Schlaganfall ist die zweithäufigste Todesursache und weltweit die dritthäufigste Ursache für Behinderung 1,2. Schlaganfall betrifft überproportional Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen, wo er im Durchschnitt 15 Jahre früher auftritt als in Ländern mit hohem Einkommen1. Die beiden Haupttypen sind ischämischer Schlaganfall (85 %) und intrazerebrale Blutungen (15 %)3. Der ischämische Schlaganfall, der die überwiegende Mehrheit der Schlaganfälle ausmacht, entsteht durch eine Blockade des zerebralen Blutflusses, was zu Zelltod und Hirninfarkt führt. Die ischämische Kaskade umfasst mehrere biochemische Ereignisse, darunter bedeutende prooxidative Prozesse 5,6.
Trotz umfangreicher präklinischer und klinischer Bemühungen haben nur wenige Therapien – insbesondere intravenöse Thrombolyse mit Gewebeplasminogenaktivator und mechanische Thrombektomie – sich als wirksam erwiesen, und diese Behandlungen sind durch enge therapeutische Zeitfenster und strenge Patientenauswahlkriterien begrenzt. Daher besteht ein dringender Bedarf, die zellulären und molekularen Mechanismen hinter ischämischer Verletzung, neurovaskulärer Reparatur und der Genesung nach einem Schlaganfall aufzuklären. Ein reproduzierbares, klinisch relevantes Tiermodell ist für dieses Ziel unverzichtbar.
Das Modell der mittleren cerebralen arterienokklusion (MCAO) wird weit verbreitet verwendet, um ischämischen Schlaganfall bei Nagetieren 7,8 zu untersuchen. Die intraluminale Filament-Okklusionsmethode ist eine der klassischsten und am weitesten verbreiteten MCAO-Techniken9. Diese Technik kann sowohl permanente als auch vorübergehende Verschlüsse modellieren, ohne eine Kraniektomie erforderlich zu machen. Eine neuere transfemorale Technik mit endovaskulären Drähten hat sich als vielversprechend für die Auslösung von vorübergehendem MCAO bei Ratten erwiesen und liefert konsistentere Ergebnisse10. Dieses Modell beinhaltet die Verschließung der mittleren Gehirnarterie, typischerweise unter Verwendung einer intraluminalen Filamenttechnik11. MCAO verursacht eine fokale zerebrale Hypoperfusion, die zu Ischämie und Reperfusionsverletzungführt.
Obwohl MCAO für die Untersuchung der Schlaganfallpathophysiologie und möglicher Behandlungen wertvoll ist, kann es variable Läsionenvolumen7 hervorbringen. Daher können Verbesserungen des MCAO-Modells – wie die Verfeinerung von Reperfusionstechniken, die Einführung standardisierter Betriebsprotokolle und die Entwicklung einheitlicher Bewertungskriterien – die Variabilität bei Infarktstandort und -volumen verringern und so dessen Nutzen in der ischämischen Schlaganfallforschung erhöhen.
Dieses Protokoll erfordert eine Lernkurve von etwa 10–15 Operationen, um konsistente Ergebnissezu erzielen. Die Erfolgsraten können je nach Bedienererfahrung und Rattenstamm14 variieren. Das Modell eignet sich zur Untersuchung eines akuten ischämischen Schlaganfalls, kann jedoch menschliche Begleiterkrankungen wie Bluthochdruck oder Diabetes15 nicht vollständig replizieren. Dementsprechend wollten wir ein optimiertes MCAO-Protokoll entwickeln und rigoros validieren, das darauf abzielt, die experimentelle Variabilität durch standardisierte Verfahren und strenge Qualitätskontrollmaßnahmen zu verringern. Vier komplementäre Innovationen wurden integriert, um doppelte Gewinne bei Standardisierung und Datenzuverlässigkeit zu erzielen: (1) Dual-Time-Point-Longitudinalbewertung – neurologische Werte von den Zea-Longa-, Bederson- und Modified Garcia-Skalen wurden parallel zu 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC)-abgeleiteten Infarktvolumen bei 24 und 72 Stunden nach der Reperfusion ermittelt, wobei die zeitliche Beziehung zwischen Ödemauflösung und funktioneller Erholung abgegrenzt wird; (2) Dreifache Kreuzvalidierung – verblindete, doppelte Prüferbewertung mit integrierter dreiskaliger Kalibrierung erhöhte die Sensitivität und Präzision der Verhaltensbewertung signifikant; (3) Ganzdurchschnitt von hypothermischer Schnellschnitt – ein Standardverfahren (SOP) der "90-Sekunden-Eisbad-Extraktion gefolgt von einstufigem 2-mm-koronalen Schneiden in vorgekühlten Formen" – wurde eingeführt, um Autolyse und menschliches Versagen zu minimieren und so hochpräzise volumetrische Messungen zu gewährleisten; (4) Ein integriertes Qualitätskontrollsystem – eine umfassende SOP über präoperatives Fasten, Anästhesietiefenkontrolle, präoperative Thermoregulation und Kreuzkontaminationsprävention – wurde entwickelt, um ein reproduzierbares und leicht übertragbares MCAO-Standardverfahren zu schaffen und eine solide Grundlage für interlaborative Konsistenz und Kreuzstudienvergleichbarkeit zu schaffen.