Una técnica de oclusión de la arteria cerebral media para inducir la depresión post-accidente cerebrovascular en ratas
22 de mayo de 2019
Aquí presentamos un protocolo para inducir la depresión post-accidente cerebrovascular en ratas, ocluendo la arteria cerebral media a través de la arteria carótida interna. Usamos la prueba de natación forzada de Porsolt y la prueba de preferencia de sacarosa para confirmar y evaluar Estados de ánimo depresivos inducidos.
Nuestro protocolo propone una nueva técnica de oclusión de la arteria cerebral medial en ratas para ayudar a estudiar el mecanismo del desarrollo de la depresión post-accidente cerebrovascular y encontrar una terapia más eficiente. La principal ventaja de nuestra técnica es su capacidad para reducir la variabilidad en los cambios de peso, el edema cerebral y el volumen de infarto, y para minimizar las muertes relacionadas con procedimientos. Después de confirmar una falta de respuesta al pellizco de cola en un macho de 300 a 350 gramos de rata Sprague Dawley, coloque el animal en una placa de calentamiento de 37 grados Celsius y utilice una sonda rectal para monitorear la temperatura corporal del núcleo.
Aplicar pomada en los ojos del animal y afeitar el cabello del cuello. A continuación, desinfectar la piel expuesta con 70 por ciento de alcohol clorhexidina, y cubrir la rata con la cortina quirúrgica estéril antes de realizar la oclusión de acuerdo con las técnicas estándar. Para obtener la puntuación de gravedad neurológica, coloque una rata ocluida sobre una superficie plana y permita que el animal se mueva libremente.
Después de un minuto, tire suavemente de la rata hacia atrás por la cola y eriga la respuesta de marcha del animal. Para medir el volumen del infarto, escanee las rebanadas cerebrales manchadas preparadas a una resolución de 1.600 por 1.600 puntos por pulgada y recorte y estandarice la escala para todas las imágenes. A continuación, cargue las imágenes estandarizadas en un programa de software de análisis de imágenes adecuado y utilice una herramienta de rastreo para medir el área de palidez marcada en seis sectores consecutivos de dos milímetros para determinar el tamaño del infarto como un porcentaje de toda la rebanada cerebral.
30 a 33 días después de la cirugía, transfiera a los animales a una habitación cerrada, tranquila y controlada por la luz en jaulas individuales, y coloque una botella que contenga 100 mililitros de 1% de solución de sacarosa a cada jaula durante 24 horas. Al día siguiente, retire las botellas, así como los alimentos y el agua potable durante 12 horas. Al final del período de privación, coloque una botella que contenga 100 mililitros de 1% de solución de sacarosa y una botella que contenga 100 mililitros de agua del grifo en cada jaula durante cuatro horas.
A continuación, registre el volumen de la solución de sacarosa y el agua consumida para permitir el cálculo de la afinidad a la preferencia de sacarosa para cada animal. Para la prueba de natación forzada de Porsolt, 30 a 33 días después de la cirugía, coloque primero a cada rata en un cilindro de plexiglás vertical que contenga 80 centímetros de 25 grados centígrados de agua durante 15 minutos. Al final del período de habituación, deje que la rata se seque durante 15 minutos en el recinto calentado a 32 grados centígrados antes de devolver al animal a su jaula de origen.
Al día siguiente, devolver la rata al cilindro durante cinco minutos finales, registrando la prueba de cinco minutos para permitir el cálculo de la duración total de la inmovilidad durante ese período. El análisis histológico revela un volumen de infarto estadísticamente significativo como porcentaje del volumen total del cerebro después de MCAO en comparación con los animales del grupo de control falso. También se observa un edema cerebral estadísticamente significativo en los animales experimentales en comparación con el grupo de control falso.
Los animales MCAO demuestran un rendimiento neurológico más bajo en comparación con los animales operados por simulaciones a los 50 minutos, las 24 horas y los siete días posteriores a la cirugía. Las ratas MCAO también consumen una cantidad significativamente menor de sacarosa y exhiben una inmovilidad más larga durante las pruebas de natación forzada de Porsalt en comparación con los animales operados por la farsa. Este es un modelo importante para los estudios de accidente cerebrovascular conductual y podría servir como una herramienta para evaluar futuras terapias o proporcionar datos preclínicos críticos sobre la eficacia de las sustancias terapéuticas.
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Descripción general
Este artículo presenta un protocolo para inducir depresión posictus en ratas mediante la oclusión de la arteria cerebral media. El estudio emplea pruebas conductuales para evaluar estados de ánimo depresivos en los sujetos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Ciencias del Comportamiento
- Investigación sobre Accidente Cerebrovascular
Antecedentes
- La depresión posictus es una complicación común tras un accidente cerebrovascular.
- Comprender sus mecanismos puede ayudar en el desarrollo de terapias efectivas.
- Los métodos actuales pueden presentar una alta variabilidad en los resultados.
- Este estudio tiene como objetivo perfeccionar la técnica de oclusión para minimizar la variabilidad.
Objetivo del estudio
- Establecer un modelo confiable para estudiar la depresión posictal.
- Evaluar los efectos de la nueva técnica de oclusión sobre los comportamientos depresivos.
- Reducir las complicaciones relacionadas con el procedimiento en modelos animales.
Métodos Utilizados
- Técnica de oclusión de la arteria cerebral media en ratas.
- Evaluaciones conductuales utilizando el test de nado forzado de Porsolt.
- Prueba de preferencia por la sacarosa para evaluar cambios de estado de ánimo.
- Monitoreo de parámetros fisiológicos durante el procedimiento.
Resultados principales
- La nueva técnica demostró una menor variabilidad en los cambios de peso.
- Se observó una menor incidencia de edema cerebral y volumen de infarto.
- Las muertes relacionadas con el procedimiento se minimizaron.
- Las pruebas conductuales confirmaron la inducción de estados depresivos.
Conclusiones
- La técnica de oclusión refinada es efectiva para estudiar la depresión posictus.
- Proporciona un modelo más consistente para investigaciones futuras.
- Se necesitan estudios adicionales para explorar intervenciones terapéuticas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El establecimiento de modelos preclínicos confiables de depresión postransitora es fundamental para reducir los riesgos en la validación de dianas neuropsiquiátricas en terapias para el accidente cerebrovascular. Esta técnica de OAMM reduce la variabilidad en el volumen del infarto, el edema cerebral y la mortalidad, mejorando la confianza predictiva en la caracterización fenotípica del comportamiento. Una mayor consistencia del modelo respalda las decisiones de avance o interrupción en las fases iniciales del descubrimiento, aclarando los vínculos mecanicistas entre la isquemia cerebral y los fenotipos depresivos.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite investigar hipótesis terapéuticas que vinculan la lesión isquémica con la fisiopatología depresiva mediante la inducción controlada de oclusión de la arteria cerebral media (MCAO).
- Valor operativo: Reduce la variabilidad de los resultados en los cambios de peso, volumen de infarto y edema cerebral, mejorando la reproducibilidad del ensayo en estudios de interacción con el objetivo.
- Valor predictivo: Facilita el cribado fenotípico de compuestos al proporcionar un sistema relevante para la enfermedad con conductas tipo depresivo validadas mediante las pruebas de preferencia por sacarosa y nado forzado.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Listo para ensayo: Produce sistemas biológicos estandarizados con puntuaciones cuantificables de gravedad neurológica y mediciones del volumen de infarto para cribado de compuestos posteriores.
- Resultados cuantitativos: Genera puntos finales medibles, incluidos los índices de preferencia por sacarosa y la duración de la inmovilidad, lo que permite el análisis de respuesta a la dosis en cribados terapéuticos.
- Escalabilidad: La técnica de oclusión basada en la ACI permite una generación consistente del modelo en diferentes cohortes, favoreciendo la reutilización de la plataforma en campañas de identificación de compuestos líderes.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Relevancia para la enfermedad: Modela la depresión posictus como una complicación neuropsiquiátrica comórbida, alineándose con la prevalencia clínica de la depresión posictus y la necesidad terapéutica insatisfecha.
- Continuidad traslacional: Conecta la desactivación mecanicista en fase de descubrimiento con la validación preclínica mediante la confirmación conductual e histológica de estados depresivos.
- Avance ajustado al riesgo: Proporciona datos preclínicos sobre la eficacia terapéutica al correlacionar el volumen del infarto inducido por la oclusión de la arteria cerebral media con los resultados conductuales, informando decisiones de avance o interrupción del desarrollo.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
El método se integra en el continuo de descubrimiento desde la validación del blanco hasta la identificación de compuestos activos y la evaluación preclínica de la eficacia, lo que permite la refinación iterativa de las hipótesis terapéuticas para accidente cerebrovascular y trastornos neuropsiquiátricos.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis sobre los mecanismos del accidente cerebrovascular isquémico que provocan fenotipos depresivos mediante MCAO controlado y puntuación neurológica.
- Selección: Permite la estandarización de ensayos mediante mediciones reproducibles del volumen del infarto y del edema cerebral, fundamentales para la selección de bibliotecas de compuestos.
- Análisis: Proporciona variables dependientes cuantitativas, incluyendo el consumo de sacarosa y la duración de la inmovilidad, facilitando la comparación estadística entre grupos de tratamiento.
- Investigación Traducional: Relaciona la carga de lesión isquémica con fenotipos conductuales, apoyando la alineación de biomarcadores entre el volumen del infarto y los resultados similares a la depresión.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma preclínica reutilizable para evaluar candidatos neuroprotectores y antidepresivos en modelos de comorbilidad por accidente cerebrovascular.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza en la validación del objetivo al reducir la ambigüedad mecanicista en los modelos de comorbilidad entre accidente cerebrovascular y depresión.
- Valor operativo: Mejora la reproducibilidad y la estandarización entre laboratorios mediante la reducción de muertes y variabilidad relacionadas con el procedimiento.
- Valor estratégico: Mejora la eficiencia del capital al reducir los falsos positivos en la identificación de compuestos prometedores mediante modelos biológicamente desprovistos de riesgo.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de terapéuticas para el accidente cerebrovascular dirigidas a comorbilidades neuropsiquiátricas, basándose en lecturas fenotípicas consistentes.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en cirugía estereotáxica en roedores y puntuación de la gravedad neurológica.
- Depende de instrumentación para la cuantificación del volumen del infarto mediante análisis de imágenes de cortes cerebrales teñidos.
- Necesita la estandarización entre equipos de los protocolos de preferencia por sacarosa y prueba de nado forzado para los resultados conductuales.
- Las consideraciones de adaptación incluyen la escalabilidad de la técnica de oclusión de la arteria carótida interna en diferentes cepas y edades de ratas, al tiempo que se monitorea la temperatura central.
- Las limitaciones prácticas incluyen la necesidad de monitoreo postoperatorio para confirmar el desarrollo del infarto y los cambios conductuales a los 30–33 días posteriores al MCAO.
