Caracterización e impacto de la remodelación vascular por poda capilar en el corazón postnatal de ratón

Abstract

Los plexos vasculares inmaduros, ya sean formados durante el desarrollo o en otros contextos fisiológicos, requieren una remodelación dinámica para generar redes funcionales bien estructuradas que promuevan una óptima perfusión tisular. Uno de los procesos de remodelación más relevante es la poda capilar, definida como la eliminación selectiva de capilares no funcionales para formar una red ramificada jerárquicamente más eficiente. Aunque se sabe que el papel del flujo sanguíneo es clave en la selección e inducción de migración endotelial dirigida durante la poda capilar, aún se desconocen todas sus implicaciones. En este contexto, el análisis de plexos bidimensionales como el de la vasculatura retiniana posnatal ha permitido el estudio de este proceso, así como la identificación de diversos actores moleculares implicados. Sin embargo, la poda capilar no ha sido caracterizada en redes vasculares tridimensionales complejas ni se conoce todavía su impacto funcional en la homeostasis de los tejidos. El desarrollo llevado a cabo en el presente trabajo de una nueva metodología de adquisición y análisis de imágenes 3D, junto a un algoritmo de análisis de densidad endotelial, ha posibilitado la identificación y cuantificación de eventos de poda capilar en la red vascular tridimensional compleja del corazón de ratón postnatal. Esto nos ha permitido caracterizar la poda capilar y su redistribución endotelial durante las dos primeras semanas tras el nacimiento. Además, para analizar el impacto de este proceso, hemos propuesto y validado que los vasodilatadores Losartán y Prazosina modifican los gradientes de flujo sanguíneo fisiológicos y con ello reducen la poda capilar en la vasculatura cardiaca postnatal. El impacto de reducir la poda capilar en estas redes vasculares se ha analizado mediante un algoritmo creado previamente en nuestro laboratorio para la segmentación de la red y el análisis de parámetros y segmentos vasculares, así como la oxigenación tisular. Mediante la cuantificación de estos parámetros y análisis de correlación demostramos que la reducción de la poda capilar por Losartán produce una red vascular menos eficiente en la perfusión y distribución de oxígeno llevando a la hipoxia del corazón. Sin embargo, aunque la Prazosina también reduce la poda capilar, no altera la perfusión cardiaca, debido probablemente al aumento en paralelo de la duplicación capilar. El fenotipado molecular por proteómica muestra que ambos tratamientos alteran el metabolismo y la maduración del tejido cardiaco, así como la proliferación, confirmado también por tinción. Además, estas alteraciones se relacionan con los defectos observados in vivo en la contractilidad muscular y conductividad eléctrica de estos corazones mediante ecografía y electrocardiograma. Este trabajo proporciona nuevas herramientas para el estudio de la poda capilar y confirma experimentalmente que este mecanismo es necesario para la correcta remodelación y jerarquización de las redes vasculares, lo cual se ha comprobado necesario para la perfusión, oxigenación y maduración óptima del corazón postnatal de ratón