28. Februar 2025
Die Mechanismen des plötzlichen unerwarteten Todes bei Epilepsie (SUDEP) sind nur unzureichend verstanden und lassen sich nur schwer aus aktuellen Modellen übertragen. Transgene Kaninchen könnten Einblicke in diese Mechanismen geben. Wir beschreiben ein Verfahren für langfristige, kontinuierliche Elektroenzephalographie- und Elektrokardiographie-Aufzeichnungen in transgenen Kaninchen-Kits zur Bewertung schwerwiegender Ereignisse, die zum Tod führen können.
[Dozent] Positionieren Sie zunächst das Anästhesieset in Rückenlage auf einem Infrarot-Heizkissen, das über ein Rektalthermometer gesteuert wird. Legen Sie Nase und Mund in eine individuell gefertigte 3D-gedruckte Gesichtsmaske, die über einen Drehverbinder mit einem 0,5-Liter-Beutel an einen nicht rebreathenden Jackson-Reese-Kreislauf angeschlossen ist. Überwachen Sie die Narkosetiefe mit einem Pulsoximeter am Ohr oder an der Pfote. Legen Sie selbstklebende OP-Tücher auf beide Seiten des Sets und decken Sie es mit einem großen OP-Tuch ab. Schneiden Sie ein entsprechend großes Loch in den Vorhang, um Bauch und Brust freizulegen. Öffnen Sie das Implantat auf das Operationsfeld und platzieren Sie nicht resorbierbare Ankernähte in jedes der Implantatankerlöcher, wobei Sie auf jeder Naht einen fünf bis sechs Zentimeter langen Schwanz verbleiben. Legen Sie das Implantat in eine Schüssel mit warmer, steriler Kochsalzlösung, bis es zur Platzierung bereit ist. Machen Sie mit einem Skalpell einen drei Zentimeter langen Schnitt durch die Haut entlang der Linea alba. Und schneiden Sie vorsichtig durch den Muskel, um die Bauchhöhle zu öffnen. Platzieren Sie dann das Implantat in den kranialen Teil der Bauchhöhle und positionieren Sie es links vom Schnitt. Verwenden Sie einen Trokar, um das positive Elektrokardiogramm (EKG) und den EEG-Draht etwa drei bis vier Zentimeter links vom Schnitt aus der Bauchhöhle und der Haut zu tunneln. Tunneln Sie den negativen EKG-Draht zwei Zentimeter rechts vom Schnitt, damit das Implantat bequem in der Kavität sitzt. Befestigen Sie nun das Implantat mit Ankernähten an der ventralen Wand der Bauchhöhle, um sicherzustellen, dass kein Darm eingeklemmt wird. Und verschließen Sie die Bauchdecke mit einer resorbierbaren Naht in einem unterbrochenen Muster. Schließen Sie dann den Hautschnitt mit einer nicht resorbierbaren Naht in einem unterbrochenen Muster. Tunnel: Das negative EKG führt subkutan zur rechten oberen Brust auf Höhe der ersten Rippe. Präpariere stumpf eine subkutane Tasche, um etwa 10 Zentimeter Draht locker aufzuwickeln. Schneiden Sie überschüssigen Draht ab und erstellen Sie eine Schlaufe, nachdem Sie das freiliegende Ende mit einer nicht resorbierbaren Naht an den isolierten Draht gebunden haben. Befestigen Sie die Schlaufe mit zwei nicht resorbierbaren Nähten am Muskel. Tunneln Sie dann die positive EKG-Leitung zur linken unteren Rippe und wiederholen Sie die gezeigten Schritte, um sie am Muskel zu befestigen und den Schnitt zu schließen. Wickeln Sie die freiliegenden EEG-Drähte mit steriler Alufolie ein. Lassen Sie einen unsterilen Assistenten das sterile Tuch und die Beinbindung entfernen. Drehen Sie das Kit in die Bauchlage, während Sie sicherstellen, dass die Gesichtsmaske sicher an Ort und Stelle bleibt, indem Sie den Drehanschluss zwischen der Gesichtsmaske und dem Kreislauf drehen. Passen Sie das Pulsoximeter und den Dopplermonitor nach Bedarf an, um eine kontinuierliche Anästhesieüberwachung zu gewährleisten. Positionieren Sie dann eine Dopplersonde über dem Herzen. Legen Sie ein steriles Klebetuch unter die linke Seite, während der Assistent das Alufolienpaket mit den Drähten hält. Entfernen Sie vorsichtig die Drähte von der Aluminiumverpackung, legen Sie sie auf das sterile Feld und schließen Sie den Drapierungsvorgang mit dem sterilen Handtuch ab. Machen Sie einen drei Zentimeter langen Schnitt entlang der Mittellinie der Kopfhaut, um den Schädel freizulegen. Verwenden Sie einen Trokar, um die EEG-Ableitungen von der linken Seite zum Schädel subkutan zu tunneln. Reinigen und kratzen Sie dann das Periost mit einem Skalpell von den freiliegenden Scheitelknochen ab. Setzen Sie einen Handbohrer in eine sterile Ultraschallabdeckung ein und führen Sie einen ein Millimeter breiten Bohrgrat in den Bohrer. Als nächstes bohren Sie bilaterale Bohrlöcher in die Scheitelknochen, etwa 0,5 Zentimeter vor dem Lambda und 0,5 Zentimeter lateral der sagittalen Naht. Setze mit einer feinen Pinzette eine Schraube in das Fräsloch. Führen Sie dann mit einem Schraubendreher die Schraube etwa auf halber Höhe in den Schädel ein. Präparieren Sie nun stumpf eine subkutane Tasche entlang des Nackens, um etwa 10 Zentimeter Draht locker aufzuwickeln. Schneiden Sie überschüssigen Draht ab und entfernen Sie die Isolierung von der Spitze, indem Sie den Draht dehnen. Um eine Schlaufe am Ende des freiliegenden Drahtes zu erzeugen, binden Sie einen Knoten, der eine kleine Schlaufe übrig lässt. Lege die Schlaufe über die Schraube und ziehe die Schraube am Schädel fest, wobei du sicherstellst, dass der Draht mit der Schraube in Kontakt kommt. Positionieren Sie das Erdungskabel auf der linken Seite und das Aufzeichnungskabel auf der rechten Seite. Befestigen Sie nun die Schrauben und Drähte mit Zahnacryl am Schädel. Zum Schluss injizieren Sie Bupivacain subkutan an jede Inzisionsstelle, um die Schmerzen zu lindern. Und bedecken Sie jeden Schnitt mit einer kleinen Menge Hautkleber. Sobald alle Drähte an Ort und Stelle sind, bewerten Sie die Telemetriesignale mithilfe einer Analysesoftware, um die Signaltreue zu überprüfen. Es ist zu erwarten, dass EEG-Signale mit geringer Amplitude erscheinen, während das Kit sediert ist. Die Implantatoperation wurde erfolgreich an 15 Kaninchen-Kits durchgeführt, von denen 12 bis zum experimentellen Endpunkt überlebten. Telemetrieaufzeichnungen unmittelbar nach der Rückgabe der Kits an die Heimkäfige zeigten EEG-Signale mit geringer Amplitude, die sich verbesserten, als sich die Kits von der Anästhesie erholten. Die Morphologie der EKG-Signale veränderte sich in den ersten Tagen nach der Operation aufgrund von Narbenbildung und Drahtstabilisierung leicht. Insgesamt blieb die Signalqualität jedoch im Laufe der Zeit robust. Das implantierte Telemetriesystem ermöglichte die Aufzeichnung mehrerer Biopotentiale, einschließlich Elektroenzephalographie, Temperatur, Beschleunigung, Elektrokardiographie und Signalqualität.
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Diese Studie untersucht die Mechanismen des plötzlichen unerwarteten Todes bei Epilepsie (SUDEP) unter Verwendung transgener Kaninchen. Es wird eine Methode zur Langzeit-Aufzeichnung von Elektroenzephalographie (EEG) und Elektrokardiographie (ECG) beschrieben, um schwerwiegende Ereignisse zu bewerten, die zum Tod führen können.
Gleichzeitige EEG- und EKG-Telemetrie an neonatalen transgenen Kaninchen ermöglicht eine hochpräzise, langfristige Überwachung der neuronalen und kardialen Elektrophysiologie, die für SUDEP-Mechanismen relevant ist. Dieser Ansatz schließt eine entscheidende Lücke in der präklinischen Modellierung, indem er krankheitsrelevante Arrhythmien und Anfälle in einem System erfasst, das physiologisch näher am Menschen liegt als Nagetiermodelle. Die Methode trägt zu einer vorhersagekräftigeren Validierung von Zielstrukturen und zur Absicherung mechanistischer Hypothesen bei Ionenkanalopathien bei Epilepsie und kardialer Dysfunktion bei.
Dieses telemetriefähige Kaninchenmodell verbindet die frühe Forschung mit der präklinischen Validierung für die Epilepsie- und Herzrhythmusforschung und unterstützt die Identifizierung von Wirkstoffkandidaten sowie mechanistische Studien.