Cirugía de hemisección de la médula espinal torácica y evaluación locomotora de campo abierto en la rata

La hemisección espinal torácica de rata es un modelo valioso y reproducible de lesión unilateral de la médula espinal para investigar los mecanismos neuronales de la recuperación locomotora y la eficacia del tratamiento. Este artículo incluye una guía detallada paso a paso para realizar el procedimiento de hemisección y evaluar el rendimiento locomotor en una arena de campo abierto.

La hemisectación espinal produce déficits locomotoras cuantificables e ideales que se pueden capturar con la escala de locomotoras que hemos desarrollado. La principal ventaja de esta técnica es la selectividad y reproducibilidad de la lesión, lo que conduce a una menor variabilidad en los fenotipos conductuales entre animales. Después de confirmar la falta de respuesta a la pellizca del dedo del pie en una rata adulta anestesiada, haz una incisión de 2,5 centímetros en la piel afeitada sobre las vértebras T-6 a T-10 y usa tijeras contundentes para retraer la piel y la grasa superficial.

Utilice tijeras de disección contundentes y un retractor auto-retenido para separar los músculos paravertebrales, insertando en el aspecto dorsal de las vértebras T-7 a T-9 y utilizar fórceps finos y aplicadores con punta de algodón para desbridar y limpiar cualquier tejido restante para exponer los procesos espinosos y lamina vertebral. Coloque la velocidad bajo un microscopio estéreo y utilice recortadores óseos delicados para cortar cuidadosamente las facetas bilateralmente en las vértebras T-7 y T-8. Utilice un bisturí para hacer un corte superficial de un milímetro en el tejido conectivo dorsal entre las láminas vertebrales T-8 y T-9, teniendo cuidado de no lesionar el cordón subyacente y utilizar recortadores óseos para eliminar el proceso espinoso de la vértebra T-8.

Con fórceps hemostáticos curvos cuidadosamente sujetados en el proceso espinoso T-7, gire el extremo caudal de la lámina T-8 ligeramente rostralmente aproximadamente 20 grados e inserte los recortadores óseos debajo de la lámina T-8. Hacer un corte de línea media que se extiende a lo largo de la lámina, continuando la laminectomía repitiendo los cortes en el lado izquierdo y derecho de la lámina vertebral medial a los procesos transversales para exponer la médula espinal. Drip 100 microlitros de 2%lidocaína en el canal espinal expuesto y utilizar fórceps finos y tijeras de iridectomía para eliminar la dura superponiendo el segmento espinal T-8.

Repita la administración de lidocaína al cordón expuesto e identifique la línea media del cordón mediante la visualización de una línea central creada entre los procesos espinosos que se extienden entre la Vértebra T-7 a T-9 expuesta. Usando fórceps finos para estabilizar la médula espinal, usa un cuchillo disección para doblar la médula espinal desde la línea media hacia un lado del animal, teniendo cuidado de no cortar a través de la arteria espinal anterior en el lado ventral. Usando tijeras de iridectomía, corte cuidadosamente cualquier tejido restante en el lado de la lesión de la médula espinal para asegurar que el cuadrante ventral-lateral se transecte adecuadamente y coloque una esponja hemostática estéril, aproximadamente de seis por dos milímetros empapadas en solución salina en la cavidad expuesta por encima de la médula espinal.

Luego, utilice 4-O poliglactin 910 suturas para cerrar las capas musculares y la piel alrededor del sitio de la incisión y colocar la rata en un ambiente cálido bajo una lámpara de calor con monitoreo hasta una recuperación completa. En el momento experimental adecuado para las pruebas conductuales, después de que las ratas han sido habituadas a la arena, comenzar la grabación de vídeo y colocar una rata en el centro de la arena, en condiciones de luz tenue para fomentar la actividad locomotora. Permita que la rata explore durante al menos cuatro minutos, moviendo la rata de vuelta al centro de la arena cuando permanece inmómtil durante más de 20 segundos para promover la locomoción.

A continuación, anote el rendimiento de la locomotora de la sesión de prueba grabada. Para los movimientos articulares de las extremidades, puntúa los movimientos articulares de la extremidad posterior durante la locomoción espontánea por separado para el tobillo, la rodilla y la cadera, ya sea normal, leve o ausente. Para el soporte de peso, evalúe la capacidad de los músculos extensores de la extremidad posterior para contraer y apoyar el peso corporal cargado cuando la extremidad está en el suelo para cuando la rata está estacionaria, así como durante la locomoción activa.

Para la posición del dígito, evalúe la posición de los dígitos de la extremidad posterior mientras la rata está estacionaria y durante la locomoción. Complete el parámetro de paso sólo si la rata puede soportar su peso corporal durante el paso calificando la orientación de la colocación de la pata de la pata de la extremidad posterior en el momento del contacto inicial y en el despegue del suelo, además de la fluidez de la fase de oscilación durante el paso. Complete el parámetro de coordinación de la extremidad delantera/extremidad trasera solo si se producen cuatro pasos consecutivos durante la prueba y si las extremidades pueden soportar activamente el peso corporal.

Evalúe la posición de la cola durante la locomoción como hacia arriba o hacia abajo. A continuación, agregue las puntuaciones individuales de cada parámetro para proporcionar un total para cada extremidad posterior a un máximo de 20 puntos. Para evaluar y comparar el tamaño de la lesión entre grupos experimentales, el área máxima de la lesión como porcentaje de la sección transversal total de la médula espinal se puede calcular fácilmente con la tinción histológica de las secciones de la médula espinal.

Por ejemplo, esta lesión representativa del hemicord izquierdo con una superposición de la proporción de área máxima de lesiones compartida entre ratas demostró el tamaño medio de la lesión de aproximadamente el 47% del área del cordón transversal. Estos cambios representativos en el rendimiento de la locomotora en el estado intacto durante las primeras cinco semanas después de la hemiseción del lado izquierdo demuestran un deterioro significativo de la locomoción en la extremidad posterior izquierda del animal durante las primeras tres semanas después de la cirugía. Una mejora en el nivel de locomoción se observa en la extremidad posterior derecha por dos semanas después del procedimiento.

Lo más importante a recordar es que una identificación precisa de la línea media espinal para la hemiseción y el cuidado y monitoreo adecuados de los animales postquirúrgicos son esenciales para un protocolo exitoso. Esta evaluación del comportamiento proporciona un protocolo ideal para detectar índices paretrecorviales superiores para complementar con pruebas especializadas para abordar una cuestión específica de interés sobre la recuperación de locomotoras.