$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Der große ischämische Schlaganfall ist weltweit eine der Hauptursachen für Morbidität und Behinderung1. Dennoch steht die Schlaganfallforschung bei fast allen bisher präklinisch getesteten Behandlungen vor einer translationalen Blockade2. Die vielfältigen Ursachen für dieses Problem und die Bemühungen, es zu überwinden, wurden in der vorangegangenen Veröffentlichung2 ausführlich untersucht. Diese Herausforderungen ergeben sich aus der begrenzten Integration klinischer Fortschritte in relevante Tiermodelle2 und den Schwächen von Verhaltens- und neurologischen Scoring-Systemen bei der genauen und sensitiven Erkennung von Defiziten nach einem Schlaganfall2.
Jüngste Entdeckungen3 belegen, dass das Filamentmodell des Mittelarterienverschlusses (fMCAo) bei Mäusen signifikante translationale Vorteile gegenüber anderen Modellen mit offener Schädelverletzung und Trauma aufweist 2,4. Darüber hinaus ist dies die einzige Studie, die die Reperfusion und die mechanische Thrombektomie klinischer Schlaganfalleinstellungen modelliert 5,6,7. Das Modell ist jedoch zwischen 3 und 7 Tagen nach dem Schlaganfall mit einer hohen subakuten Mortalität konfrontiert, was Langzeitstudien zu großen Schlaganfällen verbietet und bis vor kurzem als inhärentes und unüberwindbares Artefakt des Modells galt. Darüber hinaus ist die Erkennung von neurologischen Defiziten nach einem Schlaganfall bei Mäusen aufgrund ihrer geringen Größe relativ schwierig und verzerrt, insbesondere bei Nicht-Klinikern oder unerfahrenen Forschern 8,9. Um dies zu adressieren, haben verschiedene Gruppen verschiedene Skalen entwickelt, um Defizite zu erkennen. Zu den am häufigsten verwendeten und bekanntesten Skalen gehören die 3-Punkte-Bederson-Skala (BS)10, die 5-stufige modifizierte Bederson-Skala (mBS)11, der 5-Punkte-Longa-Score (LS) (der dem mBS ähnelt)6, die modifizierte Neurologische Schlaganfall-Skala (mNSS)12,13, die 18-Punkte-Garcia-Skala (GS)9 und die detailliertere DeSimoni-Skala14 oder anders bekannt als "Neuroscore" (NS)9, 15 Maßstab. Leider sind einige dieser Skalen entweder zu grob und beschränken sich nur auf die wenigen Akutphasentage nach einem Schlaganfall (BS, mBS und LS)8,9 oder ihre Interpretation wird durch allgemeine Defizite (NS) verwischt.
Vor diesem Hintergrund haben wir zuvor das mSU-Unterstützungsprotokoll (Mouse Stroke Unit) sowie die experimentelle Schlaganfallskala (ESS) für Mäuse13 entwickelt und validiert. Der Grundgedanke für mSU bestand darin, Wissen aus der klinischen Routine (d.h. menschliche Schlaganfalleinheiten) in die präklinische Schlaganfallforschung zu übertragen, während ESS bereits vorhandene, aber "unempfindliche" oder redundante Schlaganfallskalen kritisch in eine praktische, verfeinerte, empfindliche und zeiteffiziente Skala konsolidierte. Die mSU besteht aus einer häufigen und angepassten Überwachung der grundlegenden klinischen Parameter der Maus mit angepasster Tierunterstützung, um das Überleben zu verbessern13.
In der Tat bestätigen Daten aus unserem Labor und anderen den Wert beider Methoden. Die mSU übersetzt klinische grundlegende unterstützende Maßnahmen und bringt7 vom Menschen in die Maus, reduziert die Mortalität des fMCAo bei Mäusen signifikant von 60-70% auf 10-15%13 und ermöglicht so Studien bei größeren Schlaganfällen, und kann seitdem in unabhängigen Laboratorien effektiv angewendet werden 16,17,18,19. Darüber hinaus kann das ESS zwischen fokalen (fokale Komponente von ESS, fESS) und allgemeinen (allgemeine Komponente von ESS, gESS) post-stroke Defiziten und Symptomen unterscheiden, modelliert das humane klinische Scoring (Unterscheidung zwischen fokalen und allgemeinen Anzeichen und Symptomen beim Menschen), steht in linearem Zusammenhang mit der Größe der Schlaganfallläsion und ist langfristig sensitiv gegenüber Defiziten13,20. Trotz des nachgewiesenen Wertes und der Wirksamkeit von mSU und ESS lässt der Mangel an klaren, visualisierten und standardisierten Anweisungen selbst für unerfahrene Forscher einige offene Fragen zur mSU-Anwendung und eine signifikante Subjektivität bei der Bewertung fokaler Defizite bei fESS offen.
Aus diesem Grund zielt unser vorliegender Artikel darauf ab, videogestützte und klare Anweisungen für mSU- und fESS-Protokolle zu geben. Wir sind fest davon überzeugt, dass es Schlaganfallforscher dabei unterstützen wird, die translationale Effizienz ihrer Schlaganfallstudien zu steigern, den Verlust von Tieren in den ersten 3-10 Tagen nach dem Schlaganfall deutlich zu reduzieren, die Experimentierkosten zu senken und schließlich neurologische Defizite für Monate nach dem Schlaganfall reproduzierbar zu bewerten13. Zusätzlich kann die Add-on-Kombination aus dem Leitersprossentest und dem Zylindertest die fokale Gliedmaßenparese (Vorder- und Hintergliedmaßen) aufgrund von fMCAo leicht quantifizieren.
Um die Effizienz von mSU und fESS zu demonstrieren, liefern wir mittelfristige (14 Tage) und (6 Monate) Daten von Mäusen nach fMCAo. Zwölf Wochen alte männliche C57Bl/6J-Mäuse (n = 31) wurden verwendet und bei kontrollierter Temperatur (22 ± 2 °C) gehalten, mit einer Hell-Dunkel-Zyklusphase von 12 Stunden und Zugang zu pelletiertem Futter und Wasser ad libitum. Die Mäuse wurden in zwei Kohorten eingeteilt, die jeweils 14 Tage (n=10, Kohorte 1) bzw. 6 Monate (n=15, Kohorte 2) beobachtet wurden. Diese Mäuse wurden einer 60-minütigen zerebralen Ischämie unter Verwendung des gut beschriebenen Modells von fMCAo 13,20,21 unter Isofluran-Anästhesie unterzogen. Als Kontrollen dienten scheinoperierte Tiere (n = 6, operiert wie die beiden oben genannten Kohorten, aber es wurde keine Ischämie induziert), die 6 Monate lang beobachtet wurden. Buprenorphin wurde als prä- und 3-tägiges postoperatives Analgetikum verwendet. Die Leitersprossen- und Zylindertests wurden auch für die 6-monatige Kohorte als Teil des neurologischen Scorings durchgeführt.
Alle Tiere wurden in den ersten 14 Tagen nach der Stoke täglich auf humane Endpunkte untersucht, die wie folgt definiert sind: 1) schwere Unterkühlung (<33 °C) und/oder Immobilität (z. B. Punktzahl 4 bei Test 6 des fESS oder "Spontanaktivitätstest" bei gESS), die durch die Behandlung mit der "Maus-Stroke-Unit" (d. h. passive Erwärmung und aktive Fütterung, siehe 1.4) nicht verbessert wurde. 1.6, 1.8) innerhalb einer Stunde, 2) Anzeichen von Schmerzen oder Angstverhalten (z. B. Punktzahl >2 im "Angst/automatisches Verhalten"-Test von gESS), auch nach postoperativer Analgesie gemäß Protokoll.
In diesem Protokoll beginnt die Unterstützung der Mäuse nach einem Schlaganfall in Form von mSU unmittelbar nach der Erholung der Maus von der fMCAo-Operation. Diese besteht aus 3 Phasen: Phase A (0-48 h nach der Reperfusion), Phase B (>48 h und bis zum "Ende der benötigten aktiven Unterstützung", in der Regel an Tag 10-14, abhängig von der Phase B des einzelnen Tieres) und Phase C (ab Tag 14). Es gibt fünf signifikante Interventionen (Besuche/Risk Stratification Score, Fütterung, Flüssigkeiten, Temperatur und lokale Desinfektionen; siehe 1.1. bis 1.8 unten), die auf jedes Tier zugeschnitten sind, entsprechend jeder Phase (A, B oder C) und seinem täglichen tatsächlichen klinischen Status, der mit dem Risk Stratification Score (RSS) bewertet wird, siehe ergänzende Abbildung 1 und Tabelle 1 mit drei typischen Beispielen. Die benötigten Materialien und Werkzeuge für mSU sind in Abbildung 1a dargestellt und in der Materialtabelle beschrieben. Wir stellen auch eine Vorlage für das Tiermonitoring während der mSU zur Verfügung (siehe Ergänzungsdatei 1).