se realizaron varias modificaciones, incluido el acortamiento del tiempo de infusión de etanol y el aumento de la frecuencia de lavado con solución salina. En este modelo, los úteros de ratón se expusieron mediante disección abdominal y se inyectó etanol al 95% en un lado de los cuernos uterinos durante varias duraciones: 1 min, 2 min, 3 min, 4 min y 5 min. Gracias al control preciso sobre el tiempo de infusión de etanol y al procedimiento estandarizado, se lograron datos estables en experimentos con ratones, lo que minimizó las desviaciones debidas a las diferencias individuales entre los ratones.
Los resultados histológicos demuestran cambios claros en el grosor del endometrio, el número de glándulas endometriales y la fibrosis endometrial en diversos grados entre los ratones TE, lo que confirma la fiabilidad del modelo establecido en este estudio 3,6,9. En particular, cuando el tiempo de infusión de etanol superó los 4 min o 5 min, se observaron adherencias intrauterinas severas (AIU). Estos hallazgos sugieren que el modelo de ratón TE puede establecerse de manera efectiva con 1-3 min de infusión de etanol al 95%, mientras que los tiempos de infusión superiores a 3 min pueden inducir un AIU grave.
Hasta la fecha, se han desarrollado varios modelos animales para estudiar la TE, incluidos los modelos de rascado, isquemia, inducidos térmicamente e inducidos químicamente. El modelo de rascado inducido, aunque más fácil de realizar, a menudo conduce a adherencias intrauterinas (AIU) en lugar de TE. El modelo de TE inducida por isquemia requiere una duración mucho más larga que el modelo inducido químicamente, y el método inducido térmicamente es más complejo y difícil de ejecutar en comparación con la inducción química. Aunque el modelo inducido por productos químicos es eficiente en el tiempo y estable, tiene limitaciones potenciales, como traumatismos para los animales y riesgos de infección o muerte debido a una técnica inadecuada. Estos problemas se pueden mitigar con una capacitación y experiencia cuidadosas.
En conclusión, los resultados demuestran que el modelo de ratón TE puede establecerse de manera efectiva inyectando etanol al 95% en la cavidad uterina durante 1-3 minutos. Este enfoque ofrece un método prometedor para estudiar los mecanismos patológicos y los procesos de reparación de la TE, y para desarrollar tratamientos efectivos para los pacientes con esta afección.
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecemos a los árbitros anónimos por sus importantes y útiles comentarios. Este trabajo fue apoyado por el Proyecto de Ciencia y Tecnología de Shenzhen (No. JCYJ20220818103207016) y la Fundación de Investigación Básica y Básica Aplicada de Guangdong (No. 2024A1515010478).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anesthesia Machine | RWD Life Science | R530 | Mobile inhalation anesthesia machine for small animals |
0.9% saline | Hubei Kelun Pharmaceutical | C230817A2 | 10 mL, medical injection |
75% ethanol | LIRCON | 6303060031 | 500 mL, disinfectant reagent |
95% ethanol | Guangzhou Chemical Reagent Factory | 64-17-5 | 500 mL, chemical reagent |
Absorbable sutures | Jinhuan Medical | CR537 | Thickness: 5-0; Length: 90 cm |
Aqueous ammonia | MilliporeSigma | 1336-21-6 | 1000 mL, chemical reagent |
Automatic Tissue Processor | Leica | TP1020 | 100 embedding boxes can be processed at one time |
C57BL/6 mice | Experimental Animal Center of Southern Medical University | ||
Eosin-Y | BASO | BA4024 | 1000 mL, used for the staining of paraffin sections, frozen sections, etc |
Haematoxylin | BASO | BA4041 | 1000 mL, used for the staining of paraffin sections, frozen sections, etc |
HALO Image Analysis Platform | Indica labs | The instrument features ease-of-use and scalability, powerful analytical capabilities, and the fastest processing speed | |
Hemostatic clamps | HUAYON | 18-5021 | 1.8 cm in total length with 0.7 cm jaw |
Hemostatic forceps | HUAYON | 18-5020 | 10 cm in total length |
HistoCore Rotary Microtome | Leica | 149BIO000C1 | Slice thickness ranges from 1 to 60 μm |
Indorphor | ADF | 1005 | 500 mL, disinfectant reagent |
Isoflurane | RWD Life Science | R510-22-10 | 100 mL, active ingredient 100% isoflurane |
Masson's trichrome staining | SOLARBIO | G1340 | 7 × 100 mL for 100 tests |
Microscope slide | Gene Tech | GT100511 | Length: 75 cm; Width: 25 cm |
Modular Tissue Embedding Center | Leica | EG1150 C | The instrument contains a cold stage and a heated paraffin distribution module, providing flexibility for the embedding work |
Natural resin | SAKURA | 4770 | Resin-coated film, Suitable for histology staining |
Olympus SLIDEVIEW VS200 | PANOVUE | VS200 | The instrument captures high-quality virtual slide images and enables advanced quantitative image analysis |
Paraformaldehyde fix solution | Servicebio | G1011 | 500 mL, universal tissue fixative (neutral) |
Surgical forceps | HUAYON | 18-1300 | 2.2 mm straight, 12.5 cm wide |
Surgical scissors | HUAYON | 18-0110 | 10 cm, stainless steel surgical scissors |
Syringe | Kindly | 60017031 | 1 mL, disposable sterile syringe with needle |
Tissue cassettes | CITOTEST | 80106-1100-16 | White; flow-through slots; 0ne-piece integral lid; labeling areas are located on three sides |
Tissue-Tek Prisma Plus | SAKURA | DRS-Prisma-P-JCS | The processing capacity is 60 slides at one time |
Xylene | Guangdong Guanghua Sci-Tech | 1330-20-7 | 1000 mL, organic solvent |
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