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Modèle de cicatrisation des brûlures en forme d’échiquier de souris basé sur un dispositif de chauffage numérique

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DOI :

10.3791/67375

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27 décembre 2024

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1State Key Laboratory of Oral Diseases & National Center for Stomatology & National Clinical Research Center for Oral Diseases, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, 2Department of Endodontics, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University

Dans cet article

Résumé

Un protocole simplifié est présenté pour établir un modèle de cicatrisation des brûlures chez la souris à l’aide d’un appareil de chauffage numérique. Les sites expérimentaux en forme d’échiquier créés sur la peau facilitent une analyse fonctionnelle plus poussée pour le test de cicatrisation des plaies.

Résumé

Les brûlures graves sont parmi les affections les plus traumatisantes et les plus débilitantes, affectant presque tous les systèmes organiques et entraînant une morbidité et une mortalité considérables. Compte tenu de leur complexité et de l’implication de plusieurs organes, divers modèles animaux ont été créés pour reproduire différentes facettes des brûlures. Les méthodes utilisées pour produire des surfaces brûlées varient selon les modèles animaux expérimentaux. Cette étude décrit un modèle simple, rentable et convivial de brûlure chez la souris pour créer des brûlures constantes sur toute l’épaisseur à l’aide d’un appareil de chauffage numérique. La pointe de cet appareil a été appliquée sur le dos de souris pendant 10 s à 97 °C pour établir une brûlure semblable à un échiquier et examiner la cicatrisation des plaies sous le traitement d’un pansement expérimental. Des échantillons de peau ont été prélevés pour une analyse histologique, y compris la coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E) et la coloration de Masson. La cicatrisation de la plaie a été évaluée par l’analyse de la zone de la plaie et l’examen microscopique de l’infiltration inflammatoire, de la réépithélialisation et de la formation de tissu de granulation. Le modèle des brûlures chez la souris peut servir d’outil fondamental dans l’étude de la physiopathologie des lésions thermiques et l’évaluation des interventions thérapeutiques.

Introduction

Les brûlures sont considérées comme l’une des blessures critiques de la peau, causées par l’exposition à la chaleur, à l’électricité, aux produits chimiques et à l’exposition aux radiations 1,2. Il peut être classé en quatre degrés en fonction de la profondeur de la blessure, allant de l’épiderme à toute l’épaisseur de la peau, et même des muscles et des os. De petites brûlures peuvent entraîner la formation de cicatrices et augmenter le risque d’infection. Une grande partie des brûlures cause non seulement des dommages locaux, mais stimule également des troubles du cœur, des reins et d’autres organes ou systèmes du corps par le biais d’une inflammation et de réponses immunitaires graves et à long terme, entraînant des conséquences systémiques graves et une morbidité élevée3. La plupart des survivants de brûlures s’accompagnent d’incapacités physiques durables, de détresse émotionnelle et d’une diminution de la qualité de vie 4,5. Par conséquent, il est important d’étudier le processus pathologique des brûlures et les mécanismes de régénération des tissus brûlés.

Impliquées dans les réponses immunitaires, la régénération des tissus et l’homéostasie systématique, les études in vitro n’ont pas pu étudier de manière exhaustive le processus pathologique de cicatrisation des brûlures. Ainsi, au cours des deux dernières décennies, afin d’explorer des interventions thérapeutiques potentielles, différents modèles animaux de cicatrisation des brûlures ont été développés pour reproduire les diverses caractéristiques des brûlures 6,7. Les brûlures sont généralement produites sur la surface du dos des porcs, des rats, des souris, des lapins et d’autres animaux après l’épilation. Le temps de combustion peut durer de 3 s à 30 s pour former des dommages thermiques de partie à pleine épaisseur avec une plage de 5 % à 30 % de la surface totale du corps (TBSA)8. Il n’existe actuellement aucun modèle normalisé de ces méthodes dans la recherche sur les animaux brûlés en raison de la grande variabilité des techniques utilisées. Les méthodes utilisées pour produire des surfaces brûlées varient selon les modèles d’animaux expérimentaux, y compris la flamme de gaz9, le bain d’éthanolbrûlant 10, la plaque ou la barre métallique unique préchauffée11,12, l’eau bouillante ou chaude13,14. Cependant, la technique d’infliction des brûlures et la profondeur de la brûlure produite sont souvent incohérentes et mal décrites dans les études précédentes, ce qui est crucial pour déterminer la gravité de la brûlure et la méthode de traitement des brûlures.

Cette étude vise à développer un modèle animal de brûlure de souris simple, rentable et convivial pour créer des brûlures cohérentes sur toute l’épaisseur dans des scénarios cliniques simulés. Dans ce protocole, nous avons utilisé un appareil de chauffage numérique pratique pour contrôler la profondeur de la brûlure en ajustant la température appliquée à la peau. L’extrémité de cet appareil peut être commutée à différentes tailles pour induire des brûlures thermiques avec différentes plages de TBSA. Cela permet de créer une brûlure semblable à un échiquier sur le dos de la souris, ce qui permet de comparer plusieurs traitements expérimentaux et de contrôle au sein d’un même animal. Nous avons observé et enregistré le processus de fermeture de la plaie. Des échantillons de peau ont été prélevés pour une évaluation histologique (coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E) et coloration trichrome de Masson) à différents stades de la cicatrisation de la plaie. Cette approche réduit le nombre d’animaux utilisés dans l’expérience et, par conséquent, réduit les coûts économiques tout en étant plus compatible avec l’éthique animale. Cette étude fournira aux chercheurs des outils essentiels pour faciliter la mise au point de nouveaux traitements pour les brûlures et révéler les mécanismes physiopathologiques de la cicatrisation des brûlures.

Protocole

Toutes les procédures animales de cette étude ont été examinées et approuvées par le comité d’éthique de l’École de stomatologie de l’Ouest de la Chine de l’Université du Sichuan (WCHSIRB-D-2024-499). Vingt-quatre souris C57BL/6 âgées de huit semaines (femelles, poids corporel de 25 à 30 g) ont été utilisées pour la présente étude. Les détails des réactifs et de l’équipement utilisé sont répertoriés dans la table des matériaux.

1. Préparation de l’équipement et de la souris avant les brûlures

  1. Acquérez les animaux et hébergez-les dans des cages pendant 7 jours à leur arrivée pour leur permettre de s’acclimater à l’environnement.
  2. Stérilisez la zone de travail en pulvérisant et en essuyant avec de l’éthanol à 70 % (v/v). Couvrez la table d’opération avec des tampons absorbants chirurgicaux stériles.
  3. Réglez la température de l’appareil de chauffage numérique à 97 °C. Le dispositif de chauffage se compose de trois parties (Figure 1).
    REMARQUE : La température de 50 à 450 °C peut être réglée à l’aide du régulateur de température (Figure 1A). La base du support sert à placer l’embout (Figure 1B), qui peut être démonté (Figure 1C) pour remplacer différentes tailles d’instruments. Désinfectez l’embout avec de l’iodophore ou de l’alcool.
  4. Anesthésier la souris avec de l’isoflurane à 5 % dans de l’oxygène à 100 % dans une chambre d’induction pendant 3 min (débit : 4 L/min) jusqu’à ce que la respiration ait ralenti. Évaluez la profondeur de l’anesthésie à l’aide d’un test de pincement des orteils.
    REMARQUE : L’inhalation d’isoflurane peut entraîner de la somnolence et endommager le système cardiovasculaire. Il est essentiel de porter un équipement de protection et de le manipuler à l’intérieur d’une hotte dans un endroit bien ventilé.
  5. Une fois que la souris est profondément anesthésiée, transférez-la sur un coussin chauffant en position couchée pour maintenir la chaleur et prévenir l’hypothermie pendant la récupération de l’anesthésie. Réduire l’isoflurane à 1. 5 % d’oxygène pour l’entretien via un cône nasal.
  6. Appliquez du gel lubrifiant sur les deux yeux de la souris à l’aide d’un coton-tige pour éviter le dessèchement de la cornée.

2. Induire des brûlures sur toute l’épaisseur

REMARQUE : Le processus général d’induction et d’analyse de la brûlure est illustré à la figure 2.

  1. Rasez la peau de la souris avec un rasoir électrique sur une zone d’environ 5 cm de long et 4 cm de large du cou à la queue. Travaillez doucement pour éviter de blesser la peau lors du rasage (Figure 3C).
  2. À l’aide d’un applicateur à embout cotonnier, appliquez une crème dépilatoire sur la peau rasée pendant 3 min (Figure 3D).
    REMARQUE : Évitez d’appliquer la crème dépilatoire sur d’autres parties de la souris pour éviter les brûlures, qui peuvent être difficiles à détecter. La crème a provoqué des éruptions cutanées si elle est utilisée pendant plus de 5 minutes. La durée précise pour une efficacité optimale varie d’un produit à l’autre et doit être déterminée par l’opérateur.
  3. Essuyez la crème à l’aide d’une gaze humide jusqu’à ce que la crème et les cheveux ne soient plus détectés. Désinfectez la zone chirurgicale avec un gommage à la chlorhexidine suivi d’éthanol à 70 % (v/v) trois fois chacun. Nettoyez et séchez la zone avec de la gaze stérile.
  4. Utilisez une pointe de pipette stérilisée de 1 ml d’un diamètre de 9 mm (figure 3A) trempée dans de l’encre stérilisée pour localiser avec précision les sites de blessure souhaités. La peau dorsale murine est caractérisée par une topographie inégale. Définir la zone de la plaie en dehors de la moelle épinière des souris est essentiel pour assurer la répétabilité.
  5. Couvrez la peau avec un champ stérile préalablement coupé, en laissant la zone chirurgicale libre (Figure 3). Mettez des gants résistants à la chaleur et vérifiez la température de l’appareil de chauffage numérique. Avant et après l’induction de la brûlure, désinfectez l’extrémité de l’appareil avec de l’éthanol à 70 % (v/v).
  6. Appliquez l’extrémité de l’appareil de chauffage au centre des sites de plaie localisés (97 °C pendant 10 s) pour créer six plaies rondes d’un diamètre de 4 mm (Figure 3B). L’intervalle entre les brûlures adjacentes est de 0,5 à 1 cm. Déterminer le nombre de brûlures selon le plan d’expérience.
    REMARQUE : La brûlure est causée principalement par la conduction thermique ; Par conséquent, il n’est pas nécessaire d’exercer une pression sur la tige, c’est-à-dire de la maintenir en contact avec la peau par gravité pendant l’induction de la brûlure. Il y a eu six brûlures pour le plan expérimental. Il s’agit du nombre maximum de brûlures qui peuvent être construites en fonction de l’appareil que nous avons utilisé et de la zone du dos de la souris. Sur cette base, plusieurs répétitions du même groupe expérimental peuvent être réalisées.

3. Soins et mesures post-brûlure

  1. Appliquez de la glace sur la brûlure pendant 5 minutes pour réduire la douleur potentielle pour la gestion de la douleur (figure 3G).
  2. Éteignez l’isoflurane et retirez le cône nasal après la brûlure. Transférez la souris sur un coussin chauffant jusqu’à ce qu’elle se déplace normalement (par exemple, qu’elle ne soit pas accroupie ou qu’elle ne tremble pas).
  3. Placez chaque souris dans une cage de récupération pour éviter qu’elles ne se griffent les unes les autres. Ramollissez quelques granulés de nourriture en ajoutant 5 à 10 gouttes d’eau potable à chaque granulés et placez-les sur le sol de la cage pour faciliter l’alimentation.
    REMARQUE : Stériliser les cages par pulvérisation et essuyage avec de l’éthanol à 70 % (vol/vol). La litière doit être remplacée régulièrement pour garder les souris au chaud et pour absorber l’urine.
  4. Administrer la buprénorphine (0,1 mg/kg) par voie sous-cutanée dans une zone caudale deux fois par jour pendant un total de 3 jours, en veillant à ce qu’il y ait au moins 8 heures entre les injections.
  5. Nettoyez toutes les plaies avec de la gaze stérile imbibée de solution saline après 24 h d’induction de la brûlure. Épongez la peau avec de la gaze et appliquez une petite quantité de gel antibactérien (hydrogel TKH) à l’aide d’une seringue pour couvrir la brûlure12,14. Répétez cette procédure les jours 3, 7 et 10 par la suite.
  6. Utilisez un pansement respirant et transparent pour couvrir les plaies. La taille du pansement doit couvrir environ 1 cm autour de la plaie et ne doit pas couvrir la zone sans épilation.
    REMARQUE : Changez le pansement au moins une fois tous les 2 jours. L’utilisation prolongée du pansement sans remplacement peut entraîner une infection de la plaie avec formation de pus, entraînant un retard de cicatrisation de la plaie.
  7. Tout au long de la période de suivi, mesurez le poids tous les 2-3 jours. En général, les souris qui perdent 15 à 20 % de leur poids corporel initial doivent être sacrifiées et retirées de l’expérience.

4. Collecte de la plaie

  1. À 0, 3, 7, 10 et 14 jours, marquez la plaie avec la pointe d’une pointe de pipette stérile de 1 ml et notez-la avec un appareil photo numérique.
  2. Euthanasier les souris par surdose d’anesthésie et luxation cervicale (selon les protocoles approuvés par l’établissement).
    REMARQUE : Soyez prudent pendant la luxation cervicale pour éviter une traction excessive, qui pourrait endommager les plaies dorsales.
  3. À l’aide de ciseaux, isolez le site de la plaie et la peau environnante, y compris la musculature sous-jacente (1 cm x 1 cm). Préparez-vous à recevoir au moins trois échantillons pour chaque groupe.
  4. Fixer les échantillons de peau dans du paraformaldéhyde à 4 % (PFA) pendant 24 h et les conserver à 4 °C. Le volume fixateur doit être 30 fois le volume tissulaire15,16.
    REMARQUE : Le PFA est dangereux. Assurez-vous de travailler dans un endroit bien ventilé et d’utiliser un équipement de protection approprié.

5. Évaluation de la cicatrisation des plaies

  1. Lavez le tissu de la plaie deux fois avec du PBS et étalez-le avec du papier filtre, qui doit être coupé à une taille appropriée (Figure 2H). En raison de la présence d’un certain contenu muqueux dans la couche de tissu sous-cutané, il adhère à la surface du papier filtre sans mouvement ni enroulement des tissus.
    1. Mettez le papier filtre et l’échantillon dans une cassette de tissu pour la déshydratation de la paraffine afin d’obtenir des échantillons de tissu relativement lisses, puis encastrez le tissu15,16. Conserver les échantillons à 4 °C.
      REMARQUE : Étirez le tissu autant que possible et évitez tout pliage, car ces plis deviendront permanents après la fixation.
  2. Coupez les échantillons enrobés de paraffine en sections de 5 μm d’épaisseur et colorez les lames via H&E et trichrome de Masson pour évaluer l’étendue du tissu de granulation, la formation de l’angiogenèse et le dépôt de collagène, fournissant des preuves pour évaluer les différentes étapes et la progression de la cicatrisation de la plaie17,18.
  3. Capturez des images de tous les échantillons à l’aide d’un microscope avec un objectif 40x.
  4. Utilisez un logiciel compatible pour analyser la section de peau tachée, y compris l’épiderme, le derme, le tissu sous-cutané et l’état musculaire.

Résultats

Dans ce protocole, des brûlures semblables à celles d’un échiquier ont été créées avec une durée de combustion de 10 s à 97 °C par le dispositif de chauffage numérique (Figure 1). L’embout de l’appareil est en cuivre pur, connu pour son excellente conduction thermique et ses capacités de chauffage rapide. La poignée tenue par l’expérimentateur est en polycarbonate, qui offre une résistance à la chaleur et une ininflammabilité. Par rapport aux méthodes préchauffées à une seule plaque ou barre métallique ou à l’eau bouillante ou chaude, ce dispositif démontre des performances de sécurité supérieures et réduit le temps d’anesthésie chez la souris, raccourcissant ainsi la durée globale de l’expérience.

Le processus général d’induction et d’analyse des brûlures est illustré à la figure 2. Chaque animal présentait six brûlures sur le dos, disposées comme le montre la figure 2E. La taille de la plaie chez ces animaux a été évaluée et des échantillons de peau ont été prélevés pour l’analyse histologique, y compris la coloration H&E et Masson trichrome aux jours 1, 3, 7, 10 et 14 après la brûlure, respectivement.

Chaque brûlure était de forme circulaire avec une surface égale ainsi qu’une profondeur uniforme après l’induction de la brûlure. La couleur du bord de la brûlure est passée du blanc cireux au rouge, accompagnée d’une zone hyperémique due à la réponse inflammatoire immédiate à la blessure. De plus, la taille de la brûlure a légèrement augmenté au cours des 72 heures qui ont suivi la brûlure (figure 4A).

L’analyse microscopique des coupes des plaies colorées en trichrome H&E et Masson (figure 4B) a révélé une destruction complète de la couche épidermique et des dommages à toute l’épaisseur du derme, affectant à la fois la graisse sous-cutanée et le muscle. L’examen histologique a indiqué que le processus de cicatrisation de la plaie était au stade inflammatoire au jour 3, caractérisé par une vasodilatation et une infiltration importante de cellules inflammatoires. Une réduction notable de la surface de la plaie a été observée le jour 7 post-brûlure par rapport au jour 3, comme le montrent les images microscopiques des échantillons. Du tissu de granulation et cardiovasculaire se sont formés, et les fibres de collagène se déposent densément au 14e jour, ce qui signifie que la cicatrisation des plaies entre dans la phase de remodelage. Les plaies se sont rétablies sans infection évidente tout au long du processus de guérison.

De plus, les capacités de cicatrisation des plaies ont été évaluées en quantifiant les données de cicatrisation des plaies et en analysant les tracés des plaies (Figure 5). On a observé que la récupération de la plaie était améliorée dans les plaies traitées avec l’hydrogel peptidiqueTKH 12,14, comme en témoignent des zones de plaie significativement plus petites aux jours 7, 10 et 14.

L’intervalle entre les plaies adjacentes (figure 6), transversal ou longitudinale, n’a confirmé aucune différence par rapport à la peau non brûlée. L’épiderme, le derme et les tissus sous-cutanés étaient intacts, et il n’y avait pas d’infiltration de lymphocytes ni de vasodilatation. Le processus de cicatrisation des deux plaies n’interfère pas l’une avec l’autre. Par conséquent, différents médicaments ou pansements peuvent être appliqués au traitement des plaies sur la base du modèle pour évaluer l’effet in vivo.

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Figure 1 : Appareil de chauffage numérique pour l’induction de la brûlure. L’appareil de chauffage numérique utilisé pour induire des brûlures. (a) Le régulateur de température permet des réglages de température allant de 50 à 450 °C. (b) La base du support est utilisée pour maintenir la pointe de combustion. (c) L’embout de l’appareil peut être commuté à différentes tailles. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Figure 2 : Schéma du modèle à enroulement en forme d’échiquier. Un schéma étape par étape pour reproduire le modèle de bobinage en forme d’échiquier décrit dans l’article. (A) Une souris de 8 semaines est utilisée comme modèle pour les expériences de cicatrisation des plaies. (B) Les poils sont retirés de la zone de blessure désignée. (C) Les six sites de plaie sont marqués à l’aide d’une pointe de pipette de 1 ml. (D) Un dispositif de chauffage numérique est utilisé pour créer six brûlures au centre de chaque site marqué (E). (F) Une image en gros plan du dos après l’induction de la brûlure. (G) Des échantillons de peau (environ 1 cm × 1 cm) sont prélevés les jours 3, 7, 10 et 14. (H) Les échantillons de peau sont aplatis à l’aide de papier filt et transférés dans des cassettes d’enrobage. (I) La déshydratation de la paraffine est effectuée, et (J) les échantillons sont sectionnés à une épaisseur de 5 μm. (K) Les sections sont colorées à l’aide d’hématoxyline et d’éosine (H&E), ainsi que du trichrome de Masson. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Figure 3 : Procédé d’induction des brûlures sur toute l’épaisseur. (A) Le diamètre d’une pointe de pipette de 1 mL et (B) la pointe de l’appareil de chauffage numérique sont respectivement de 9 mm et 4 mm. (C) La zone dorsale de la souris est rasée avec un rasoir électrique. (D) La crème dépilatoire est appliquée pendant 3 min. (E) La zone rasée est nettoyée et séchée, et les points de blessure sont marqués à l’aide d’une pointe de pipette stérilisée de 1 ml. (F) Le dispositif de chauffage numérique est appliqué à 97 °C pendant 10 s pour créer six brûlures. (G) De la glace est appliquée sur les brûlures pour gérer la douleur. (H) Tout le dos de la souris montre les six brûlures de pleine épaisseur. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Figure 4 : Images représentatives de brûlures et analyse histologique. (A) Images de brûlures aux jours 3, 7, 10 et 14, montrant la progression de la cicatrisation. (B) Les images histologiques colorées au H&E et au trichrome de Masson démontrent la cicatrisation des plaies et la régénération de la peau. Barres d’échelle = 200 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

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Figure 5 : Variation de la taille de la plaie au fil du temps. (A) La variation de la taille de la plaie chez les animaux témoins et traités à l’hydrogel TKH au fil du temps, analysée à l’aide du logiciel ImageJ. (B) Les données correspondantes sur le tracé de la plaie sont présentées. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Figure 6 : Brûlures adjacentes et analyse histologique. (A) Images représentatives des brûlures adjacentes au jour 1. (B) Échantillons de plaies adjacentes prélevés pour l’analyse histologique le jour 3 (entourés en rouge). (C) Le papier filtre est utilisé pour aplatir les échantillons de tissus avant la déshydratation de la paraffine. (D) H&E et l’analyse trichrome des plaies adjacentes par H&E et Masson. Barres d’échelle : 1 mm et 200 μm (agrandies). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Discussion

Pour les études sur les brûlures, les modèles in vitro se concentrent généralement sur les effets inhibiteurs des agents antimicrobiens locaux ou des antibiotiques sur les bactéries associées aux brûlures, telles que Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa19, ainsi que sur l’impact de divers biomatériaux (comme l’élastine, la soie et les pansements d’hydrogel14,20) sur les cellules inflammatoires post-brûlure (comme les neutrophiles, les macrophages) ou les cellules souches (comme les cellules souches mésenchymateuses). Ces expériences sont généralement menées dans des environnements artificiellement contrôlés, et les cellules cultivées in vitro peuvent présenter des caractéristiques de croissance et des comportements différents de ceux obtenus in vivo, qui peuvent ne pas reproduire pleinement les processus physiologiques de la cicatrisation des brûlures, tels que les interactions entre cellules et l’influence de la matrice extracellulaire. Pour ces raisons, les modèles animaux de brûlures sont essentiels pour élucider les mécanismes pathologiques post-brûlures et évaluer de nouvelles approches thérapeutiques. Le processus de cicatrisation des plaies chez la souris et l’homme subit quatre étapes qui se chevauchent mais distinctes : l’inflammation, la prolifération, la réépithélialisation et le remodelage21,22. L’utilisation de souris comme sujets d’expérience présente plusieurs avantages biologiques, notamment la disponibilité de nombreux réactifs spécifiques aux souris et la possibilité de créer des modèles transgéniques pour étudier les voies de signalisation moléculaire impliquées dans le processus de récupération. Cela fait de la souris l’un des modèles animaux les plus couramment utilisés pour la recherche sur les brûlures et la cicatrisation des plaies.

La présente étude a établi un modèle de plaie en forme d’échiquier de brûlure de pleine épaisseur et a évalué l’efficacité d’un pansement en hydrogel à l’aide de ce modèle. Les résultats indiquent que ce modèle permet de surveiller efficacement les performances cliniques des pansements expérimentaux. À l’intérieur de chaque animal, six brûlures étaient réparties symétriquement le long de la colonne vertébrale. Les brûlures peuvent être créées à des endroits similaires, mais sur des souris différentes. En raison de la surface cutanée limitée du dos et du nombre de plaies, l’analyse histologique a montré que les plaies n’interagissaient pas les unes avec les autres, assurant une évaluation indépendante de chaque pansement expérimental à différents endroits sur le même dos de souris, minimisant ainsi les biais liés au processus de cicatrisation des plaies. De plus, ce modèle bénéficie également de s’assurer que chaque souris sert de son propre contrôle, ce qui permet de comparer les traitements expérimentaux et de contrôle sur le dos d’une même souris, conduisant à une réduction significative du nombre d’animaux et du coût expérimental. En raison des effets variables de différents médicaments sur la santé globale des souris, si plusieurs médicaments doivent être appliqués sur la peau d’une même souris pour le traitement de différentes plaies et la comparaison ultérieure, il peut être nécessaire d’observer et de vérifier si l’application d’un seul médicament ou l’application combinée de différents médicaments affectera la santé globale de la souris. De plus, une attention particulière doit être portée à la stabilité ou à l’adhérence des différents médicaments à la surface de la peau afin d’éviter la contamination croisée des médicaments ou l’infection de la plaie due au grattage de la souris pendant le processus de guérison.

Le prélèvement d’échantillons de peau est crucial pour l’analyse histologique ultérieure. Le bord du tissu rétrécira et se pliera dans le fixateur sans aucun traitement16. Après déshydratation et section de la paraffine, il sera également courbé ou même partiellement superposé sur la lame, ce qui entraînera des images disgracieuses au microscope et affectera potentiellement une analyse histologique ultérieure, telle que l’analyse statistique de la longueur ou de l’épaisseur de la plaie. Par conséquent, l’utilisation de papier filtre pour aplatir le tissu permet d’obtenir une section plus lisse sur la lame, ce qui rend l’image histologique nette et facilite une analyse statistique plus approfondie. Nous avons également essayé d’utiliser des trombones pour fixer l’échantillon avant la déshydratation, ce qui a permis d’assurer la douceur des tissus. Cependant, l’application de trombones peut exercer une pression sur le tissu clampé, entraînant une compression et une déformation des tissus. Par conséquent, lors de l’utilisation de cette méthode, la partie de la brûlure ne peut pas être serrée pour éviter d’affecter l’observation.

De nombreux facteurs peuvent influencer le processus de guérison, notamment la douleur, les démangeaisons et les infections bactériennes23. Une prise en charge efficace de la douleur des brûlures est cruciale pour le rétablissement et la réintégration des patients souffrant de brûlures. Un contrôle inadéquat de la douleur peut entraver le processus de guérison, entraînant des défis physiques et psychologiques persistants, ainsi que des séjours prolongés à l’hôpital24. Généralement, la douleur affecte le comportement alimentaire chez les souris. Par conséquent, chaque plaie a été immédiatement traitée avec de la glace après la brûlure et injectée de la buprénorphine (0,1 mg / kg) par voie sous-cutanée deux fois par jour pendant 3 jours pour la gestion de la douleur. De plus, les granulés de nourriture ont été ramollis et placés sur le sol de la cage pour faciliter l’alimentation. Dans les logements collectifs, les souris peuvent se gratter et se lécher les plaies, ce qui peut retarder la cicatrisation des plaies ou provoquer des infections. Par conséquent, l’hébergement individuel des souris devient nécessaire à titre préventif. L’utilisation d’un pansement respirant pour couvrir le dos après l’induction de la brûlure peut empêcher les souris de gratter la plaie et réduire le risque d’infection25. Cependant, il est essentiel de choisir judicieusement les pansements et de les couper à la bonne taille pour permettre un mouvement normal des souris. Les pansements doivent être remplacés rapidement s’ils tombent, avec une recommandation de les changer au moins une fois tous les deux jours. L’utilisation prolongée de pansements peut entraîner une absorption insuffisante des exsudats de la plaie.

Bien que le modèle murin ait ses avantages spécifiques, il ne peut toujours pas simuler pleinement le processus de cicatrisation des plaies chez l’homme. Les humains guérissent principalement par réépithélialisation et granulation. En revanche, la peau de souris présente un pannicule carnosus unique, une fine couche de muscle squelettique qui n’est présente que dans le platysma du couchez l’homme. De plus, la peau de souris peut posséder un pool enrichi de cellules progénitrices, ce qui facilite la cicatrisation et la kératinisation rapides de la peau26,27. Ces facteurs contribuent collectivement à réduire considérablement le temps de guérison. Dans des modèles animaux, des anneaux anti-contraction ont été utilisés pour atténuer l’impact de la contraction de la plaie sur le processus de cicatrisation et imiter la cicatrisation physiologique des plaies de type humain qui guérit avec du tissu de granulation et de réépithélisation 12,17,28.

L’établissement réussi du modèle de brûlure chez la souris fournit un outil précieux pour étudier la physiopathologie des lésions thermiques et évaluer les interventions thérapeutiques potentielles. Les changements histologiques observés dans les tissus cutanés brûlés s’alignent sur les caractéristiques des lésions thermiques, soulignant la fiabilité et la validité du modèle pour récapituler les manifestations cliniques des brûlures.

Dans l’ensemble, le modèle de brûlure chez la souris offre une plate-forme solide pour étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents aux lésions tissulaires, à l’inflammation et aux processus de cicatrisation des plaies induits par les brûlures. Des études futures utilisant ce modèle pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques visant à améliorer les résultats pour les patients brûlés et à réduire le fardeau de la morbidité et de la mortalité liées aux brûlures.

Déclarations de divulgation

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par le Programme des sciences et technologies du Sichuan (23ZYZYTS0120), des subventions de l’Hôpital de stomatologie de l’Ouest de la Chine (RD-03-202011) et du Programme des sciences et technologies du Sichuan (2022NSFSC0614). Les figurines ont été créées avec BioRender. Com.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Pointe de pipette de 1 mLKIRGEN, USAKG1333Utilisé pour localiser les sites de brûlure
3 M Tegaderm film3M, USA1624WCN 6 cm x 7 cmPour le recouvrement de la plaie après l’induction de la brûlure
4 % de paraformaldéhyde (PFA)Biosharp, ChineBL539AUtilisé pour fixer les échantillons de peau
Buprénorphine Sigma-Aldrich, USAPHR8955-50MGPour la gestion de la douleur des souris
C57BL/6 sourisChengdu Dashuo entreprise d’animaux expérimentaux, ChineaucunPour l’établissement du modèle de brûlure
Crème dépilatoireVeet, Chine&mdash ;Pour l’épilation du dos des souris
Appareil de chauffage numériqueShenzhen Kapper Technology Company, ChineNo.936DPour l’induction de brûlure des souris
Rasoir électriqueAUX, ChineAUX-A5Pour l’épilation du dos des souris
Papier filtre&mdash ;&mdash ;Utilisé pour déplier les échantillons de peau
Logiciel GraphPad&mdash ;Prisme GraphPad 9.5.0Pour l’analyse de la zone de brûlure
Gants résistants à la chaleur&mdash ;&mdash ;Utilisé pour tenir l’embout de l’appareil de chauffage numérique
Kit de coloration à l’hématoxyline et à l’éosineSolarbio, ChineG1120Pour l’analyse histologique des lames
ImageJ software&mdash ;ImageJ 1.54fPour l’analyse de la zone de brûlure
IsofluraneRWD, ChineR510-22-10Pour l’anesthésie des souris
Masson’s Trichrome Stain KitSolarbio, ChineG1340Pour l’analyse histologique des lames
MicroscopeOlympus, Japon  ;VS200 ASWUtilisé pour scanner le H& Lames colorées E et Masson Cassette tissulaire
CITOTEST LABWARE MANUFACTURING Co., LTD, Chine31050102WPour la déshydratation et l’enrobage de paraffine tissulaire

Références

  1. Mofazzal Jahromi, M. A., et al. Nanomedicine and advanced technologies for burns: Preventing infection and facilitating wound healing. Adv Drug Deliv Rev. 123, 33-64 (2018).
  2. Burgess, M., Valdera, F., Varon, D., Kankuri, E., Nuutila, K. The immune and regenerative response to burn injury. Cells. 11 (19), 3073(2022).
  3. Arbuthnot, M. K., Garcia, A. V. Early resuscitation and management of severe pediatric burns. Sem Pediatr Surg. 28 (1), 73-78 (2019).
  4. Smolle, C., et al. Recent trends in burn epidemiology worldwide: A systematic review. Burns. 43 (2), 249-257 (2017).
  5. Jeschke, M. G., et al. Burn injury. Nat Rev Dis Primers. 6, 11(2020).
  6. Nomellini, V., Gomez, C. R., Gamelli, R. L., Kovacs, E. J. Aging and animal models of systemic insult: Trauma, burn, and sepsis. Shock. 31 (1), 11-20 (2009).
  7. Wong, V. W., Sorkin, M., Glotzbach, J. P., Longaker, M. T., Gurtner, G. C. Surgical approaches to create murine models of human wound healing. J Biomed Biotechnol. 2011, 969618(2011).
  8. Abdullahi, A., Amini-Nik, S., Jeschke, M. G. Animal models in burn research. Cell Mol Life Sci. 71 (17), 3241-3255 (2014).
  9. Katakura, T., Yoshida, T., Kobayashi, M., Herndon, D. N., Suzuki, F. Immunological control of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infection in an immunodeficient murine model of thermal injuries. Clin Exp Immunol. 142 (3), 419-425 (2005).
  10. Dai, T., et al. Animal models of external traumatic wound infections. Virulence. 2 (4), 296-315 (2011).
  11. Tavares Pereira, D. D. S., Lima-Ribeiro, M. H. M., De Pontes-Filho, N. T., Carneiro-Leão, A. M. D. A., Correia, M. T. D. S. Development of animal model for studying deep second-degree thermal burns. J Biomed Biotechnol. 2012, 460841(2012).
  12. Gong, Y., et al. Exudate absorbing and antimicrobial hydrogel integrated with multifunctional curcumin-loaded magnesium polyphenol network for facilitating burn wound healing. ACS Nano. 17 (22), 22355-22370 (2023).
  13. Dahiya, P. Burns as a model of sirs. Front Biosci. 14 (13), 4962-4967 (2009).
  14. Yergoz, F., et al. Heparin mimetic peptide nanofiber gel promotes regeneration of full-thickness burn injury. Biomaterials. 134, 117-127 (2017).
  15. Rao, G., et al. Rat burn model to study full-thickness cutaneous thermal burn and infection. J Vis Exp. (186), e64345(2022).
  16. Yampolsky, M., Bachelet, I., Fuchs, Y. Reproducible strategy for excisional skin-wound-healing studies in mice. Nat Protoc. 19 (1), 184-206 (2024).
  17. Wang, C., et al. Engineering bioactive self-healing antibacterial exosomes hydrogel for promoting chronic diabetic wound healing and complete skin regeneration. Theranostics. 9 (1), 65-76 (2019).
  18. Papp, A., et al. The progression of burn depth in experimental burns: A histological and methodological study. Burns. 30 (7), 684-690 (2004).
  19. Barrett, J. P., et al. An in vitro study into the antimicrobial and cytotoxic effect of Acticoat dressings supplemented with chlorhexidine. Burns. 48 (4), 941-951 (2022).
  20. Lou, P., et al. Injectable self-assembling peptide nanofiber hydrogel as a bioactive 3D platform to promote chronic wound tissue regeneration. Acta Biomater. 135, 100-112 (2021).
  21. Gurtner, G. C., Werner, S., Barrandon, Y., Longaker, M. T. Wound repair and regeneration. Nature. 453 (7193), 314-321 (2008).
  22. Bielefeld, K. A., Amini-Nik, S., Alman, B. A. Cutaneous wound healing: Recruiting developmental pathways for regeneration. Cell Mol Life Sci. 70 (12), 2059-2081 (2013).
  23. Yildiz, S. C., Demir, C., Ayhanci, A. Examination of the effects of kefir on healing factors in a mice burn model infected with E. coli, S. aureus and P. aeruginosa using qRT-PCR. Burns. 49 (2), 425-431 (2023).
  24. Wang, Y., et al. Burn injury: Challenges and advances in burn wound healing, infection, pain and scarring. Adv Drug Deliv Rev. 123, 3-17 (2018).
  25. Chen, Y., et al. Research advances in smart responsive-hydrogel dressings with potential clinical diabetic wound healing properties. Mil Med Res. 10 (1), 37(2023).
  26. Ito, M., et al. Stem cells in the hair follicle bulge contribute to wound repair but not to homeostasis of the epidermis. Nat Med. 11 (12), 1351-1354 (2005).
  27. Ito, M., et al. Wnt-dependent de novo hair follicle regeneration in adult mouse skin after wounding. Nature. 447 (7142), 316-320 (2007).
  28. Chen, K., et al. Pullulan-collagen hydrogel wound dressing promotes dermal remodeling and wound healing compared to commercially available collagen dressings. Wound Repair Regen. 30 (3), 397-408 (2022).

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