Generación de una lesión cerebral traumática leve de cabeza cerrada en un modelo murino

Resumen

Fuente: Logsdon, A. F., et al. Modelo de onda expansiva de baja intensidad para la evaluación preclínica de la lesión cerebral traumática leve de cabeza cerrada en roedores. J. Vis. Exp. (2020)

Este video demuestra la inducción de una lesión cerebral traumática leve de cabeza cerrada en un modelo de ratón utilizando una configuración de tubo de choque de gas presurizado. La onda de presión generada rompe la membrana de poliéster, entregando una onda de choque a la cabeza del ratón que resulta en un rápido movimiento cerebral dentro del cráneo, causando una lesión cerebral traumática leve.

Protocolo

Todos los procedimientos que involucran modelos animales han sido revisados por el comité institucional local de cuidado animal y la junta de revisión veterinaria de JoVE.

1. Preparación de la configuración experimental e inducción de lesión cerebral traumática leve (TBI) en roedores

NOTA: Transfiera los roedores al área de espera de 30 minutos a 1 h antes del inicio de los experimentos de lesión cerebral traumática (TBI) para aclimatarse. Seleccione un área de espera que se vea mínimamente afectada por el ruido del procedimiento.

1. Prepare todos los materiales necesarios para el experimento y verifique la instalación adecuada (e.g., ajuste los parámetros de acuerdo con el objetivo del estudio) (~5 – 10 minutos).
   NOTA: La gravedad de la lesión se puede ajustar seleccionando el grosor de la membrana de poliéster. Según nuestros estudios, se utiliza un grosor de membrana de 25,4 a 102 μm para el TCE leve a moderado en ratones. Anteriormente hemos utilizado membranas con un grosor de 76,2 a 127 μm para producir un TCE leve a moderado en ratas.
   1. Corte con cuidado la membrana de poliéster, insértela entre las secciones impulsada y conductora y asegúrela apretando los pernos de conexión.
   2. Conecte el tanque de gasolina al tubo de choque mediante el uso de accesorios de liberación rápida. Asegúrese de que la membrana esté bien fijada entre las secciones del conductor y conducidas.
   3. Coloque tres sensores de presión a la salida del tubo de choque, a 120° de distancia, para monitorear las propiedades de la onda expansiva durante la inducción del TBI.
   4. Asegúrese de que la distancia desde el extremo del aparato del tubo de choque sea correcta para cada sujeto respectivo utilizando el micrómetro instalado. Mantenga constante la posición de la cabeza del roedor (i.e., posición, distancia) constante dentro de los estudios para permitir una evaluación consistente de las lesiones.
      NOTA: Se pueden inducir diferentes tipos de lesiones seleccionando la dirección en la que la onda expansiva impacta en la cabeza. Para el procedimiento para inducir un traumatismo craneoencefálico leve a moderado descrito aquí, el cuerpo se coloca perpendicular al tubo de choque donde la onda expansiva impacta el costado de la cabeza. En este entorno, la cabeza tiene libre movilidad y, por lo tanto, está expuesta a la onda expansiva y a las fuerzas de rotación rápidas, lo que permite la generación de efectos de golpe y contragolpe.
   5. Inicie el registro desde los sensores de presión utilizando la interfaz gráfica de usuario (GUI) del software.

2. Anestesia y posicionamiento de roedores en la instalación

1. Transfiera los roedores de la sala de espera e induzca la anestesia con un 4% de isoflurano en oxígeno y manténgala con un 2% de isoflurano en oxígeno para reducir la angustia y el dolor.
   NOTA: Asegúrese de que el animal no responda al pellizco de los dedos de los pies o de la cola antes de continuar. Asegúrese de que la inducción de la anestesia sea consistente para todos los animales de experimentación, incluidos los controles simulados. Este procedimiento requiere un nivel de anestesia de bajo nivel y corta duración.
2. Coloque el roedor completamente anestesiado en el protector de tubería de cloruro de polivinilo (PVC) con amortiguación para proteger los órganos periféricos de la onda expansiva.
   NOTA: Los sujetos de control son anestesiados y colocados cerca de la instalación, pero no son sometidos directamente a la onda expansiva. Asegúrese de que los controles estén sujetos al ruido generado por el tubo de choque.
3. Coloque la cabeza del roedor dentro del área de colocación de la cabeza y apóyela desde abajo, ya sea mediante un soporte integrado directamente en el aparato de protección o una gasa. Determine la alineación de la cabeza de acuerdo con la anatomía de cada roedor, con el cóndilo occipital alineado con el borde del blindaje protector.
   NOTA: Evite dirigir la onda de presión directamente hacia el tronco encefálico para disminuir la mortalidad. Se sabe que las lesiones en el centro respiratorio del tronco encefálico y la médula espinal cervical contribuyen a las anomalías respiratorias e incluso a la muerte en modelos de LCT en roedores.

3. Exposición de roedores a la onda expansiva

1. Abra rápidamente la válvula principal del tanque de gas comprimido para producir un pico de presión que rompe la membrana y produce una fuerte explosión que confirma la generación de una onda de presión. La membrana se romperá visualmente cuando se retire después del experimento.
   NOTA: Se puede utilizar una cámara de alta velocidad para capturar los efectos de golpe y contragolpe de la aceleración rotacional experimentada por el roedor para su posterior análisis.
2. Apague el flujo de gas inmediatamente después de escuchar la explosión.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
3/8 SAE high pressure hydraulic hose	Eaton Aeroquip	R2-6-6-36M	Available from Grainger
3/8'' Enchufes hembra de conexión rápida	Karcher	KAR 86410440
3/8'' Enchufes macho de conexión rápida	Karcher	KAR 86410440
ANY-maze software de seguimiento de vídeo	Stoelting Co.	ANY-maze software
Clear mylar membrane	https://www.eplastics.com/	POLYCLR0.003	http://www.eplastics.com/Plastic/Clear_Polyester_Film/POLYCLR0-003; La membrana de mylar transparente se vende en varios grosores. Todos son vendidos por el proveedor mencionado anteriormente.
Mesa de deslizamiento compuesta (X2)	Grizzly Industrial	G5757
Válvula de bola de control de gas deadman	Coneraco Inc.	71-502-01	"Apollo", disponible en Grainger
Driver and driven section (murine)	own design/production	n/a	Para más información, por favor contacte a los autores
Ear muffs	3M	37274	Disponible en Grainger
Regulador de gas - Hi-Flow 3500-600-580	Harris	3003539
Gas helio	AirGas	HE 300	Los tanques están disponibles en varios tamaños
Sistema de anestesia por inhalación	VetEquip	901806
Input module	National Instruments	NI 9223
Isoflurane	Baxter	NDC 10019-360-40	Ordenado por veterinario
Temporizador de laboratorio/ stopwatch	Fisher Scientific	50-550-352
Labview version 12.0	National Instruments		Data adquistion software
Magnetic dial indicator/micrometer	Grizzly Industrial	G9849
MATLAB	MathWorks		Software para el análisis
Oxygen regulator	Medline	HCS8725M
PC para el procesamiento de datos	Dell
Tubo de cloruro de polivinilo - 25.4 mm	FORMUFIT	P001FGP-WH-40x3
Pressure sensors	PCB Piezotronics	102A05
Receiver USB chassis	National Instruments	DAQ-9171
Acondicionador de señal de sensor	PCB Piezotronics	482C series
Mesa de montaje de acero inoxidable con clasificación NSF	Gridmann	GR06-WT2448
T-Handle allen wrench - 3/16''	S&K	73310

de registro de presión