Induktion eines akuten ischämischen Schlaganfalls bei Mäusen mit der Technik des distalen Mittelarterienverschlusses
15. Dezember 2023
In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll zur Etablierung eines distalen Modells für einen Verschluss der mittleren Hirnarterie (dMCAO) durch transkranielle Elektrokoagulation bei C57BL/6J-Mäusen vor und bewerten das anschließende neurologische Verhalten und die histopathologischen Merkmale.
In der vorliegenden Arbeit wollen wir ein umfassendes und detailliertes Protokoll für die Etablierung eines Verschlussmodells der mittleren Hirnarterie bei C57BL/6J-Mäusen mittels transkranieller Elektrokoagulation erstellen und das nachfolgende neurologische Verhalten und histopathologische Merkmale bewerten. Die mittlere Hirnarterie oder MCA gilt als primärer Ort des ischämischen Schlaganfalls beim Menschen. Die MCA-Okklusionsmethoden, einschließlich Technik, photochemischer Einführung und Okklusion, wurden ausgiebig eingesetzt, um eine fokale zerebrale Ischämie bei Nagetieren zu induzieren.
Im Vergleich zu anderen Ischämie-Schlaganfallmodellen hat dieses Modell den Vorteil einer geringeren chirurgischen Invasivität, einer geringeren Infarktgröße und einer höheren Überlebensrate, wodurch es sich besser für die Untersuchung der langfristigen funktionellen Wiederherstellung nach einem ischämischen Schlaganfall eignet. Insgesamt generiert der aktuelle Ansatz effektiv ein zuverlässiges experimentelles ischämisches Schlaganfallmodell, das eine hohe Überlebensfähigkeit und eine hervorragende Wiederholbarkeit aufweist. Folglich dient diese Methodik als unschätzbares Werkzeug sowohl für die Grundlagenforschung als auch für die translationale Forschung auf dem Gebiet des Schlaganfalls.
In Zukunft werden wir Verhaltensparadigmen wie neuartige Objekterkennung und Wasserlabyrinth einsetzen, um die dynamischen Veränderungen des Langzeitlernens und der Gedächtnisfähigkeiten bei distalen MCA-okkludierten Mäusen zu untersuchen. Dies wird es uns ermöglichen, die Praktikabilität ihrer Verwendung als Tiermodell für Studien zur kognitiven Beeinträchtigung nach einem Schlaganfall zu ermitteln.
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Übersicht
Diese Studie stellt ein detailliertes Protokoll zur Erstellung eines distalen Verschlusses der Arteria cerebri media (dMCAO) bei C57BL/6J-Mäusen mittels transkranieller Elektrokoagulation vor. Der Fokus liegt auf der Bewertung der resultierenden neurologischen Verhaltensweisen und der histopathologischen Merkmale nach dem Verschluss.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurologische Verhaltensbewertung
- Histopathologische Analyse
- Modellierung eines ischämischen Schlaganfalls
Hintergrund
- Die mediale Hirnarterie (MCA) ist entscheidend für ischämische Schlaganfälle beim Menschen.
- Es existieren verschiedene Methoden zur Okklusion der MCA, doch die dMCAO bietet Vorteile hinsichtlich chirurgischer Invasivität und Überlebensraten.
- Das Modell eignet sich gut zur Erforschung der langfristigen funktionellen Erholung.
Zweck der Studie
- Ein zuverlässiges experimentelles Modell für ischämischen Schlaganfall bei Nagetieren zu erzeugen.
- Verhaltensbezogene Ergebnisse und histopathologische Veränderungen nach einem Schlaganfall zu bewerten.
- Das Modell für zukünftige Studien zur kognitiven Beeinträchtigung zu nutzen.
Verwendete Methoden
- Die transkranielle Elektrokoagulation wurde angewendet, um eine dMCAO zu induzieren.
- Es wurden C57BL/6J-Mäuse verwendet, um neurologische Veränderungen nach Okklusion zu untersuchen.
- Verhaltensprüfungen wie Griffkrafttest, Pfahltest, Klebebandentfernungstest und Zylindertest kamen zum Einsatz.
- Die histologische Untersuchung des Hirngewebes erfolgte nach den verhaltensbezogenen Bewertungen.
Hauptergebnisse
- Mäuse zeigten signifikante Abnahmen der Griffkraft und verlängerte Abstiegszeiten in verschiedenen Verhaltens tests.
- Die histologische Analyse zeigte gestörte Neuronenanordnungen und eine verminderte Zelldichte im periinfarkten Bereich.
Schlussfolgerungen
- Die Studie etabliert ein robustes dMCAO-Modell mit hoher Reproduzierbarkeit für die Schlaganforschung.
- Diese Methodik wird das Verständnis struktureller und verhaltensbezogener Ergebnisse nach ischämischem Schlaganfall verbessern.
- Zukünftige Anwendungen könnten sich auf kognitive Beeinträchtigungen in der post-stroke-Genesung konzentrieren.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Das distale Mittelhirnarterienverschluss-(dMCAO)-Mausmodell stellt ein reproduzierbares und translationsrelevantes System zur Untersuchung der Pathophysiologie des ischämischen Schlaganfalls und zur Bewertung potenzieller therapeutischer Maßnahmen bereit. Der moderate, auf den Kortex beschränkte Infarkt sowie die hohe Überlebensrate ermöglichen eine aussagekräftige Beurteilung neurologischer und histopathologischer Endpunkte, wodurch die Vorhersagekraft bei der Validierung von Zielstrukturen in frühen Entwicklungsstadien gestärkt wird. Dieses Modell eignet sich strategisch für die Priorisierung von Forschungsportfolios und die mechanistische Risikominimierung in der präklinischen zerebrovaskulären Forschung.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen, die auf einen neuroprotektiven Effekt und Reparatur nach Schlaganfall abzielen.
- Unterstützt die biologische Risikominimierung, indem neuronale Degeneration und gliale Aktivierung in einem kontrollierten System modelliert werden.
- Erleichtert die funktionelle Zielstrukturvalidierung durch quantifizierbare Verhaltens- und histologische Endpunkte.
- Bietet eine vorhersagbare Sicherheit für die Weiterentwicklung neurovaskulärer Zielstrukturen im Entdeckungsprozess.
Screening und Assay-Entwicklung
- Etabliert ein validiertes In-vivo-System zur Untersuchung neuroprotektiver Substanzen und Interventionen.
- Bietet standardisierte, reproduzierbare Verhaltensanalysen wie Grifftest, Pfahltest, Klebebandtest und Zylindertest.
- Ermöglicht die quantitative Messung der Infarktgröße und des neuronalen Zellverlusts zur vergleichenden Bewertung von Substanzen.
- Ermöglicht die Skalierung von Analysen und die Wiederverwendung der Plattform in verschiedenen Programmen der neurovaskulären Forschung.
Translationale und präklinische Forschung
- Entspricht krankheitsrelevanten Mechanismen, die bei humanem kortikalem Schlaganfall beobachtet werden.
- Ermöglicht einen nahtlosen Übergang von der frühen Entdeckung bis zur präklinischen Validierung funktioneller und histopathologischer Ergebnisse.
- Ermöglicht risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung basierend auf translationsrelevanten Verhaltens- und zellulären Endpunkten.
- Unterstützt zukünftige Studien zu kognitiven Beeinträchtigungen und langfristiger Erholung nach Schlaganfall.
Pipeline- und Workflow-Integration
Das dMCAO-Modell ist in die Entdeckungs- bis präklinische Kontinuum integriert und verbindet frühe mechanistische Studien mit translationalen Wirksamkeitsbewertungen für Schlaganfalltherapeutika.
- Entdeckungsbiologie: Ermöglicht die Hypothesenprüfung und Klärung von Signalwegen hinsichtlich Neuroprotektion und -reparatur.
- Screening: Bietet reproduzierbare, quantitative Verhaltens- und histologische Ergebnisse zur Substanzselektion.
- Analytik: Ermöglicht den statistischen Vergleich neurologischer Defizite und Infarktmetriken zwischen experimentellen Gruppen.
- Translationale Forschung: Verknüpft präklinische Befunde mit der humanen Schlaganfallpathologie zur Validierung von Biomarkern und Endpunkten.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Dient als standardisierte Plattform für die evaluative Beurteilung neurovaskulärer Interventionen über mehrere Forschungsprogramme hinweg.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagegenauigkeit und verringert mechanistische Unklarheiten bei der Validierung von Schlaganfallzielen.
- Operativer Wert: Bietet standardisierte, reproduzierbare und skalierbare In-vivo-Arbeitsabläufe für die neurovaskuläre Forschung.
- Strategischer Wert: Unterstützt fundierte Go/No-Go-Entscheidungen und die kapitaleffiziente Weiterentwicklung von Portfoliovorhaben.
- Portfolio-Implikation: Ermöglicht die risikoadjustierte Priorisierung von neuroprotektiven und regenerativen Wirkstoffkandidaten.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in mikrochirurgischen Techniken und der Verhaltensphänotypisierung von Nagetieren.
- Setzt den Zugang zu spezialisierten Geräten für die Elektrokoagulation und Verhaltensprüfungen voraus.
- Erfordert eine strenge, übergreifende Standardisierung chirurgischer und analytischer Protokolle zwischen den Teams.
- Möglicherweise sind Anpassungen für verschiedene Mausstämme oder Komorbiditätsmodelle notwendig.
- Das Modell beschränkt sich auf kortikale Infarkte und erfasst möglicherweise nicht alle Aspekte der Heterogenität des menschlichen Schlaganfalls.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Introduction
2:19
Distal Middle Artery Occlusion Procedure to Induce Ischemic Stroke in Mice
4:18
Neurological Behavioral Tests in Distal Middle Artery Occluded Mice to Study Ischemic Stroke Outcomes
6:09
Mouse Brain Histology to Study the Pathological Mechanisms of Ischemic Stroke Induced by Distal Middle Artery Occlusion
