Una técnica de hemisección lateral de la médula espinal rápida y mínimamente invasiva para modelar lesiones abiertas de la médula espinal en ratas
23 de marzo de 2022
Aquí, describimos una nueva técnica rápida que modela la lesión abierta de la médula espinal en ratas que elimina la laminectomía. La hemisección lateral se realiza mientras se observa a través de un microscopio. La técnica es versátil y también se puede utilizar en las regiones cervical, torácica y lumbar de la médula espinal de otros animales.
Este protocolo es importante porque las lesiones de la médula espinal siguen siendo frecuentes hoy en día, y se necesita investigación para ampliar la comprensión de estas lesiones y desarrollar posibles terapias. Esta técnica es más precisa y reproducible que las lesiones por compresión y contusión y menos invasiva que las lesiones con laminectomía completa. Por lo tanto, podría ser una mejor opción para una simulación de la lesión de la médula espinal que los procedimientos descritos anteriormente.
Para comenzar, use una hoja de bisturí 20 para abrir el área quirúrgica colocando una incisión de dos a 2,5 centímetros de largo a través de todas las capas de la piel a lo largo de la columna vertebral. Coloque esta incisión paralela a la columna vertebral utilizando la vértebra L1 como punto medio, extendiéndola aproximadamente un centímetro tanto en la dirección craneal como en la dirección de los mimos a lo largo de la columna vertebral. Moviliza los lados de la herida cortando el tejido conectivo que rodea los músculos.
Luego coloque dos incisiones paralelas a lo largo de la columna vertebral, penetrando en el periostio. Coloque las incisiones justo al lado de las apófisis espinales en ambos lados, abarcando la distancia entre las vértebras torácicas 13 y L1. Diseccionar los músculos unidos a las vértebras con el ocho de un respirador hasta que todos los ligamentos espinales sean visibles.
Coloca un retractor. A continuación, extirpe las apófisis espinales de la 13ª vértebra torácica y la primera vértebra lumbar utilizando pinzas óseas dentales para visualizar toda el área quirúrgica. Use una gasa estéril para controlar el sangrado durante todo el procedimiento cuando sea necesario.
Levante con cuidado el resto de las apófisis espinales L1, elevando el arco de la vértebra L1. Extirpar el ligamento flavum para acceder a la médula espinal. Eleve aún más las apófisis espinales mimadas, permitiendo el acceso a la duramadre espinal cortada.
Inclina las apófisis espinales en dirección craneal para visualizar la piamadre. Mira a través de la piamadre la vena mediana posterior, mostrando la línea media de la columna vertebral. Usando la vena como una bisectriz direccional, coloque una incisión con un bisturí microquirúrgico sin afectar la vena.
Coloque la incisión debajo de la vena en el plano transversal a través del diámetro anteroposterior de la médula espinal. Realice la hemisección moviendo la cuchilla lateralmente lejos de la línea central. Coloque la incisión para evitar cortar la arteria espinal anterior.
Asegúrese de que no se aplique un exceso de presión sobre el cuerpo vertebral al cortar la médula espinal para evitar la arteria espinal anterior en el lado ventral de la médula espinal. No cierre la duramadre directamente durante el cierre de la herida. Suturar firmemente los músculos y las apófisis de la columna vertebral, cerrando indirectamente la pequeña herida en la duramadre.
Cierre la capa de tejido conectivo dorsal con suturas. Este nuevo método mínimamente invasivo para la lesión de la médula espinal se realiza mucho más rápido que el enfoque quirúrgico tradicional mediante laminectomía y no requiere instrumentación especializada adicional. Se utilizó tinción con hematoxilina y eosina para visualizar el sitio de la lesión.
Se pueden realizar otras secciones a lo largo de la médula espinal imitando lesiones neuronales específicas. También se puede estudiar la regeneración, ya que con este método se pueden colocar electrodos o células madre. La mayoría de las técnicas que utilizan modelos de lesión de la médula espinal que utilizan modelos de heridas abiertas que implementan hemisección o transacción pueden simplificarse y acelerarse utilizando esta técnica.
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Descripción general
Este estudio presenta una técnica nueva y eficiente para modelar la lesión abierta de la médula espinal en ratas, que elimina la necesidad de laminectomía. El método permite la visualización de la hemisección lateral mediante un microscopio y es aplicable a diversas regiones de la médula espinal en múltiples modelos animales.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Lesión de la médula espinal
- Técnicas quirúrgicas en modelos animales
Antecedentes
- Las lesiones de la médula espinal siguen siendo comunes, lo que requiere investigaciones para comprenderlas y desarrollar terapias.
- Las técnicas actuales suelen ser invasivas y menos reproducibles.
- Este nuevo método ofrece una alternativa menos invasiva frente a los modelos tradicionales.
- La técnica es fácilmente adaptable a diferentes regiones vertebrales.
Objetivo del estudio
- Introducir un modelo de lesión de la médula espinal más rápido y reproducible.
- Mejorar la precisión quirúrgica y minimizar la invasividad en comparación con los métodos existentes.
- Facilitar los estudios de regeneración al permitir el acceso para electrodos o células madre.
Métodos Utilizados
- Este estudio utilizó un protocolo quirúrgico en ratas para modelar la lesión de la médula espinal.
- El modelo biológico implicó una hemisección lateral de la médula espinal.
- No se mencionó ningún flujo de trabajo de multiómica.
- Los pasos clave incluyen incisiones precisas y la movilización muscular para exponer la médula espinal.
- El procedimiento está diseñado para ser rápido y no requiere instrumentos especializados.
Resultados principales
- La nueva técnica resultó ser más rápida y eficiente que los enfoques tradicionales de laminectomía.
- La tinción con hematoxilina y eosina permitió la visualización del sitio de la lesión.
- Otras secciones de la médula espinal pueden ser objeto de simulación específica de lesiones neuronales.
- Este método permite una mayor exploración de los mecanismos de regeneración.
Conclusiones
- El estudio establece un modelo prometedor y mínimamente invasivo para la investigación de lesiones de la médula espinal.
- Aunque no se empleó un análisis multi-ómico, el método abre puertas para diversas aplicaciones en estudios de regeneración.
- En general, mejora la comprensión de las lesiones de la médula espinal y de estrategias terapéuticas potenciales.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los modelos de lesión de la médula espinal mínimamente invasivos son fundamentales para la neurociencia traslacional y la evaluación terapéutica preclínica. Esta técnica rápida de hemisección lateral reduce la variabilidad del procedimiento y el trauma tisular, lo que favorece modelos animales más reproducibles y predictivos. Su eficiencia operativa y su menor invasividad impactan directamente en el descubrimiento temprano y la reducción de riesgos mecanicistas en las líneas de investigación sobre neuroregeneración.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la modelización precisa de lesiones de la médula espinal similares a laceraciones para estudios basados en hipótesis.
- Reduce las variables de confusión al minimizar el daño tisular secundario y los restos óseos.
- Mejora la reproducibilidad y precisión en la validación funcional de objetivos en la investigación de neurotrauma.
- Posibilita la reducción mecanicista de riesgos al permitir una localización y extensión de la lesión controladas.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Facilita la preparación de modelos animales estandarizados para la selección de compuestos regenerativos o neuroprotectores en estudios posteriores.
- Permite una inducción de lesión consistente, apoyando lecturas cuantitativas de análisis conductuales e histológicos.
- Reduce el tiempo del procedimiento, aumentando el rendimiento en estudios de cribado preclínicos.
- Minimiza la carga en los animales, alineándose con las mejores prácticas éticas y operativas.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Proporciona un sistema relevante para la enfermedad que permite evaluar intervenciones regenerativas, como la colocación de células madre o electrodos.
- Mantiene la integridad del canal vertebral, favoreciendo la continuidad traslacional desde el descubrimiento hasta la validación preclínica.
- Permite modelar de forma dirigida lesiones nerviosas específicas, mejorando el valor predictivo para el desarrollo de terapias.
- Posibilita decisiones de avance ajustadas al riesgo basadas en resultados de lesión reproducibles.
Integración de la Línea de Proceso y Flujo de Trabajo
Esta técnica se integra en la fase temprana de descubrimiento y en la etapa preclínica, conectando la validación del blanco, estudios mecanicistas e investigación traslacional en modelos de lesión de la médula espinal.
- Biología del Descubrimiento: Facilita la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías al permitir la inducción controlada de lesiones.
- Selección: Proporciona modelos reproducibles para la evaluación cuantitativa de terapias candidatas.
- Análisis: Genera resultados histológicos y conductuales consistentes para la comparación entre diferentes condiciones.
- Investigación Traducional: Se alinea con los flujos de trabajo de medicina regenerativa al permitir estudios de intervención dirigidos.
- Reutilización Empresarial: Ofrece un protocolo ampliamente adaptable para diversos programas de investigación en neurotrauma.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la modelización de lesiones de la médula espinal.
- Valor operativo: Mejora la estandarización, la reproducibilidad y la eficiencia de los procedimientos.
- Valor estratégico: Facilita mejores decisiones de avance/no avance y una mayor eficiencia del capital al minimizar las variables de lesión confusas.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de candidatos neuroregenerativos y neuroprotectores.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia quirúrgica en procedimientos espinales microquirúrgicos y manejo de animales.
- Necesita instrumentos quirúrgicos de laboratorio estándar y acceso a microscopía para control visual.
- Exige estandarización entre equipos de los protocolos para la inducción de lesiones y los cuidados posoperatorios.
- Adaptable a diferentes regiones de la médula espinal de la rata, pero limitado a los espacios intervertebrales para la hemisección.
- Es fundamental una técnica cuidadosa para evitar lesiones vasculares y garantizar la consistencia del modelo.
