Laryngoscopie murine mini-invasive pour l’imagerie en gros plan du mouvement du larynx pendant la respiration et la déglutition

Résumé

Ce protocole décrit une approche de laryngoscopie transorale en série pour les souris et les rats qui permet une imagerie vidéo en gros plan et sans obstruction du larynx pendant la respiration et la déglutition à l’aide d’un régime anesthésique optimisé et de techniques de manipulation endoscopique finement ajustées.

Résumé

Le larynx est un organe essentiel chez les mammifères avec trois fonctions principales : respirer, avaler et vocaliser. Un large éventail de troubles sont connus pour altérer la fonction laryngée, ce qui entraîne des difficultés respiratoires (dyspnée), des troubles de la déglutition (dysphagie) et/ou des troubles de la voix (dysphonie). La dysphagie, en particulier, peut entraîner une pneumonie par aspiration et la morbidité associée, des hospitalisations récurrentes et une mortalité précoce. Malgré ces graves conséquences, les traitements existants pour la dysfonction laryngée visent en grande partie des interventions chirurgicales et comportementales qui, malheureusement, ne rétablissent généralement pas la fonction laryngée normale, soulignant ainsi le besoin urgent de solutions innovantes.

Pour combler cette lacune, nous avons développé une approche endoscopique expérimentale pour étudier la dysfonction laryngée chez des modèles murins (c’est-à-dire souris et rats). Cependant, l’endoscopie chez les rongeurs est assez difficile en raison de leur petite taille par rapport à la technologie actuelle des endoscopes, des différences anatomiques dans les voies respiratoires supérieures et de la nécessité pour l’anesthésie d’accéder de manière optimale au larynx. Ici, nous décrivons une nouvelle approche de laryngoscopie transorale qui permet une imagerie vidéo en gros plan et sans obstruction du mouvement du larynx chez les souris et les rats. Les étapes critiques du protocole comprennent une prise en charge précise de l’anesthésie (pour éviter un surdosage qui abolit la déglutition et/ou risque de mortalité liée à la détresse respiratoire) et le contrôle de l’endoscope par un micromanipulateur (pour un enregistrement vidéo stable du mouvement du larynx par un seul chercheur pour une quantification ultérieure).

Il est important de noter que le protocole peut être réalisé au fil du temps chez les mêmes animaux pour étudier l’impact de diverses conditions pathologiques spécifiquement sur la fonction laryngée. Un nouvel avantage de ce protocole est la possibilité de visualiser la protection des voies respiratoires pendant la déglutition, ce qui n’est pas possible chez l’homme en raison de l’inversion épiglottique sur l’entrée laryngée qui obstrue la glotte. Les rongeurs offrent donc une occasion unique d’étudier spécifiquement les mécanismes de la protection des voies respiratoires laryngées normales par rapport à la protection pathologique des voies respiratoires dans le but ultime de découvrir des traitements permettant de restaurer efficacement la fonction laryngée normale.

Introduction

Le larynx est un organe cartilagineux situé à l’intersection des voies respiratoires et digestives de la gorge, où il fonctionne comme un mécanisme de soupape pour contrôler avec précision le flux et la direction de l’air (c’est-à-dire pendant la respiration et la vocalisation) par rapport aux aliments et aux liquides (c’est-à-dire pendant la déglutition). On sait qu’un large éventail de troubles affectent le larynx, notamment congénitaux (p. ex., laryngomalacie, sténose sous-glottique), néoplasiques (p. ex., papillomatose laryngée, carcinome épidermoïde), neurologiques (p. ex., paralysie laryngée idiopathique, accident vasculaire cér....

Protocole

Le protocole de laryngoscopie murine suit un protocole approuvé par l’Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) et les directives des National Institutes of Health (NIH). Il a été conçu pour être utilisé avec plus de 100 souris C57BL/6J adultes et plus de 50 rats Sprague Dawley adultes, de sexes à peu près égaux et âgés de 6 semaines à 12 mois pour les deux espèces. L’élaboration d’un protocole supplémentaire est nécessaire pour s’adapter aux rongeurs plus jeunes ou plus petits. Les animaux ont été logés en groupe (jusqu’à quatre souris ou deux rats par cage, en fonction du sexe et de la portée). Les conditions standard du v....

Résultats

L’utilisation réussie de ce protocole de laryngoscopie murine permet de visualiser en gros plan le larynx pendant la respiration spontanée et d’évoquer la déglutition dans des conditions saines et pathologiques, comme le montre la figure 6. De plus, ce protocole peut être répété plusieurs fois chez les mêmes rongeurs pour permettre l’investigation de la fonction ou du dysfonctionnement du larynx au fil du temps. Comme le montre la figure.......

Discussion

Nous avons réussi à développer un protocole de laryngoscopie reproductible spécifique à la souris qui permet de visualiser en gros plan le mouvement du larynx pendant la respiration et la déglutition. Il est important de noter que le protocole peut être réalisé au fil du temps chez les mêmes animaux pour étudier l’impact de diverses conditions pathologiques spécifiquement sur la fonction laryngée. Ce protocole a été développé au cours de la dernière décennie et a fait l’objet de modifica.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Atipamezole	Zoetis	Antisedan ; 5 mg/mL	Parsippany-Troy Hills, NJ
Bioamplificateur	Warner Instrument Corp.	DP-304	Hamden, CT
Électrode à aiguille EMG concentrique	Chalgren Enterprises, Inc.	231-025-24TP ; 25 mm x 0,3 mm/30 G	Gilroy, CA
Applicateur à pointe de coton (effilé)	Produits médicaux puritains	REF 25-826 5W	Guilford, ME
Système d’acquisition de données	ADInstruments	PowerLab 30/8	Colorado Springs, CO
Système de contrôle de température DC - pour plateforme d’endoscopie	FHC, Inc.	40-90-8D	Bowdoin, ME
Logiciels d’enregistrement en électrophysiologie	ADInstruments	LabChart 8 avec module de capture vidéo	Colorado Springs, CO
Moniteur endoscope	Karl Storz Endoscopy-America	Moniteur Storz Tele Pack X	El Segundo, CA
Glycopyrrolate	Piramal Soins Intensifs	NDC 66794-204-02 ; 0,2 mg/mL	Bethlehem, PA
Électrode de masse & nbsp ;	Consolidated Neuro Supply, Inc.	Acier inoxydable de calibre 27, #S43-438	Loveland, OH
Chambre d’induction à l’isoflurane & nbsp ;	Braintree Scientific, Inc.	Boîte d’anesthésiation au gaz - Rouge	Braintree, MA
Chlorhydrate de kétamine	Covetrus Amérique du Nord	NDC 11695-0703-1, 100 mg/mL	Dublin, OH
Spatule métallique pour découpler l’épiglotte et le vélum	Outils scientifiques finement	Item n° 10091-12 ;   ;	Foster City, CA
Brosse électronique pour éliminer les aliments et les sécrétions de la cavité buccale	Safeco Dental Supply	REF 285-0023, 1,5 mm	Buffalo Grove, IL
Bouillotte de la taille d’une souris pour plateforme d’endoscopie	FHC, Inc.	40-90-2-07 & ndash ; Coussin chauffant 5 x 12,5 cm	Bowdoin, ME
Pommade ophtalmique (stérile)	Allergan, Inc.	Rafraîchir Lacri-lubrifiant	Irvine, CA
Otoscope	Karl Storz	REF 1232AA	El Segundo, CA
Capteur pneumographique	BIOPAC Systems, Inc.	RX110	Goleta, CA
Oxymétrie de pouls - Vetcorder Pro Vétérinaire Monitor	Sentier HC, LLC	Partie n° 710-1750	Waukesha, WI
Coussin chauffant de la taille d’un rat pour plateforme d’endoscopie	FHC, Inc.	40-90-2 & ndash ; Coussin chauffant 12,5x25cm	Bowdoin, ME
Aiguilles stériles pour injections de médicaments	Becton, Dickinson and Company	REF 305110, 26 G x 3/8 pouce, PrecisionGlide	Franklin Lakes, NJ
Seringues stériles pour injections de médicaments	Becton, Dickinson and Company	REF 309628 ; 1 mL, pointe Luer-Lok	Franklin Lakes, NJ
Drape chirurgical pour couvrir la cage d’induction dans un environnement sombre	Covidien LP	Tissu de drapé chirurgical d’argyle, simple couche	Minneapolis, MN
Ruban chirurgical pour fixer le capteur pneumographique à l’abdomen	3M Santé	#1527-0, 1/2 pouce	St. Paul, MN
Couverture transparente pour la thermorégulation	La Société Glad Products & nbsp ;	Press' n film plastique pour scellement	Oakland, CA
Logiciels de montage vidéo	Pinnacle Systems, Inc.	Pinnacle Studio, v24	Mountain View, CA
Bouillotte à circulation d’eau - pour la station d’induction/récupération anesthésique	Systèmes médicaux habiles	Pompe à chaleur HTP-1500	Loudon, TN
Xylazine	Vet One	NDC 13985-701-10 ; Anased, 100 mg/mL	Boise, ID