Un modelo escalable para estudiar los efectos de la lesión por fuerza contundente en peces cebra adultos

James Hentig; Kaylee Cloghessy; Chloe Dunseath; David  R. Hyde

doi:10.3791/62709

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Un modelo escalable para estudiar los efectos de la lesión por fuerza contundente en peces cebra adultos

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DOI:

10.3791/62709

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31 de mayo de 2021

James Hentig¹^,²^,³ , Kaylee Cloghessy¹^,²^,³ , Chloe Dunseath²^,³ , David R. Hyde¹^,²^,³

¹Department of Biological Sciences, University of Notre Dame, ²Center for Zebrafish Research, University of Notre Dame, ³Center for Stem Cells and Regenerative Medicine, University of Notre Dame

En este artículo

Resumen

Modificamos el modelo de caída de peso de Marmarou para peces cebra adultos para examinar una amplia gama de patologías después de una lesión cerebral traumática por fuerza contundente (LCT) y los mecanismos subyacentes a la regeneración neuronal posterior. Este modelo de LCT de fuerza contundente es escalable, induce una LCT leve, moderada o grave y recapitula la heterogeneidad de lesiones observada en una LCT humana.

Resumen

Las lesiones cerebrales traumáticas por fuerza contundente (LCT) son la forma más común de traumatismo craneal, que abarca una variedad de gravedades y da como resultado efectos secundarios complejos y heterogéneos. Si bien no existe un mecanismo para reemplazar o regenerar las neuronas perdidas después de una lesión cerebral traumática en humanos, el pez cebra posee la capacidad de regenerar neuronas en todo su cuerpo, incluido el cerebro. Para examinar la amplitud de las patologías exhibidas en el pez cebra después de una LCT de fuerza contundente y estudiar los mecanismos subyacentes a la respuesta regenerativa neuronal posterior, modificamos la caída de peso de Marmarou en roedores de uso común para el uso en peces cebra adultos. Nuestro modelo de LCT de fuerza contundente simple es escalable, induciendo una LCT leve, moderada o grave, y recapitula muchos de los fenotipos observados después de la LCT humana, como convulsiones de contacto y postraumáticas, edema, hematomas subdurales e intracerebrales y deficiencias cognitivas, cada una de las cuales se muestra de una manera dependiente de la gravedad de la lesión. Las secuelas de LCT, que comienzan a aparecer a los pocos minutos de la lesión, desaparecen y vuelven a niveles de control casi intactos dentro de los 7 días posteriores a la lesión. El proceso regenerativo comienza tan pronto como 48 horas después de la lesión (hpi), con el pico de proliferación celular observado por 60 hpi. Por lo tanto, nuestro modelo de LCT de fuerza contundente del pez cebra produce patologías características de LCT de lesión primaria y secundaria similares a la LCT humana, lo que permite investigar el inicio y la progresión de la enfermedad, junto con los mecanismos de regeneración neuronal que son exclusivos del pez cebra.

Introducción

Las lesiones cerebrales traumáticas (LCT) son una crisis de salud mundial y una de las principales causas de muerte y discapacidad. En los Estados Unidos, aproximadamente 2.9 millones de personas experimentan una LCT cada año, y entre 2006-2014 la mortalidad debido a una LCT o secuelas de LCT aumentó en más del 50%¹. Sin embargo, las LCT varían en su etiología, patología y presentación clínica debido en gran parte al mecanismo de lesión (MOI), que también influye en las estrategias de tratamiento y el pronóstico ^previsto2. Aunque las LCT pueden ser el resultado de varios MOI, son predominantemente el resultado de un trau....