Der Kehlkopf ist ein knorpeliges Organ, das sich an der Schnittstelle des Atmungs- und des Verdauungstrakts im Rachen befindet, wo es als Ventilmechanismus fungiert, um den Fluss und die Richtung von Luft (d. h. beim Atmen und Vokalisieren) gegenüber Nahrung und Flüssigkeit (d. h. beim Schlucken) präzise zu steuern. Es ist bekannt, dass eine Vielzahl von Erkrankungen den Kehlkopf betreffen, darunter angeborene (z. B. Laryngomalazie, subglottische Stenose), neoplastische (z. B. Kehlkopfpapillomatose, Plattenepithelkarzinom), neurologische (z. B. idiopathische Kehlkopflähmung, Schlaganfall, Parkinson-Krankheit, amyotrophe Lateralsklerose) und iatrogene (z. B. unbeabsichtigte Verletzung bei Kopf- oder Halsoperationen). Unabhängig von der Ätiologie führt eine Kehlkopfdysfunktion typischerweise zu einer Symptomtrias aus Dyspnoe (Atembeschwerden), Dysphonie (Stimmbehinderung) und Dysphagie (Schluckstörungen), die sich negativ auf das wirtschaftliche und soziale Wohlergehen einer Person auswirken 1,2,3,4.
Darüber hinaus kann Dysphagie, insbesondere bei medizinisch fragilen Personen, zu einer Aspirationspneumonie (aufgrund von Nahrung oder Flüssigkeit, die durch einen unvollständig verschlossenen Kehlkopf in die Lunge entweicht) und damit verbundener Morbidität, wiederholten Krankenhausaufenthalten und früher Mortalität führen 5,6. Trotz dieser schwerwiegenden Folgen zielen die bestehenden Behandlungen der Kehlkopfdysfunktion weitgehend auf chirurgische und verhaltensbezogene Eingriffe ab, die in der Regel nicht die normale Kehlkopffunktion wiederherstellen 1,2,7,8,9,10, was den dringenden Bedarf an innovativen Lösungen unterstreicht. Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir einen experimentellen endoskopischen Ansatz entwickelt, um die Kehlkopfdysfunktion in Mausmodellen (d.h. Maus und Ratte) zu untersuchen.
In der Humanmedizin ist der Goldstandard für die Beurteilung der Kehlkopfdysfunktion die endoskopische Visualisierung, die sogenannte Laryngoskopie 11,12. Typischerweise wird ein flexibles Endoskop durch die Nase geführt, um den Kehlkopf zu untersuchen, insbesondere die Stimmlippen und die angrenzenden supraglottischen und subglottischen Kehlkopfstrukturen. Ein starres Endoskop kann auch verwendet werden, um den Kehlkopf über die Mundhöhle sichtbar zu machen. Beide Ansätze ermöglichen eine grobe Untersuchung der Kehlkopfanatomie und können zur Beurteilung der Beweglichkeit und Funktion des Kehlkopfes während der Atmung, der Phonation und einer Vielzahl von Atemwegsschutzreflexen wie Husten und dem Kehlkopfadduktorenreflex verwendet werden 13,14,15,16. Während des Schluckens wird der Kehlkopf jedoch vollständig von der Epiglottis verdeckt, da sie sich umdreht, um den Kehlkopfeingang zu bedecken und ihn vor dem Weg des Schluckens des Nahrungs-/Flüssigkeitsbolus zu schützen. Dies hat zur Folge, dass eine direkte Visualisierung der Kehlkopfbewegung während des Schluckens beim Menschen nicht möglich ist und daher indirekt mit anderen diagnostischen Ansätzen (z.B. Durchleuchtung, Elektromyographie, Elektroglottographie) abgeleitet werden muss.
In dieser Arbeit wird ein innovatives Laryngoskopie-Protokoll für Mäuse und Ratten beschrieben, das eine ungehinderte Nahaufnahme der Atmung und des Atemwegsschutzes beim Schlucken unter leichter Narkose ermöglicht. Das Protokoll ist mit einer Vielzahl von kommerziell erhältlichen Endoskopiesystemen in Kombination mit einer kundenspezifischen Plattform kompatibel, um das anästhesierte Nagetier während des gesamten Eingriffs zu immobilisieren. Wichtig ist, dass zahlreiche Designs/Konfigurationen von Endoskopie-Plattformen in der Tat möglich sind, abhängig von den verfügbaren Ressourcen und der Forschungsagenda des jeweiligen Labors. Unsere Absicht ist es, Forschern eine Orientierungshilfe zu geben, die sie im Rahmen ihrer Forschung berücksichtigen sollten. Darüber hinaus wollen wir zeigen, wie dieses Laryngoskopie-Protokoll zu einer Fülle objektiver Daten führen kann, die neue Einblicke in unser Verständnis der Kehlkopfdysfunktion und -regeneration ermöglichen können.
Die kombinierte Wirkung aller in diesem murinen Laryngoskopieprotokoll beschriebenen Schritte führt zu einer minimalinvasiven Untersuchung des adulten murinen Kehlkopfes, die bei denselben Tieren wiederholt werden kann, um eine Kehlkopfdysfunktion im Laufe der Zeit als Reaktion auf iatrogene Verletzung, Krankheitsprogression und/oder Behandlungsintervention in Bezug auf den Atemwegsschutz zu erkennen und zu charakterisieren. Bemerkenswert ist, dass dieses Protokoll die vokalisationsbezogene Kehlkopffunktion nicht bewertet.