SFEMG est couramment utilisé pour les tests de diagnostic chez les patients suspectés de formes auto-immunes, acquises et génétiques de la maladie NMJ. SFEMG est considéré comme le test le plus sensible pour le diagnostic de la maladie NMJ, la myasthénie grave20,21. La stimulation nerveuse répétitive (RNS) est une autre méthode qui est plus couramment utilisée dans les tests de diagnostic clinique et qui consiste à stimuler un nerf périphérique avec une série de stimuli et à quantifier la réponse potentielle d’action musculaire composée du muscle innervé 5,22. Il a toujours été démontré que la sensibilité du RNS était nettement inférieure à celle du SFEMG23,24. L’avantage de la SFEMG réside dans sa capacité à évaluer sélectivement les fibres musculaires individuelles et à quantifier non seulement l’échec de la transmission de la NMJ (blocage), mais aussi la variabilité (gigue)2,25,26. Bien qu’il s’agisse d’un test établi et sensible dans le cadre clinique, le SFEMG n’a été que rarement appliqué dans la recherche préclinique 4,5,9,10,11,12,13,14,15,16 . Les modèles animaux de maladies neuromusculaires jouent un rôle central dans la détermination des mécanismes sous-jacents des maladies humaines et le développement d’interventions thérapeutiques. La capacité d’appliquer des mesures de résultats et des biomarqueurs, tels que SFEMG, à différentes espèces peut rationaliser et accélérer la transition des découvertes précliniques prometteuses vers les études cliniques humaines27. Par exemple, une étude multicentrique au Japon s’est concentrée sur l’établissement de valeurs de référence pour le SFEMG à l’aide d’aiguilles concentriques chez des sujets humains en bonne santé. L’étude a indiqué que les valeurs seuils recommandées pour la MCM individuelle étaient de 58,8 μs pour le SFEMG stimulé dans le muscle extenseur des doigts communis (EDC)28. Il convient de noter que le muscle gastrocnémien n’est pas couramment soumis à la SFEMG, l’EDC étant le muscle le plus proche étudié dans ce contexte. Par conséquent, les valeurs de gigue que nous avons obtenues chez les rats se sont avérées inférieures à celles rapportées dans les études cliniques. Ces écarts suggèrent que la distribution du facteur de sécurité varie selon le muscle et l’espèce considérée.
Dans ce rapport, nous présentons une approche par étapes pour l’application de SFEMG stimulé chez les rongeurs, y compris les étapes de préparation des animaux, le placement des électrodes, l’enregistrement du potentiel d’action d’une seule fibre et les analyses. De plus, nous présentons des données représentatives dans un modèle induit de défaillance de la JNM (administration de rocuronium) pour aider à démontrer clairement les concepts de gigue accrue et de blocage ainsi que le concept tout ou rien d’un potentiel d’action d’une seule fibre dans l’enregistrement SFEMG. Auparavant, dans une étude expérimentale, un rat sans agent bloquant présentait une modification mineure de la MCD (environ 10 μs) sans blocage dans les 3000 premières s. En revanche, un rat auquel on a injecté 0,08 mg/kg de vécuronium a présenté une gigue accrue après 200 s, conduisant à un blocage autour de 500 s, avec une MCD initiale d’environ 50 μs, cohérente avec nos résultats17. Il était essentiel d’établir la dose correcte de rocuronium chez les rats pour atteindre le niveau cible de blocage neuromusculaire tout en atténuant les complications potentielles. Alors que diverses études ont utilisé des dosages allant de 0,1 mg/kg à 5 mg/kg pour induire une paralysie musculaire 17,29,30, nous avons opté pour une dose de 0,05 mg/kg. Ce choix s’aligne sur la reconnaissance du fait que l’altération de la JNM commence avant le début de la paralysie musculaire.
L’acquisition de réponses potentielles d’action d’une seule fibre à l’aide de SFEMG implique plusieurs étapes cruciales. Notamment, l’obtention d’enregistrements sélectifs nécessite de la pratique pour effectuer plusieurs tâches simultanément, y compris l’administration adéquate d’une stimulation nerveuse tout en acquérant des réponses adéquates. Pendant les enregistrements, l’électrode d’enregistrement SFEMG est soigneusement insérée et ajustée avec de petits mouvements réguliers pour minimiser les traumatismes musculaires et améliorer le rendement. Une fois qu’un potentiel d’action a été identifié, de petits ajustements de la position de l’électrode de stimulation et d’enregistrement doivent être effectués pour optimiser l’amplitude du potentiel d’action d’une seule fibre et la « netteté » (temps de montée court). Une fois qu’un potentiel est identifié et que l’amplitude et le temps de montée sont optimisés, les mouvements des électrodes doivent être minimisés pour assurer la stabilité des réponses tout ou rien. Le positionnement stable des électrodes est crucial, car même des changements mineurs dans la position de l’aiguille d’enregistrement peuvent entraîner des fluctuations des caractéristiques du potentiel d’action, notamment la forme, l’amplitude et la latence. Il est important de s’assurer que les potentiels d’action sont stables et conformes à l’apparence du tout ou rien. La variabilité des réponses peut être liée au mouvement de l’électrode ou à la superposition de plusieurs potentiels d’action de fibre unique provenant de différents NMJ. Ensemble, ces facteurs jouent un rôle clé dans l’obtention de la reproductibilité et de la mesure stable du potentiel d’action 2,26. De plus, l’exclusion des SFAP dont la gigue est inférieure à 4 μs des analyses est une approche prudente pour garantir la fiabilité des résultats. Ce critère rigoureux permet d’éviter l’inclusion de potentiels qui pourraient potentiellement être des artefacts induits par une stimulation musculaire directe, améliorant ainsi la précision de l’évaluation11. Un autre facteur important dans les études sur la gigue de stimulation est la stimulation subliminale, en particulier dans des conditions pathologiques, où de nombreux pics ont apparemment une gigue accrue. Il est essentiel de s’en remettre à l’opérateur pour s’assurer que l’intensité du stimulus dépasse le seuil de tous ces pics, car cette détermination ne peut pas être faite rétrospectivement31.
La technique SFEMG stimulée décrite dans ce manuscrit utilise une électrode SFEMG spécialisée plutôt qu’une électrode à aiguille d’électromyographie concentrique standard. Notre électrode SFEMG présente une surface d’enregistrement de 0,0005 mm2, contrairement à la surface d’enregistrement d’environ 0,019 mm2 d’une électrode à aiguille d’électromyographie concentrique standard de taille pédiatrique. Cette distinction est cruciale, car des électrodes à aiguille concentrique plus grandes, avec moins de sélectivité en raison de leurs surfaces d’enregistrement plus grandes, peuvent convenir pour le SFEMG volontaire pour capturer des paires de potentiel d’action apparente à fibre unique. Cependant, dans le cadre de la stimulation SFEMG, où plusieurs axones ou unités motrices sont souvent stimulés simultanément, l’utilisation d’électrodes à aiguille concentriques plus grandes devient plus difficile7.
Quelques limites doivent être prises en compte. Il est également important de souligner que la SFEMG ne permet pas de déterminer le mécanisme sous-jacent à un défaut de transmission neuromusculaire comme cela peut être réalisé avec des enregistrements intracellulaires effectués ex vivo27. Une autre considération essentielle concernant SFEMG est sa limitation dans l’enregistrement sélectif de types de fibres musculaires spécifiques. Par conséquent, les enregistrements SFEMG sont susceptibles de représenter un mélange variable de différents types de fibres musculaires5.