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Article de méthode

Modèle d'impact cortical contrôlé des dommages de cerveau de souris avec la transplantation thérapeutique des cellules neurales pluripotentes induites par l'homme de cellules souches

10.9K vues

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DOI :

10.3791/59561

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10 juillet 2019

Dans cet article

Résumé

Ce protocole démontre des méthodologies pour un modèle de souris des dommages traumatiques de cerveau de crâne ouvert et de la transplantation des cellules pluripotentes pluripotentes de cellules souches induites cultivées dans le site de blessure. Les essais comportementaux et histologiques des résultats de ces procédures sont également décrits en bref.

Résumé

Les lésions cérébrales traumatiques (ITC) sont l'une des principales causes de morbidité et de mortalité dans le monde. La pathologie de la maladie due à l'ITC progresse de l'insulte mécanique primaire aux processus secondaires de dommages, y compris l'apoptose et l'inflammation. La modélisation animale a été utile dans la recherche pour démêler les mécanismes de blessures et évaluer les thérapies neuroprotectrices potentielles. Ce protocole décrit le modèle d'impact cortical contrôlé (ICC) de TBI focal à tête ouverte. Plus précisément, des paramètres pour produire une blessure corticale unilatérale douce sont décrits. Les conséquences comportementales de l'ICC sont analysées à l'aide du test d'élimination du ruban adhésif de l'intégration sensorimotrice bilatérale. En ce qui concerne la thérapie expérimentale pour la pathologie de TBI, ce protocole illustre également un processus pour transplanter des cellules cultivées dans le cerveau. Les cultures de cellules neurales dérivées des cellules souches pluripotentes induites par l'homme (hiPSCs) ont été choisies pour leur potentiel pour montrer la restauration fonctionnelle supérieure dans les patients humains de TBI. La survie chronique des hiPSCs dans le tissu de cerveau de souris d'hôte est détectée utilisant un processus immunohistochemical modifié de DAB.

Introduction

Les lésions cérébrales traumatiques (ITT) sont un terme général dénonçant les lésions acquises au cerveau en raison de forces mécaniques indirectes (accélération/décélération ou contre-coup) de coups à la tête ou de dommages directs causés par des objets ou des ondes de souffle. TBI a été estimé à être la cause d'environ 9% des décès dans le monde et observé dans environ 50 millions de cas par an1,2. Un rapport 2017 des Centers for Disease Control and Prevention a estimé qu'en 2013, il y avait un total de 2,8 millions de visites à l'hôpital et de décès dus à l'ITC aux États-Unis3. De no....

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Protocole

Toutes les expériences décrites dans ce protocole ont été examinées et approuvées par le Comité des soins et de l'utilisation des animaux de l'Uniformed Services University.

1. Craniectomy et impact cortical contrôlé

  1. Préparation du dispositif d'impact cortical contrôlé et des fournitures chirurgicales.
    1. Chargez une seringue de 1 ml avec 0,5 ml de salin stérile pour l'irrigation des plaies. Fixez une aiguille de 25 G à la seringue pour contrôler l'irrigation.
    2. Préparer une solution diluée de CsA dans DMSO à la concentration finale de 1 mg/mL. Chargez une deuxième seringue de 1 ml avec 0,5 mL de solution de cyclospo....

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Résultats

La chirurgie craniectomy facilite les dommages de cerveau expérimentaux et la transplantation thérapeutique de cellules : le modèle cortical commandé d'impact des dommages de cerveau et la thérapie suivante de transplantation de cellules exigent l'enlèvement soigneux du crâne sus-lying. La craniectomy peut être exécutée sur n'importe quelle surface dorsal du crâne pour permettre des manipulations à la région de cerveau d'intérêt. Le diagramme de la figure 1 représente un sch.......

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Discussion

L'ICC légère comme système modèle pour tester la thérapie régénérative expérimentale
Le modèle de l'ICC est un outil précieux pour étudier les mécanismes de dysfonctionnement tissulaire après des blessures mécaniques au cortex. L'adabilité des paramètres de blessure est une caractéristique attrayante de ce modèle. Modifier la profondeur d'impact Z, la vitesse ou le temps d'occupation peut augmenter ou diminuer la gravité de la blessure comme le souhaite l'enquêteur10,

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont aucun conflit d'intérêts à divulguer.

Remerciements

Ces travaux ont été soutenus par une subvention du Center for Neuroscience and Regenerative Medicine (CNRM, numéro de subvention G170244014). Nous apprécions l'aide de Mahima Dewan et Clara Selbrede dans les études pilotes d'enlèvement d'adhésif. Kryslaine Radomski a effectué des lésions cérébrales préliminaires et des chirurgies de transplantation cellulaire. Amanda Fu et Laura Tucker, du laboratoire de base des études précliniques de l'USU CNRM, ont fourni des conseils précieux sur les chirurgies animales et les tests de comportement, respectivement.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Seringues de 1 mlBecton Dickinson (BD)
tubes à essai rabattables de 1,7 mlDenvilleC2170
Seringue de 10 microlitresHamilton7635-01
25G Precision Glide aiguilles de seringueBecton Dickinson (BD)  ;
70 % d’éthanolProduit de choix ; varie selon la région
orale d’acétaminophèneTylenol (pour enfants)Diluer à 1 mg/ml dans
vaporisateur d’anesthésiqueVetland521-11-22
chiffondes animaux Acheter dans le grand magasin
BetadinePurdue ProduitsNDC-67618-151-32
oxygèneProduit de choix ; varie selon la région
cyclosporine ASigma-Aldrich30024-100mg
Kit de coloration DABVector LaboratoriesSK-4100
diméthyl sulfoxyde (DMSO)Sigma-AldrichD8418-500ml
DMEMInvitrogen (ThermoFisher)A14430-01
âne anticorps IgG anti-souris, HRP conjuguéJackson ImmunoResearch715-035-151
ruban isolant3M CorporationAchat dans un grand magasin
pince à épiler fineFine Science Tools11254-20
pince Fine Science Tools91106-12
pipettes capillaires en verre, 1 mm OD, 0,58 mm IDWorld Precision Instruments1B100F-3
Kit de micromoteur rotatif à grande vitesseForedom Electric Co.  ;K.1070 - K.107018
Micro Drill Burr Set De 5Cell Point Scientific  ;60-1000
Impact One Impacteur stéréotaxique pour CCI  ;Leica Biosystems39463920
isofluraneBaxterNDC-10019-360-60
minuteries de paillassede laboratoire Fisher Scientific14-649-17
Extracteur de micropipettesMicroData Instruments, Inc.PMP-102N’importe quel extracteur suffira
Capots de protection de microscopeFisherbrand12-545-E
Support de montagede lames de microscope Produit de choix
miroirAcheter dans un grand magasin souris
anti-antigène nucléaire humainMilliporeMAB1281
Mouse on Mouse Kit de blocageVector LaboratoiresBMK-2202
porte-aiguille hémostatiqueOutils de science fine12002-12
pommade ophtalmiqueFalcon PharmaceuticalsNDC-61314-631-36
ciseaux à ressort ophtalmiqueOutils de science fine15018-10
boîteAchat dans un cylindre
en plastiqueAchat dans le grand magasin
QSI pousse-seringue motoriséStoelting53311
Raccord à compression d’aiguille amovibleHamilton55750-01
petit rongeur cadre stéréotaxiqueStoelting51925
petits ciseauxFine Science Tools14060-09
StemPro AccutaseInvitrogen (ThermoFisher)
Tampons de préparation à l’alcool stérilesFisherbrand06-669-62
cotons-tiges stériles/Kendall Q-tipsTyco Healthcare540500
Saline stérileHospiraNDC-0409-1966-07
Chronomètres (2)Fisher Scientific06-662-56
Superfrost Plus Gold lames de microscopeFisherbrand15-188-48
sutures - 5.0 soie avec aiguille incurvéeOasisMV-682
309659305122 suspension un à l’eau de manipulation comprimé Ideal en plastique de grand magasinA1110501

Références

  1. Maas, A. I. R., et al. Traumatic brain injury: integrated approaches to improve prevention, clinical care, and research. The Lancet Neurology. 16, 987-1048 (2017).
  2. Murray, C. J., et al.

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Réimpressions et autorisations

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