Arq Bras CardiolabcArquivos Brasileiros de CardiologiaArq. Bras. Cardiol.0066-782X1678-4170Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC4M3r4FFDb399ggXLmkvBkFJS0066-782X201700080013210.5935/abc.20170097S0066-782X2017005001304Original ArticlesAssessment of Subclinical Doxorubicin-induced Cardiotoxicity in a Rat Model by Speckle-Tracking ImagingKangYuWangWeiZhaoHangQiaoZhiqingShenXuedongHeBenShanghai Jiaotong UniversitySchool of medicineRenji HospitalShanghaiChinaRenji Hospital, School of medicine, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, ChinaShanghai Jiaotong UniversityMailing Address: Yu Kang and Wei Wang contribute equally to this work, Xuedong Shen, N°. 1630 Dongfang Rd, Shanghai, China. E-mail: shenxd@hotmail.com. Ben He, N°. 1630 Dongfang Rd, Shanghai, China. E-mail: heben@medmail.com.cn
Author contributions
Conception and design of the research: Kang Y, Shen X; Acquisition of data: Kang Y, Wang W, Zhao H, Qiao Z; Analysis and interpretation of the data: Kang Y, Wang W, Zhao H; Statistical analysis: Kang Y, Wang W; Obtaining funding, Writing of the manuscript and Critical revision of the manuscript for intellectual content: Kang Y; Supervision: Shen X, He B.
Potential Conflict of Interest
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
10072017Jul-Aug20171092132139121020162001201720022017This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.AbstractBackgrounds:
Despite their clear therapeutic benefits, anthracycline-induced cardiotoxicity is a major concern limiting the ability to reduce morbidity and mortality associated with cancers. The early identification of anthracycline-induced cardiotoxicity is of vital importance to assess the cardiac risk against the potential cancer treatment.
Objective:
To investigate whether speckle-tracking analysis can provide a sensitive and accurate measurement when detecting doxorubicin-induced left ventricular injury.
Methods:
Wistar rats were divided into 4 groups with 8 rats each, given doxorubicin intraperitoneally at weekly intervals for up to 4 weeks. Group 1: 2.5 mg/kg/week; group 2: 3 mg/kg/week; group 3: 3.5mg/kg/week; group 4: 4mg/kg/week. An additional 5 rats were used as controls. Echocardiographic images were obtained at baseline and 1 week after the last dose of treatment. Radial (Srad) and circumferential (Scirc) strains, radial (SRrad) and circumferential (SRcirc) strain rates were analyzed. After the experiment, cardiac troponin I (cTnI) was analyzed and the heart samples were histologically evaluated.
Results:
After doxorubicin exposure, LVEF was significantly reduced in group 4 (p = 0.006), but remained stable in the other groups. However, after treatment, Srads were reduced in groups 2, 3 and 4 (p all < 0.05). The decrease in Srads was correlated with cTnI (rho = -0.736, p = 0.000) and cardiomyopathy scores (rho = -0.797, p = 0.000).
Conclusion:
Radial strain could provide a sensitive and noninvasive index in early detection of doxorubicin-induced myocardial injury. The changes in radial strain had a significant correlation with myocardial lesions and serum cardiac troponin I levels, indicating that this parameter could accurately evaluate cardiotoxicity severity.
Keywords:CardiotoxicinsOxidative StressDoxorubicinEchocardiography, DopplerTroponin INational Natural Science Foundation of China81401411Shanghai Natural Science Foundation14ZR142520016ZR1420600This study was funded by National Natural Science Foundation of China (N° 81401411) and Shanghai Natural Science Foundation (N° 14ZR1425200, 16ZR1420600).Introduction
Cardiotoxicity, which may result from cardiac oxidative stress, is the main limiting factor of the anticancer therapy using anthracycline.1 Noninvasive techniques for the identification of patients who are at high risk of developing anthracycline-induced cardiomyopathy are critically important for the prevention and management of this complication.
Currently, two-dimensional speckle-tracking imaging (STI), based on tracking local image details from frame to frame throughout the cardiac cycle, has been reported as a simple and accurate method for the assessment of left ventricular mechanics.2-5 It has been applied for early detection of myocardial injury in ischemic heart disease or various cardiomyopathies in both humans and experimental animals, allowing more accurate measurements of regional myocardial systolic performance.6-10
The purpose of this study was to determine, by means of an experimental rat model using doxorubicin, whether STI could provide a more sensitive and accurate measurement in detecting left ventricular injury.
MethodsAnimal treatment
This protocol was approved by the Animal Care and Use Committee of the Shanghai Jiaotong University and was in compliance with the "Guide for the Care and Use of Laboratory Animals" published by the National Academy Press. Thirty-seven adult male Wistar rats, weighing 250.4 ± 4.3 g, were housed at constant temperature, with freely available food and water. The sample size calculation was performed based on the following assumptions: after anthracycline exposure, the difference in strain values was 20% between groups, the standard deviation within the group was 10%, power was 0.80, and the significance level was 0.05. As a result, we calculated a required sample size of 8 rats in each treatment group. Rats were randomized into 4 groups with 8 rats each, based on the process published by Martin RA et al.,11 given doxorubicin intraperitoneally at weekly intervals for up to 4 weeks. Group 1: 2.5 mg/kg/week, total dose 10 mg/kg; group 2: 3 mg/kg/week, total dose 12 mg/kg; group 3: 3.5mg/kg/week, total dose 14 mg/kg; group 4: 4 mg/kg/week, total dose 16 mg/kg. An additional 5 rats were used as controls, which received 1 mL of 0.9% saline solution intraperitoneally.
Echocardiography protocol
Images were obtained at baseline and 1 week after the last dose of anthracycline treatment. Rats were anesthetized by an intraperitoneal injection of 10% chloral hydrate at a dose of 0.3 ml/Kg. The rats were put in left lateral decubitus position and scanned using a commercially available echo-scanner, the Vivid ultrasound cardiovascular system (GE Healthcare Inc., Horten, Norway.), using a 10S (11.5MHz) phased array pediatric transducer and a cardiac application with high temporal and spatial resolution. The transmission frequency was 10MHz, the depth 2.5 cm, and the frame rate was 225 frames per second. The standard two-dimensional (2D) short-axis images acquired at the papillary muscle level were digitally stored for further off-line analysis. Left ventricular dimensions were measured using M-mode echocardiography through the short-axis view of the mid-papillary level and left ventricular ejection fraction (LVEF) was calculated using the Teicholz method.
EchoPAC 11.0 (GE Healthcare In,. Norway) was used for radial strain (Srad), circumferential strain (Scirc), radial strain rate (SRrad), and circumferential strain rate (SRcirc) analysis. This 2D-strain program tracked the movement of strong reflectors that were observed in the B-mode images, frame by frame, after segmenting the ventricular silhouette into six segments. The endocardial border was marked, while the outer border was adjusted to fit the epicardial contour. The software automatically tracked and computed strain and strain rate in radial and circumferential directions throughout the cardiac cycle. Peak systolic Srad, Scirc, SRrad and SRcirc were obtained from 6 segments of the papillary muscle levels. Data of at least three distinct cardiac cycles were averaged.
Histological study
One week after the end of the doxorubicin administration, the animals were euthanized with an overdose of chloral hydrate. Blood samples were collected for determination of serum levels of cardiac troponin I (cTnI). Left ventricles at the level of papillary muscles were fixed in phosphate-buffered 10% formalin, embedded in paraffin, and sectioned at a thickness of 5µm. These sections were stained with hematoxylin and eosin. The frequency and severity of myocardial lesions induced by doxorubicin were assessed semiquantitatively by light microscopic examination. The changes were graded based on the number of myocytes showing myofibrillar loss and cytoplasmic vacuolization (score from 0 to 3 according to Billingham.12) Animals that died spontaneously during the study also underwent necropsy, but they were not included in the data analysis.
Serum levels of cTnI
Blood samples were centrifuged and the serum samples were frozen at -80°C until analyzed. Serum concentrations were determined by immunoassay (Denley Dragon Wellscan MK 3, Thermo, Finland). The cardiomyopathy scores were calculated by an expert and cTnI levels were recorded by a technician, who were blinded to the experimental process and echocardiographic data.
Statistical analysis
Continuous variables close to a normal distribution were expressed as the mean ± standard deviation. Non-normal, skewed data were expressed as medians and boundaries of interquartile ranges. One sample K-S test was used to determine the normality of data. Differences in echocardiographic data before and after treatment, and between each group were determined using repeated measure ANOVA analysis. Values of cTnI levels and cardiomyopathy scores between each group were analyzed by Kruskal Wallis test. Spearman analysis was used in determining the correlation between strain values, cTnI and cardiomyopathy scores. Data were analyzed using the SPSS software, version 16.0 (SPSS, Inc, Chicago, IL, USA). A value of p < 0.05 was considered significant.
ResultsGeneral toxicity and gross anatomic changes
One of the rats from group 3 died after the third dose of doxorubicin. No terminal blood sample of this animal was available, and thus it was excluded from the study. At the necropsy, excessive amounts of pericardial and peritoneal fluids were observed in 4 of 8 animals from group 2, in 6 of 7 animals from group 3 and all animals from group 4. Excess fluid was also observed in the animal that died spontaneously. Accumulation of fluid was not found in the animals from group 1 and animals that received saline solution.
Systolic functions
There was no significant difference in LVEF at baseline between the groups. After doxorubicin exposure, LVEF reduced from 85.50 ± 1.06% to 82.50 ± 1.85% (p = 0.006) in animals given 16mg/kg doxorubicin. However, LVEF in the other animals receiving lower doses of doxorubicin showed no statistical difference before and after treatment (Table 1).
LVEF and speckle-tracking indices in doxorubicin-treated and control rats
Data on the strain and strain rate values in animals in the various treatment groups were summarized in Table 1. Baseline characteristics of doxorubicin-treated animals were similar to those of controls. Radial strains reduced after treatment in animals of group 2, group 3, and group 4 (from 52.1 ± 5.6% to 43.2 ± 5.7%, 52.5 ± 5.1% to 38.6 ± 4.8% and 52.3 ± 7.3% to 34.6 ± 7.4% respectively, all p values < 0.05). Circumferential strain reduced from -17.4 ± 2.1% to -14.1 ± 1.8% in group 4 after treatment (p = 0.004). The reduction of radial strains induced by doxorubicin was dose-related (p = 0.000). Radial strain rate and circumferential strain rate remained stable after exposure, regardless of the doxorubicin doses (Table 1, Figure 1).
Radial strain curves obtained at the short-axis view of rats after doxorubicin treatment. A: rat from group 1, radial strain = 55.23%; B: rat from group 2, radial strain = 41.63%; C: rat from group 3, radial strain = 29.71%; D: rat from group 4, radial strain = 24.95%.
Myocardial pathology
Animals treated with doxorubicin developed cardiac lesions that could be identified on light microscopy evaluation. The characteristics of these lesions, cytoplasmic vacuolization and myofibrillar loss, have been previously observed in animal models, as well as in human patients who received anthracycline chemotherapy.13,14 Data on the incidence and severity of the myocardial lesions were summarized in Table 2. The severity of these lesions was significantly higher in group 3 and 4 (who received 14 mg/kg and 16 mg/kg doxorubicin, respectively) than those who received either 12 mg/kg or 10 mg/kg doxorubicin. The hearts of all animals from the control group were normal (Figure 2).
Cardiomyopathy scores in Wistar rats treated with doxorubicin for 4 weeks
Dose of doxorubicin (mg/kg/w)
No. of animals
Cardiomyopathy score
0
1
1.5
2
2.5
3
4*
8
0
2
3
3
0
0
3.5†
7
2
2
2
1
0
0
3
8
4
2
2
0
0
0
2.5
8
6
2
0
0
0
0
Saline control
5
5
0
0
0
0
0
Cardiomyopathy scores are based on the percentage of myocytes showing cytoplasmic vacuolization and/or myofibrillar loss and are graded from 0 to 3 as follows: 0 = no alterations, 1 ≤ 5%, 1.5 = 5% to 15%, 2.0 = 16% to 25%, 2.5 = 26% to 35%, and 3 ≥ 35%.
Cardiomyopathy scores were significantly (p < 0.05) higher than in those receiving 3 mg/kg/w or less doxorubicin.
Cardiomyopathy scores were significantly (p < 0.05) higher than in those receiving 2.5 mg/kg/w or less doxorubicin.
Myocardial changes after doxorubicin treatment at the light microscopy level (× 400). Vacuolization of the cytoplasm, loss of myofbrils was more severe in rats from group 4 (D). A: rat from group 1; B: rat from group 2; C: rat from group 3; D: rat from group 4.
Levels of cTnI
The levels of cTnI in the control group and groups 1,2,3, and 4 were 7.62 (3.06) ng/mL, 6.92 (4.04) ng/mL, 17.03 (8.46) ng/mL, 22.57 (12.21) ng/mL and 34.93 (11.24) ng/mL, respectively. As shown in Figure 3, the serum cTnI levels in group 1 were not significantly different from those of the control group. However, compared with those of the animals that received saline, cTnI levels significantly increased with the rise of total cumulative doses of doxorubicin (Figure 3).
Scatter diagram of serum levels of cTnI in individual rat. *: p < 0.05 compared with that of baseline.
Correlations between strain values, cTnI levels and histological lesions
The decrease in radial strains exhibited a clear correlation with the cTnI levels (Spearman’s correlation rho = -0.736, p = 0.000) (Figure 4) and with cardiomyopathy scores (Spearman’s correlation rho = -0.797, p = 0.000) (Figure 5).
Correlations between radial strains and cTnI levels.
Correlations between radial strains and cardiomyopathy scores.
Discussion
Anthracycline remains a commonly used chemotherapy agent. However, the clinical efficacy is undermined by potential life-threatening cardiotoxicity.1 An accurate and noninvasive method for early monitoring of cardiac injury is of vital importance to guide preventive and therapeutic strategies in reducing cardiotoxicity. In this study, we proposed a novel use of speckle-tracking imaging for the assessment of subclinical myocardial injury after anthracycline treatment. In clinical practice, LVEF monitoring is the most important clinical diagnostic tool in the recognition of cardiac dysfunction.15,16 However, they are somewhat insensitive in detecting early signs of cardiac stress, myocardial injury, and changes in myocardial compliance. In the present study, even though myocardial lesions and elevation of serum cTnI levels were observed after the treatment, LVEF remained stable and within the normal range, showing that LVEF was insensitive in early detection of myocardial injury.
Strain is a dimensionless parameter representing the deformation of a myocardial segment in relation to its original dimensions within a systolic time-frame. Early studies reported that the reduction in left ventricular function, caused by anthracycline, could be assessed by strain and strain rate indices when measured by Doppler imaging.17 With the advantages of angle independence, speckle-tracking imaging, a relatively new and more comprehensive technique, could assess both regional and global left ventricular myocardial deformation in three dimensions, providing reliable and sensitive parameters for early cardiac injury detection. Shi et al.18 found that radial strain analysis based on STI could detect acute allograft rejection in a rat heart transplant model, which was more sensitive than conventional echocardiographic parameters. In a rat model of athlete’s heart, speckle-tracking based strain values correlated well with pressure-volume loop-deprived contractility indices.8 Previous studies observed that strains decreased significantly after epirubicin treatment, although conventional echocardiographic parameters remained stable and within normal range.19
We demonstrated that in our animal model, radial strain was more sensitive than left ventricular ejection fraction in the assessment of cardiac injury at an early stage, which was confirmed by histological examination and serum cTnI. Chemotherapy-induced cardiotoxicity has a regional pattern,20,21 which could explain the increased sensitivity of strain values compared with the LVEF in the detection of early cardiotoxicity. In addition, we found that the changes in radial strain exhibited a clear correlation with histological lesions and elevation of cTnI levels, indicating that radial strain could accurately evaluate cardiotoxicity severity.
STI has a better spatial resolution in comparison with the tissue-Doppler imaging-based technique.22 In clinical use, frame rates > 90 frames/s often lead to poor speckle-tracking.23 However, because of their faster heart rates, higher frame rates are necessary in rodents. Transducer frequency, sector width and depth, as well as the number of crystals within the transducer will have an impact on scan line resolution, which will in turn affect the quality of speckle-tracking. With high crystal density over a very small sector width and depth, our 11.5 MHz transducer can obtain good images at high frame rates, with no loss of scan line resolution.
Limitations
Cardiac imaging of the left ventricle in rodents is limited to a few echocardiographic views. Although it is possible to obtain an apical 4-chamber view, the lateral wall is rarely visualized.24,25 The image quality of the longitudinal view was poor and, therefore, we could not provide data about the longitudinal function.
The type of anesthesia can influence heart rate and intrinsic myocardial contractility. However, in this study, all animal including the treated and control groups underwent the same anesthesia procedure in order to limit the effect of anesthesia on cardiac function analysis. The frame rate related to the heart cycle duration used in this study was lower than studies performed in humans or large animals. Of note, we had similar frame rates as in recent experiments in a rat model of myocardial infarction and acute rejection.18
Conclusion
Radial strain based on speckle-tracking imaging can provide a sensitive and noninvasive strategy in early detection of doxorubicin-induced myocardial injury.
Sources of Funding
This study was funded by National Natural Science Foundation of China (N° 81401411) and Shanghai Natural Science Foundation (N° 14ZR1425200, 16ZR1420600).
Study Association
This study is not associated with any thesis or dissertation work.
References1 Barry E, Alvarez JA, Scully RE, Miller TL, Lipshultz SE. Anthracycline-induced cardiotoxicity: course, pathophysiology, prevention and management. Expert Opin Pharmacother. 2007;8(8):1039-58.BarryEAlvarezJAScullyREMillerTLLipshultzSEAnthracycline-induced cardiotoxicity: course, pathophysiology, prevention and managementExpert Opin Pharmacother200788103910582 Amundsen BH, Helle-Valle T, Edvardsen T, Torp H, Crosby J, Lyseggen E, et al. Noninvasive myocardial strain measurement by speckle tracking echocardiography: validation against sonomicrometry and tagged magnetic resonance imaging. . 2006;47(4):789-93.AmundsenBHHelle-ValleTEdvardsenTTorpHCrosbyJLyseggenENoninvasive myocardial strain measurement by speckle tracking echocardiography: validation against sonomicrometry and tagged magnetic resonance imaging20064747897933 Cho GY, Chan J, Leano R, Strudwick M, Marwick TH. Comparison of two-dimensional speckle and tissue velocity based strain and validation with harmonic phase magnetic resonance imaging. Am J Cardiol. 2006;97(11):1661-6.ChoGYChanJLeanoRStrudwickMMarwickTHComparison of two-dimensional speckle and tissue velocity based strain and validation with harmonic phase magnetic resonance imagingAm J Cardiol20069711166116664 Helle-Valle T, Crosby J, Edvardsen T, Lyseggen E, Amundsen BH, Smith HJ, et al. New noninvasive method for assessment of left ventricular rotation: speckle tracking echocardiography. . 2005;112(20):3149-56.Helle-ValleTCrosbyJEdvardsenTLyseggenEAmundsenBHSmithHJNew noninvasive method for assessment of left ventricular rotation: speckle tracking echocardiography200511220314931565 Reisner SA, Lysyansky P, Agmon Y, Mutlak D, Lessick J, Friedman Z. Global longitudinal strain: a novel index of left ventricular systolic function. . 2004;17(6):630-3.ReisnerSALysyanskyPAgmonYMutlakDLessickJFriedmanZGlobal longitudinal strain: a novel index of left ventricular systolic function20041766306336 Bachner-Hinenzon N, Shlomo L, Khamis H, Ertracht O, Vered Z, Malka A, et al. Detection of small subendocardial infarction using speckle tracking echocardiography in a rat model. Echocardiography. 2016;33(10):1571-8.Bachner-HinenzonNShlomoLKhamisHErtrachtOVeredZMalkaADetection of small subendocardial infarction using speckle tracking echocardiography in a rat modelEchocardiography20163310157115787 Bachner-Hinenzon N, Ertracht O, Malka A, Leitman M, Vered Z, Binah O, et al. Layer-specific strain analysis: investigation of regional deformations in a rat model of acute versus chronic myocardial infarction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2012;303(5):H549-58.Bachner-HinenzonNErtrachtOMalkaALeitmanMVeredZBinahOLayer-specific strain analysis: investigation of regional deformations in a rat model of acute versus chronic myocardial infarctionAm J Physiol Heart Circ Physiol20123035H549H5588 Kovács A, Oláh A, Lux Á, Mátyás C, Németh BT, Kellermayer D, et al. Strain and strain rate by speckle-tracking echocardiography correlate with pressure-volume loop-derived contractility indices in a rat model of athlete's heart. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2015;308(7):H743-8.KovácsAOláhALuxÁMátyásCNémethBTKellermayerDStrain and strain rate by speckle-tracking echocardiography correlate with pressure-volume loop-derived contractility indices in a rat model of athlete's heartAm J Physiol Heart Circ Physiol20153087H743H7489 Mor M, Mulla W, Elyagon S, Gabay H, Dror S, Etzion Y, et al. Speckle-tracking echocardiography elucidates the effect of pacing site on left ventricular synchronization in the normal and infarcted rat myocardium. PLoS One. 2014;9(6):e99191.MorMMullaWElyagonSGabayHDrorSEtzionYSpeckle-tracking echocardiography elucidates the effect of pacing site on left ventricular synchronization in the normal and infarcted rat myocardiumPLoS One201496e9919110 Koshizuka R, Ishizu T, Kameda Y, Kawamura R, Seo Y, Aonuma K. Longitudinal Strain Impairment as a Marker of the Progression of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction in a Rat Model. J Am Soc Echocardiogr. 2013;26(3):316-23.KoshizukaRIshizuTKamedaYKawamuraRSeoYAonumaKLongitudinal Strain Impairment as a Marker of the Progression of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction in a Rat ModelJ Am Soc Echocardiogr201326331632311 Martin RA, Daly A, DiFonzo CJ, de la Iglesia FA. Randomization of animals by computer program for toxicity studies. J Environ Pathol Toxicol Oncol. 1986;6(5-6):143-52.MartinRADalyADiFonzoCJde la IglesiaFARandomization of animals by computer program for toxicity studiesJ Environ Pathol Toxicol Oncol198665-614315212 Billingham ME. Role of endomyocardial biopsy in diagnosis and treatment of heart disease. In: Silver MD. (editor). Cardiovascular pathology. New York: Churchill Livingstone; 1991. p. 1465-86.BillinghamMERole of endomyocardial biopsy in diagnosis and treatment of heart diseaseSilverMDCardiovascular pathologyNew YorkChurchill Livingstone19911465148613 Ferrans VJ, Sanchez JA, Herman EH. Pathologic anatomy of animal models of anthracycline-induced cardiotoxicity. In: Muggia FM, Green MD, Speyer JL. (editors). Cancer treatment and the heart. Baltimore: The Johns Hopkins University Press; 1992. p. 89-113.FerransVJSanchezJAHermanEHPathologic anatomy of animal models of anthracycline-induced cardiotoxicityMuggiaFMGreenMDSpeyerJLCancer treatment and the heartBaltimoreThe Johns Hopkins University Press19928911314 Ferrans VJ, Sanchez JA, Herman EH. Role of myocardial biopsy in the diagnosis of anthracycline toxicity. (1992). In: Muggia FM, Green MD, Speyer JL (editors). Cancer treatment and the heart. Baltimore: The Johns Hopkins University Press; 1992. p. 198-216.FerransVJSanchezJAHermanEHRole of myocardial biopsy in the diagnosis of anthracycline toxicity1992MuggiaFMGreenMDSpeyerJLCancer treatment and the heartBaltimoreThe Johns Hopkins University Press199219821615 Villani F, Meazza R, Materazzo C. Non-invasive monitoring of cardiac hemodynamic parameters in doxorubicin-treated patients: comparison with echocardiography. . 2006;26(1B):797-801.VillaniFMeazzaRMaterazzoCNon-invasive monitoring of cardiac hemodynamic parameters in doxorubicin-treated patients: comparison with echocardiography2006261B79780116 Walker J, Bhullar N, Fallah-Rad N, Lytwyn M, Golian M, Fang T, et al. Role of three-dimensional echocardiography in breast cancer: comparison with two-dimensional echocardiography, multiple-gated acquisition scans, and cardiac magnetic resonance imaging. . 2010;28(21):3429-36.WalkerJBhullarNFallah-RadNLytwynMGolianMFangTRole of three-dimensional echocardiography in breast cancer: comparison with two-dimensional echocardiography, multiple-gated acquisition scans, and cardiac magnetic resonance imaging201028213429343617 Piegari E, Di Salvo G, Castaldi B, Vitelli MR, Rodolico G, Golino P, et al. Myocardial strain analysis in a doxorubicin-induced cardiomyopathy model. 2008;34(3):370-8.PiegariEDi SalvoGCastaldiBVitelliMRRodolicoGGolinoPMyocardial strain analysis in a doxorubicin-induced cardiomyopathy model200834337037818 Shi J, Pan C, Shu X, Sun M, Yang Z, Zhu S, et al. The role of speckle tracking imaging in the noninvasive detection of acute rejection after heterotopic cardiac transplantation in rats. 2011;66(6):779-85.ShiJPanCShuXSunMYangZZhuSThe role of speckle tracking imaging in the noninvasive detection of acute rejection after heterotopic cardiac transplantation in rats201166677978519 Kang Y, Cheng L, Li L, Chen H, Sun M, Wei Z, et al. Early detection of anthracycline-induced cardiotoxicity using two-dimensional speckle tracking echocardiography. Cardiol J. 2013;20:592-599.KangYChengLLiLChenHSunMWeiZEarly detection of anthracycline-induced cardiotoxicity using two-dimensional speckle tracking echocardiographyCardiol J20132059259920 Ho E, Brown A, Barrett P, Morgan RB, King G, Kennedy MJ, et al. Subclinical anthracycline- and trastuzumab-induced cardiotoxicity in the long-term follow-up of asymptomatic breast cancer survivors: a speckle tracking echocardiographic study. Heart. 2010,96(9):701-7.HoEBrownABarrettPMorganRBKingGKennedyMJSubclinical anthracycline- and trastuzumab-induced cardiotoxicity in the long-term follow-up of asymptomatic breast cancer survivors: a speckle tracking echocardiographic studyHeart201096970170721 Perel RD, Slaughter RE, Strugnell WE. Subendocardial late gadolinium enhancement in two patients with anthracycline cardiotoxicity following treatment for Ewing’s sarcoma. 2006;8(6):789-91.PerelRDSlaughterREStrugnellWESubendocardial late gadolinium enhancement in two patients with anthracycline cardiotoxicity following treatment for Ewing’s sarcoma20068678979122 Dandel M, Hetzer R. Echocardiographic strain and strain rate imaging--clinical applications. Int J Cardiol. 2009;132(1):11-24.DandelMHetzerREchocardiographic strain and strain rate imaging--clinical applicationsInt J Cardiol20091321112423 Suffoletto MS, Dohi K, Cannesson M, Saba S, Gorcsan J 3rd. Novel speckle tracking radial strain from routine black-and-white echocardiographic images to quantify dyssynchrony and predict response to cardiac resynchronization therapy. 2006;113(7):960-8.SuffolettoMSDohiKCannessonMSabaSGorcsanJ3rdNovel speckle tracking radial strain from routine black-and-white echocardiographic images to quantify dyssynchrony and predict response to cardiac resynchronization therapy2006113796096824 Hirano T, Asanuma T, Azakami R, Okuda K, Ishikura F, Beppu S. Noninvasive quantification of regional ventricular function in rats: assessment of serial change and spatial distribution using ultrasound strain analysis. J Am Soc Echocardiogr. 2005;18(9):907-12.HiranoTAsanumaTAzakamiROkudaKIshikuraFBeppuSNoninvasive quantification of regional ventricular function in rats: assessment of serial change and spatial distribution using ultrasound strain analysisJ Am Soc Echocardiogr200518990791225 Neilan TG, Jassal DS, Perez-Sanz TM, Raher MJ, Pradhan AD, Buys ES, et al. Tissue Doppler imaging predicts left ventricular dysfunction and mortality in a murine model of cardiac injury. Eur Heart J. 2006;27(15):1868-75.NeilanTGJassalDSPerez-SanzTMRaherMJPradhanADBuysESTissue Doppler imaging predicts left ventricular dysfunction and mortality in a murine model of cardiac injuryEur Heart J2006271518681875Artigos OriginaisAvaliação de Cardiotoxicidade Subclínica Induzida por Doxorrubicina em um Modelo de Rato por Speckle-TrackingKangYuWangWeiZhaoHangQiaoZhiqingShenXuedongHeBenRenji Hospital, School of medicine, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, ChinaCorrespondência: Yu Kang and Wei Wang contribute equally to this work, Xuedong Shen, No. 1630 Dongfang Rd, Shanghai, China. E-mail: shenxd@hotmail.com. Ben He, No. 1630 Dongfang Rd, Shanghai, China. E-mail: heben@medmail.com.cn
Contribuição dos autores
Concepção e desenho da pesquisa: Kang Y, Shen X; Obtenção de dados: Kang Y, Wang W, Zhao H, Qiao Z; Análise e interpretação dos dados: Kang Y, Wang W, Zhao H; Análise estatística: Kang Y, Wang W; Obtenção de financiamento, Redação do manuscrito e Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Kang Y; Supervisão: Shen X, He B.
Potencial conflito de interesses
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
ResumoFundamento:
Apesar dos seus claros benefícios terapêuticos, a cardiotoxicidade induzida pela antraciclina é uma grande preocupação que limita a capacidade de reduzir a morbidade e mortalidade associadas com cânceres. A identificação precoce da cardiotoxicidade induzida por antraciclina é de vital importância para o equilíbrio entre o risco cardíaco e o potencial tratamento do câncer.
Objetivo:
Investigar se a análise por speckle-tracking pode fornecer uma medida sensível e precisa na detecção de lesão ventricular esquerda induzida por doxorrubicina.
Métodos:
Ratos Wistar foram divididos em 4 grupos de 8 ratos cada, e doxorrubicina foi administrada intraperitonealmente em intervalos semanais de até 4 semanas. Grupo 1: 2,5 mg/kg/semana; Grupo 2: 3 mg/kg/semana; Grupo 3: 3,5 mg/kg/semana; Grupo 4: 4 mg/kg/semana. Foram utilizados 5 ratos adicionais como controles. As imagens ecocardiográficas foram obtidas na linha basal e 1 semana após a última dose do tratamento. Foram analisados o strain radial (Srad) e circunferencial (Scirc) e as taxas de strain radial (TSrad) e circunferencial (TScirc). Após o experimento, a troponina cardíaca I (cTnI) foi analisada e as amostras cardíacas foram avaliadas histologicamente.
Resultados:
Após a exposição à doxorrubicina, a FEVE foi significativamente reduzida no grupo 4 (p = 0,006), mas permaneceu estável nos outros grupos. Entretanto, após o tratamento, os Srads foram reduzidos nos grupos 2, 3 e 4 (p < 0,05). A diminuição dos Srads foi correlacionada com cTnI (rho = -0,736, p = 0,000) e os escores de cardiomiopatia (rho = -0,797, p = 0,000).
Conclusão:
O strain radial pode fornecer um índice sensível e não-invasivo na detecção precoce da lesão miocárdica induzida pela doxorrubicina. As alterações do strain radial apresentaram correlação significativa com lesões miocárdicas e níveis séricos de troponina I cardíaca, indicando que esse parâmetro pode avaliar com precisão a gravidade da cardiotoxicidade.
A cardiotoxicidade, que pode ser o resultado do estresse oxidativo cardíaco, é o principal fator limitante da terapia anticancerígena com antraciclina.1 Técnicas não-invasivas para a identificação de pacientes com alto risco de desenvolver cardiomiopatia induzida por antraciclina são de importância crítica para a prevenção e tratamento dessa complicação. Atualmente, a avaliação de imagem bidimensional por speckle-tracking (STI), baseada no rastreamento de detalhes da imagem local quadro a quadro ao longo do ciclo cardíaco, tem sido considerada como um método simples e preciso para a avaliação da mecânica do ventrículo esquerdo.2-5 Tem sido aplicada para a detecção precoce de lesão miocárdica em cardiopatia isquêmica ou várias cardiomiopatias, tanto em humanos como em modelos animais experimentais, permitindo medidas mais precisas do desempenho sistólico regional do miocárdio.6-10
O objetivo desse estudo foi determinar, através de um modelo de rato experimental usando doxorrubicina, se o STI poderia fornecer uma medida mais sensível e precisa na detecção de lesão ventricular esquerda.
MétodosTratamento de animais
Este protocolo foi aprovado pelo Comitê de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Jiaotong de Xangai, e estava em conformidade com o "Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório", publicado pela Academia Nacional de Imprensa. Trinta e sete ratos Wistar machos adultos, pesando 250,4 ± 4,3 g, foram alojados em um local com temperatura constante e alimento e água disponíveis livremente. O cálculo do tamanho da amostra foi realizado com base nos seguintes pressupostos: após a exposição à antraciclina, a diferença de valores de strain foi de 20% entre os grupos, o desvio padrão dentro do grupo foi de 10%, o poder foi de 0,80, e o nível de significância foi de 0,05. Como resultado, calculamos um tamanho de amostra necessário de 8 ratos em cada grupo de tratamento. Os ratos foram distribuídos aleatoriamente em 4 grupos de 8 ratos cada, com base no processo publicado por Martin RA et al.,11 com administração de doxorrubicina por via intraperitoneal em intervalos semanais de até 4 semanas. Grupo 1: 2,5 mg/kg/semana, dose total de 10 mg/kg; Grupo 2: 3 mg/kg/semana, dose total de 12 mg/kg; Grupo 3: 3,5 mg/kg/semana, dose total de 14 mg/kg; Grupo 4: 4 mg/kg/semana, dose total de 16 mg/kg. Utilizaram-se 5 ratos adicionais como controles, aos quais foi administrada 1 mL de solução salina a 0,9% por via intraperitoneal.
Protocolo ecocardiográfico
As imagens foram obtidas na linha basal e 1 semana após a última dose de tratamento com antraciclina. Os ratos foram anestesiados com uma injeção intraperitoneal de hidrato de cloral a 10% em uma dose de 0,3 mL/Kg. Os ratos foram colocados em decúbito lateral esquerdo e examinados utilizando-se um eco-escâner comercialmente disponível, Vivid ultrasound cardiovascular system (GE Healthcare Inc., Horten, Noruega), com um transdutor pediátrico com arranjo de fase 10S (11,5MHz) e aplicação cardíaca de alta resolução temporal e espacial. A frequência de transmissão foi de 10 MHz, a profundidade de 2,5 cm e a taxa de quadros foi de 225 quadros por segundo. As imagens bidimensionais (2D) padrão de eixo curto, adquiridas a nível do músculo papilar, foram armazenadas digitalmente para posterior análise off-line. As dimensões do ventrículo esquerdo foram medidas utilizando ecocardiografia no modo M no corte de eixo curto do nível papilar médio, e a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) foi calculada pelo método de Teicholz.
Utilizou-se o EchoPAC 11.0 (GE Healthcare In, Noruega) para a análise de strain radial (Srad), strain circunferencial (Scirc), taxa de strain radial (TSrad) e circunferencial (TScirc). Este programa de strain em 2D monitorou o movimento de refletores fortes que foram observados nas imagens no modo B, quadro a quadro, após segmentar a silhueta ventricular em seis segmentos. A borda endocárdica foi marcada, enquanto a borda externa foi ajustada para se adequar ao contorno epicárdico. O software automaticamente rastreou e calculou o strain e a taxa de strain nas direções radial e circunferencial ao longo do ciclo cardíaco. O pico sistólico do Srad, Scirc, TSrad e TScirc foi obtido a partir de 6 segmentos a nível dos músculos papilares. Foram calculados os dados de pelo menos três ciclos cardíacos distintos.
Estudo histológico
Uma semana após o fim da administração de doxorrubicina, os animais foram sacrificados com uma superdosagem de hidrato de cloral. Foram colhidas amostras de sangue para determinação dos níveis séricos de troponina I cardíaca (cTnI). Os ventrículos esquerdos a nível dos músculos papilares foram fixados em formalina tamponada com fosfato a 10%, embebida em parafina e seccionados com espessura de 5 µm. Essas seções foram coradas com hematoxilina e eosina. A frequência e a gravidade das lesões miocárdicas induzidas pela doxorrubicina foram avaliadas semiquantitativamente por microscopia óptica. As alterações foram classificadas com base no número de miócitos mostrando perda miofibrilar e vacuolização citoplasmática (pontuação de 0 a 3 de acordo com Billingham.12) Animais que morreram espontaneamente durante o estudo também foram submetidos à necropsia, mas não foram incluídos na análise dos dados.
Níveis séricos de cTnI
As amostras de sangue foram centrifugadas e as amostras de soro foram congeladas a -80°C até serem analisadas. As concentrações séricas foram determinadas por imunoensaio (Denley Dragon Wellscan MK 3, Thermo, Finlândia). Os escores de cardiomiopatia foram calculados por um especialista e os níveis de cTnI foram registrados por um técnico, cegado para o processo experimental e dados ecocardiográficos.
Análise estatística
As variáveis contínuas próximas a uma distribuição normal foram expressas como média ± desvio padrão. Os dados não-normais, assimétricos, foram expressos como medianas e intervalos interquartis. Utilizou-se o teste K-S para uma amostra para determinar a normalidade dos dados. As diferenças em dados ecocardiográficos antes e após o tratamento, e entre cada grupo, foram determinadas utilizando-se a análise de variância (ANOVA) de medidas repetidas. Os valores dos níveis de cTnI e os escores de cardiomiopatia entre cada grupo foram analisados pelo teste de Kruskal-Wallis. A análise de Spearman foi utilizada na determinação da correlação entre valores de strain, cTnI e cardiomiopatia. Os dados foram analisados através do software SPSS, versão 16.0 (SPSS, Inc, Chicago, IL, EUA). Um valor de p < 0,05 foi considerado significativo.
ResultadosToxicidade geral e alterações macro-anatômicas
Um dos ratos do grupo 3 morreu após a terceira dose de doxorrubicina. Nenhuma amostra de sangue terminal desse animal estava disponível e, portanto, ele foi excluído do estudo. Na necropsia, foram observadas quantidades excessivas de fluido pericárdico e peritoneal em 4 dos 8 animais do grupo 2, em 6 dos 7 animais do grupo 3 e todos do grupo 4. Também se observou um excesso de fluido no animal que morreu espontaneamente. O acúmulo de fluido não foi encontrado em animais do grupo 1 e nos animais que receberam solução salina.
Funções sistólicas
Não houve diferença significativa na FEVE no início do estudo entre os grupos. Após a exposição à doxorrubicina, a FEVE reduziu de 85,50 ± 1,06% para 82,50 ± 1,85% (p = 0,006) em animais que receberam doxorrubicina a 16 mg/kg. No entanto, a FEVE em outros animais que receberam menores doses de doxorrubicina não mostrou diferença estatística antes e após o tratamento (Tabela 1).
Índices de speckle-tracking e FEVE em ratos tratados com doxorrubicina e ratos controle
Grupo controle
Grupo 1
Grupo 2
Grupo 3
Grupo 4
Basal
Depois
Valor de p
Basal
Depois
Valor de p
Basal
Depois
Valor de p
Basal
Depois
Valor de p
Basal
Depois
Valor de p
FEVE (%)
85,4 ± 0,9
84,8 ± 2,9
0,591
86,2 ± 1,9
86,4 ± 2,3
0,890
84,6 ± 3,3
84,3 ± 2,9
0,714
83,9 ± 2,4
83,3 ± 2,3
0,220
85,5 ± 1,2
82,5 ± 1,8*
0,006
Srad (%)
52,2 ± 3,6
52,6 ± 3,1
0,730
51,2 ± 6,8
49,4 ± 5,2
0,061
52,1 ± 5,6
43,2 ± 5,7*
0,000
52,5 ± 5,1
38,6 ± 4,8*
0,000
52,3 ± 7,3
34,6 ± 7,4*
0,000
Scirc (%)
–17,2 ± 3,1
–18,2 ± 4,6
0,551
–16,1 ± 2,0
–17,0 ± 2,2
0,113
–17,2 ± 2,4
–16,7 ± 2,4
0,578
–17,0 ± 2,7
–17,9 ± 2,0
0,634
–17,4 ± 2,1
–14,1 ± 1,8*
0,004
TSrad (sec-1)
5,7 ± 1,1
5,5 ± 1,2
0,821
5,9 ± 0,8
6,1 ± 1,2
0,617
6,0 ± 0,9
6,0 ± 1,1
0,983
5,6 ± 1,1
5,6 ± 1,1
0,987
5,6 ± 1,0
5,5 ± 1,1
0,786
TScirc(sec-1)
4,5 ± 0,7
4,9 ± 0,5
0,137
4,5 ± 1,2
4,7 ± 0,9
0,556
4,3 ± 1,0
4,3 ± 0,8
0,571
4,6 ± 0,9
4,3 ± 0,5
0,409
4,7 ± 0,7
4,5 ± 0,7
0,179
FEVE: fração de ejeção do ventrículo esquerdo; Scirc: strain circunferencial; Srad: strain radial; TScirc: taxa de strain circunferencial; TSrad: taxa de strain radial.
p < 0,05 em comparação com o valor basal.
Análise do strain
Os dados sobre os valores do strain e taxa de strain em animais nos vários grupos de tratamento foram resumidos na Tabela 1. As características basais dos animais tratados com doxorrubicina foram semelhantes às dos controles. Os strains radiais foram reduzidos após o tratamento em animais do grupo 2, grupo 3 e grupo 4 (de 52,1 ± 5,6% para 43,2 ± 5,7%, 52,5 ± 5,1% para 38,6 ± 4,8% e 52,3 ± 7,3% para 34,6 ± 7,4% respectivamente, com todos os valores de p < 0,05). O strain circunferencial foi reduzido de -17,4 ± 2,1% para -14,1 ± 1,8% no grupo 4 após o tratamento (p = 0,004). A redução dos strains radiais induzida pela doxorrubicina foi relacionada à dose (p = 0,000). As taxas de strain radial e circunferencial permaneceram estáveis após a exposição, independente das doses de doxorrubicina (Tabela 1, Figura 1).
Curvas de strain radial obtidas a partir do corte de eixo curto de ratos após tratamento com doxorrubicina. A: rato do grupo 1, strain radial = 55,23%; B: rato do grupo 2, strain radial = 41,63%; C: rato do grupo 3, strain radial = 29,71%; D: rato do grupo 4, strain radial = 24,95%.
Patologia miocárdica
Os animais tratados com doxorrubicina desenvolveram lesões cardíacas que foram identificadas em microscopia óptica. As características dessas lesões, vacuolização citoplasmática e perda miofibrilar, têm sido observadas previamente em modelos animais, bem como em pacientes humanos que receberam quimioterapia com antraciclina.13,14 Os dados sobre a incidência e a gravidade das lesões miocárdicas estão resumidos na Tabela 2. A gravidade dessas lesões foi significativamente maior nos grupos 3 e 4 (com 14 mg/kg e 16 mg/kg de doxorrubicina, respectivamente) do que naqueles que receberam 12 mg/kg ou 10 mg/Kg de doxorrubicina. Os corações de todos os grupos controle estavam normais (Figura 2).
Escores de cardiomiopatia em ratos Wistar tratados com doxorrubicina durante 4 semanas
Dose de doxorrubicina (mg/kg/semana)
No. de animais
Escore de cardiomiopatia
0
1
1,5
2
2,5
3
4*
8
0
2
3
3
0
0
3,5†
7
2
2
2
1
0
0
3
8
4
2
2
0
0
0
2,5
8
6
2
0
0
0
0
Solução salina controle
5
5
0
0
0
0
0
Os escores de cardiomiopatia são baseados na porcentagem de miócitos que apresentam vacuolização citoplasmática e/ou perda miofibrilar, e são classificados de 0 a 3 da seguinte forma: 0 = sem alterações, 1 ≤ 5%, 1,5 = 5% a 15%, 2,0 = 16% a 25%, 2,5 = 26% a 35% e 3 ≥ 35%.
Escores de cardiomiopatia significativamente (p < 0,05) maiores do que naqueles que receberam 3 mg/kg/semana ou menos de doxorrubicina.
Escores de cardiomiopatia foram significativamente (p < 0,05) maiores do que naqueles que receberam 2,5 mg/kg/semana ou menos de doxorrubicina.
Alterações miocárdicas após tratamento com doxorrubicina vistas sob microscópio óptico (× 400). Vacuolização do citoplasma, perda de miofbrilas mais grave em ratos do grupo 4 (D). A: rato do grupo 1; B: rato do grupo 2; C: rato do grupo 3; D: rato do grupo 4.
Níveis de cTnI
Os níveis de cTnI no grupo de controle e nos grupos 1,2,3,4 foram 7,62 (3,06) ng/mL, 6,92 (4,04) ng/mL, 17,03 (8,46) ng/mL, 22,57 (12,21) ng/mL e 34,93 (11,24) ng/mL, respectivamente. Conforme mostrado na Figura 3, os níveis séricos de cTnI no grupo 1 não foram significativamente diferentes daqueles do grupo de controle. No entanto, em comparação com os animais que receberam soro fisiológico, os níveis de cTnI aumentaram significativamente com o aumento das doses cumulativas totais de doxorrubicina (Figura 3).
Diagrama de dispersão dos níveis séricos de cTnI em ratos individuais. *: p < 0,05 em comparação com o valor basal.
Correlações entre os valores de strain, níveis de cTnI e as lesões histológicas
A diminuição dos valores de strain radial exibiu uma clara correlação com a concentração de cTnI (correlação de Spearman rho = -0,736, p = 0,000) (Figura 4) e com os escores de cardiomiopatia (correlação de Spearman rho = -0,797, p = 0,000) (Figura 5).
Correlações entre strains radiais e níveis de cTnI.
Correlações entre strains radiais e escores de cardiomiopatia.
Discussão
A antraciclina continua a ser um agente quimioterápico comumente utilizado. No entanto, a eficácia clínica é prejudicada devido à cardiotoxicidade potencialmente fatal. Um método preciso e não invasivo para o monitoramento precoce da lesão cardíaca é de vital importância para orientar as estratégias preventivas e terapêuticas na redução da cardiotoxicidade. Nesse estudo, propusemos uma nova aplicação da imagem por speckle-tracking para a avaliação da lesão miocárdica subclínica após o tratamento com antraciclina. Na prática clínica, o monitoramento da FEVE é a ferramenta diagnóstica clínica mais importante no reconhecimento da disfunção cardíaca.15,16 No entanto, esses níveis são um pouco insensíveis na detecção de sinais precoces de estresse cardíaco, lesão miocárdica e alterações na complacência miocárdica. No presente estudo, apesar de terem sido observadas lesões miocárdicas e elevação dos níveis séricos de cTnI após o tratamento, a FEVE permaneceu estável e dentro do intervalo normal, indicando que a FEVE não é sensível para a detecção precoce de lesão miocárdica.
O strain é um parâmetro sem dimensão que representa a deformação de um segmento miocárdico em relação às suas dimensões originais dentro de um período de tempo sistólico. Estudos iniciais relataram que a redução na função ventricular esquerda, causada pela antraciclina, poderia ser avaliada pelos índices de strain e taxa de strain medidos por Doppler.17 Com as vantagens da independência de ângulo, a técnica de speckle-tracking, uma técnica relativamente nova e mais abrangente, poderia avaliar a deformação miocárdica ventricular esquerda regional e global em três dimensões, fornecendo parâmetros confiáveis e sensíveis para a detecção precoce de lesões cardíacas. Shi et al.18 descobriram que a análise do strain radial baseada em STI podia detectar rejeição aguda de aloenxerto em um modelo de transplante cardíaco de rato, que era mais sensível do que os parâmetros ecocardiográficos convencionais. Em um modelo de rato de coração de atleta, os valores de strain baseados no speckle-tracking correlacionaram-se bem com os índices de contratilidade privados do loop de pressão-volume.8 Estudos anteriores observaram que os strains diminuíram significativamente após o tratamento com epirubicina, embora os parâmetros ecocardiográficos convencionais se mantivessem estáveis e dentro da faixa normal.19
Demonstramos que em nosso modelo animal, o strain radial foi mais sensível do que a fração de ejeção do ventrículo esquerdo na avaliação da lesão cardíaca em estágio inicial, o que foi confirmado pelo exame histológico e cTnI sérica. A cardiotoxicidade induzida pela quimioterapia possui padrão regional,20,21 o que poderia explicar o aumento da sensibilidade dos valores de strain em relação à FEVE na detecção de cardiotoxicidade precoce. Além disso, verificou-se que as alterações de strain radial exibiram uma clara correlação com lesões histológicas e elevação dos níveis de cTnI, indicando que o strain radial pode avaliar com precisão a gravidade da cardiotoxicidade.
O STI tem uma melhor resolução espacial em comparação com a técnica baseada em Doppler tecidual.22 Em uso clínico, as taxas de quadros > 90 quadros/s geralmente levam a uma avaliação ruim por speckle-tracking.23 No entanto, devido à sua alta frequência cardíaca, maiores taxas de quadros são necessárias em roedores. A frequência do transdutor, a largura e a profundidade do setor, bem como o número de cristais dentro do transdutor, terão um impacto na resolução da linha de varredura, o que por sua vez afetará a qualidade do speckle-tracking. Com alta densidade de cristais em uma largura e profundidade de setor muito pequenas, nosso transdutor de 11,5 MHz pode obter boas imagens em altas taxas de quadros sem perda de resolução da linha de varredura.
Limitação
A imagem cardíaca do ventrículo esquerdo em roedores é limitada a alguns cortes ecocardiográficos. Embora seja possível obter um corte apical de 4 câmaras, a parede lateral raramente é visualizada.24,25 A qualidade da imagem do corte longitudinal foi ruim e, portanto, não foi possível fornecer dados sobre a função longitudinal.
O tipo de anestesia pode influenciar a frequência cardíaca e a contratilidade miocárdica intrínseca. No entanto, nesse estudo, todos os animais, incluindo os grupos tratados e de controle, foram submetidos ao mesmo procedimento de anestesia para limitar o efeito da anestesia na análise da função cardíaca. A taxa de quadros em relação à duração do ciclo cardíaco utilizada nesse estudo foi inferior à dos estudos realizados em humanos ou em animais grandes. Digno de nota, tivemos taxas de quadros semelhantes às de estudos recentes em um modelo de rato de infarto do miocárdio e rejeição aguda.18
Conclusão
O strain radial baseado em imagens de speckle-tracking pode fornecer uma estratégia sensível e não-invasiva na detecção precoce de lesão miocárdica induzida por doxorrubicina.
Fontes de financiamento
O presente estudo foi financiado peli National Natural Science Foundation of China (N° 81401411) and Shanghai Natural Science Foundation (N° 14ZR1425200, 16ZR1420600).
Vinculação acadêmica
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.