Article de méthode

In Vivo Télémétrie pour enregistrer les paramètres cardiovasculaires à long terme, la température et l’activité dans des modèles de rats atteints de lésions de la moelle épinière

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DOI :

10.3791/69714

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2 janvier 2026

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1Spinal Cord & Brain Injury Research Center, College of Medicine, University of Kentucky, 2Department of Physiology, College of Medicine, University of Kentucky, 3Department of Biomedical Engineering, Northwestern University, 4Division of Laboratory Animal Resources, University of Kentucky

Dans cet article

Résumé

Cet article présente un protocole étape par étape pour la pose d’un implant télémétrique in vivo dans l’aorte descendante des rats, permettant un suivi continu et à long terme des paramètres cardiovasculaires, de la température corporelle centrale et de l’activité animale avant et après une lésion sévère de la moelle épinière haute thoracique.

Résumé

Les lésions de la moelle épinière (LME) de niveau supérieur au niveau thoracique 6 (T6) perturbent la fonction autonome et contribuent à des complications secondaires, notamment des fluctuations de la pression artérielle, du rythme cardiaque et de la température. Chez les rats, la pose d’implants télémétriques dans l’aorte descendante offre une méthodologie robuste pour évaluer divers paramètres cardiovasculaires, tels que la pression systolique et diastolique, la pression artérielle moyenne et la fréquence cardiaque. La température corporelle centrale et l’activité animale peuvent également être enregistrées après la pose télémétrique de l’implant. Un rat doté d’un implant télémétrique est maintenu sur la plaque réceptrice connectée à un système informatique pour enregistrer divers paramètres. Des enregistrements continus à long terme à intervalles de temps définis permettent de quantifier les perturbations physiologiques induites par les blessures, y compris les variations jour-nuit de la fonction cardiovasculaire. Comparer les enregistrements d’avant la blessure (de base) et après la blessure permet aux chercheurs d’évaluer l’impact des LME sur ces métriques physiologiques. Cet article méthodologique présente une procédure détaillée étape par étape pour la pose d’implants télémétriques dans l’aorte descendante (en utilisant la mono-occlusion de l’artère) du rat, ainsi qu’un enregistrement télémétrique continu après une LME thoracique sévère haute (T3). Nous discutons des difficultés généralement rencontrées lors de l’exécution de cette procédure, ainsi que d’une section dédiée au dépannage. Le processus d’acquisition de données utilisant le logiciel Ponemah et ses diverses applications sont également abordés. Les rats présentent des anomalies cardiovasculaires, de température et d’activité associées à une LME, et les implants télémétriques sont des dispositifs efficaces pour étudier ces complications post-blessure et évaluer les traitements potentiels.

Introduction

La lésion traumatique de la moelle épinière (LME) altère les fonctions sensorielles et motrices et perturbe la régulation cardiovasculaire etthermique 1,2,3,4. Les blessures au niveau de T6 ou au-dessus perturbent le contrôle supraspinal de la fonction autonome, entraînant de graves altérations de diverses réponses cardiovasculaires, notamment des réflexes barorécepteurs altérés, une dysrégulation de la pression artérielle, la variabilité du rythme cardiaque (bradycardie ou tachycardie), la thermodysrégulation et une diminution de l’activité motrice 3,5,6,7,8,9,10 . Ces anomalies sont observées à la fois lors des phases aiguë et chronique de lablessure 2,3. En raison des changements démographiques liés à l’âge au fil des années, le dysfonctionnement cardiovasculaire est devenu l’une des principales causes de mortalité et de morbidité à long terme chez les personnes atteintes deLME. La phase aiguë de la blessure provoque un choc neurogène, souvent caractérisé par une hypotension et une bradycardie due à une perturbationsympathique 9, mais peut également entraîner une hypertension chez les personnes ayant une blessure supérieure à12,13 de T6. Pendant la phase chronique, ces personnes souffrent souvent de dysréflexie autonome (MA) et d’hypotension orthostatique (OH)5. La MA est une affection potentiellement mortelle définie comme une augmentation épisodique soudaine de la pression artérielle systolique (SBP) de 20 à 40 mmHg au-dessus du seuilde base de 14,15. Les personnes peuvent présenter divers symptômes, notamment un mal de tête lancinant, des rougeurs cutanées, de la transpiration, une congestion nasale, une piloérection, de l’anxiété et une visionfloue 13, 14, 16. Si elle n’est pas traitée, la DA peut augmenter la SBP jusqu’à 300 mm Hg, pouvant entraîner des crises, un AVC, un infarctus du myocarde ouune mort subite 17,18. La OH se caractérise par une réduction soudaine de la pression artérielle (BP) lors de la transition d’une position couchée ou assise à une position debout, pouvant entraîner des vertiges, des vertiges ou des évanouissements. Elle est définie cliniquement comme une diminution soutenue de la pression artérielle systolique d’au moins 20 mmHg ou de la pression diastolique (DBP) d’au moins 10 mmHg dans les 3 minutes suivant la tenuede 19,20. Ainsi, la phase chronique se caractérise à la fois par des épisodes d’hypertension et d’hypotension chez les personnes atteintes d’une LME thoracique sévère élevée et élevée. Une compréhension détaillée de la physiologie cardiovasculaire, des fluctuations de la température corporelle centrale et de l’activité dans les modèles animaux est essentielle pour concevoir des interventions ciblées visant à traiter les dysfonctionnements autonomes tant lors des phases aiguë que chronique suivant une LME.

Le placement d’un implant télémétrique dans l’aorte descendante permet d’enregistrer efficacement l’impact des LME sur la pression artérielle systolique et diastolique, la pression artérielle moyenne (MAP), la fréquence cardiaque, la température corporelle centrale et l’activité dans des modèles rongeurs de LME expérimentale. Comprendre la méthodologie robuste et sensible de la pose d’implants télémétriques est crucial pour acquérir des données physiologiques fiables après la LME. Les techniques télémétriques pour l’enregistrement de la pression artérielle offrent plusieurs avantages par rapport aux techniques non télémétriques (par exemple, la technique du manchon de queue). Les avantages incluent la surveillance continue et en temps réel, la réduction des artefacts induits par le stress, une meilleure précision et reproductibilité des données, un bien-être animal amélioré, et une adaptation aux modèles petits ou sensibles, tels que les modèles de maladies, les animaux enceintes et lesnouveau-nés 21,22,23. Grâce à ces avantages, les techniques télémétriques facilitent la reproductibilité expérimentale et renforcent leur pertinence translationnelle dans la recherche sur les LM en permettant la modélisation des réponses autonomes et neuronales de type humain chez des animaux libres et non contraignés.

Le présent manuscrit propose une méthodologie détaillée, étape par étape, pour la pose d’implants télémétriques dans l’aortedescendante 24, suivie d’une grave contusion thoracique haute (LMS)25,26. Il démontre comment divers paramètres cardiovasculaires, de température corporelle centrale et comportementaux peuvent être enregistrés à l’aide du logiciel Ponemah. Le manuscrit expose également les défis liés à la procédure et propose des solutions potentielles. De plus, il met en lumière les diverses applications de la télémétrie in vivo dans la recherche sur les LME.

Protocole

L’approbation éthique a été obtenue du Comité de soins et d’utilisation des animaux institutionnels de l’Université du Kentucky, et les procédures ont été suivies strictement, respectant les directives du protocole. Les femelles adultes de rats Wistar (11-13 semaines, 250-300 g, n = 3) étaient hébergées à l’installation animalière de la Division of Lab Animal Research (Université du Kentucky, États-Unis) dans des conditions de logement standard (12/12 clair : cycle sombre, humidité 30 % à 70 %, température 22 ± 2 °C) avec nourriture et eau à volonté de retour. Les réactifs et l’équipement utilisés sont listés dans le tableau des matériaux.

1. Intervention chirurgicale pour la pose d’implant télémétrique

REMARQUE : Le placement de l’implant télémétrique a été adapté de Rabchevsky et al. et optimisé davantage pour minimiser les complications et lamortalité 24. La durée de l’anesthésie et des soins pré-opératoires est d’environ 10 minutes. La procédure chirurgicale d’implantation télémétrique varie de 15 à 30 minutes. La fermeture des incisions abdominales et cutanées ainsi que les soins post-opératoires prennent 15 à 20 minutes. La durée totale de la pose télémétrique de l’implant est de 40 à 60 minutes. Les réactifs et l’équipement utilisés pour la chirurgie d’implantation télémétrique sont listés dans le tableau des matériaux.

  1. Préparation préopératoire et de table chirurgicale
    1. Instruments chirurgicaux d’autoclave, éponges en gaze 16 plis, applicateurs à pointe de coton et fils d’occlusion. Remplissez la pointe du cathéter de pression de l’implant télémétrique avec du gel à l’aide d’une seringue.
    2. Stérilisez les implants en les immergeant séquentiellement pendant 24 heures chacun dans un détergent, un stérilant à froid et un chlorure de sodium à 0,9 %.
    3. Gardez l’implant immergé dans du chlorure de sodium à 0,9 % dans un tube marqué avec le numéro de l’implant.
    4. Placez une bouillotte sur la table chirurgicale et réglez-la à 37-38 °C. Couvrez la bouillotte avec des coussinets chirurgicaux, suivis de serviettes stériles pour le drapé, afin de maintenir un champ stérile pendant la procédure.
  2. Anesthésie et soins pré-chirurgicaux
    1. Anesthésiez le rat avec de l’isoflurane (3 %-4 %) et maintenez une anesthésie à 2 % à l’aide d’un vaporisateur électronique à faible débit.
    2. Administrez de la buprénorphine (0,02 mg/kg ; analgésique), du méloxicam (1 mg/kg ; anti-inflammatoire) et 5 mL de solution saline normale à 0,9 % par voie sous-cutanée avant la chirurgie. Appliquez du gel lubrifiant sur les deux yeux pour éviter la déshydratation cornéenne.
  3. Préparation du site chirurgical, incision et exposition descendante de l’aorte
    1. Rasez la zone abdominale de 1 cm au-dessus de l’orifice urétral jusqu’au milieu de l’abdomen à l’aide d’une tondeuse électrique. Nettoyez la peau exposée trois fois avec des tampons de préparation à l’alcool, puis appliquez l’antiseptique povidone-iode. Placez une barrière press-et-seal sur l’animal et découpez une petite ouverture pour exposer le site chirurgical.
    2. Réalisez une incision cutanée médienne de 4,5 à 5 cm en commençant de 1 à 1,5 cm au-dessus de l’orifice urétral, puis réalisez une incision abdominale. Sécurisez les organes viscéraux avec des éponges en gaze 16 brins stérilisées imbibées de solution saline. Utilisez des rétracteurs métalliques pour mieux sécuriser les organes et maintenir la visibilité de la zone à opérer.
    3. Utilisez deux pinces fines (pinces à microdissection et pinces à finition miroir) pour séparer doucement les corps graisseux et exposer l’aorte et la veine cave descendantes. Garde une pince stable pour retenir les corps graisseux, et utilise l’autre pour disséquer.
  4. Dissection contondante et occlusion
    1. Effectuer une dissection contondante à l’aide des pinces mentionnées ci-dessus, à environ 0,5 cm sous l’artère rénale (utilisée comme point de repère) pour séparer l’aorte descendante de la veine cave. De plus, séparez l’aorte descendante des corps adipeux sous-jacents afin de créer de l’espace pour l’insertion de pinces en angle.
    2. Insérez des pinces angulaires sous l’aorte descendante à travers l’espace disséqué entre l’aorte et la veine cave pour s’assurer que le fil d’occlusion puisse passer.
    3. Faites passer un fil de soie stérile 4-0 sous l’aorte descendante à travers l’espace disséqué, et fixez les deux extrémités du fil à l’aide d’un hémostate.
    4. Faites tenir l’hémostrate à un angle d’environ 45 degrés par un autre expérimentateur, effectuez des ajustements angulaires pour minimiser ou éliminer le reflux sanguin.
    5. Mono-occlure temporaire de l’aorte descendante proximale au point d’insertion du cathéter, au point de séparation de l’aorte descendante et de la veine cave
  5. Insertion et fixation de l’implant
    1. Retirez l’implant à 0,9 % de chlorure de sodium, inspectez la pointe du cathéter sous pression pour détecter des bulles d’air ou des espaces d’air, et ajoutez du gel si l’un de ces éléments est présent avant l’insertion.
    2. Percez la paroi supérieure de l’aorte descendante à l’aide d’une aiguille torsadée de 21 G, comme montré dans la vidéo, et insérez la pointe du cathéter de pression (diamètre de 0,74 mm) de l’implant télémétrique. Si la pointe du cathéter de pression n’entre pas dans l’aorte, guidez-la à l’aide d’un cure-veine au point de la perforation.
    3. Insérez la pointe du cathéter de 1,5 à 2 cm dans l’aorte descendante. Nettoyez tout sang autour du site d’insertion et appliquez quelques gouttes d’adhésif tissulaire pour fixer l’implant et éviter les saignements. Vérifiez toute fuite de sang avant de continuer.
    4. Ancrer le corps de l’implant à la paroi abdominale de façon sous-cutanée, légèrement éloigné du site de l’incision, en suturant la côte de la suture avec des sutures non absorbables pour assurer la stabilité tout au long de l’expérience.
  6. Paroi abdominale et fermeture de l’incision
    1. Fermez la paroi abdominale à l’aide de sutures absorbables en un motif interrompu avec des nœuds carrés. Fermez la peau en utilisant une technique de suture intradermique continue.
    2. Nettoyez la zone de l’incision avec du peroxyde d’hydrogène pour éliminer tout résidu sanguin. Suivez une application de solution de povidone-iode, puis une triple crème antibiotique contenant du sulfate de polymyxine B, du bacitracine zinc et du néomycine sulfate pour faciliter la guérison.
  7. Soins post-chirurgicaux
    1. Immédiatement après l’opération, injectez l’antibiotique enrofloxacine (5 mg/kg) par voie sous-cutanée. Placez le rat dans une cage domestique avec une bouillotte en dessous, positionné sur le dosi, jusqu’à ce qu’il se remette de l’anesthésie.
      REMARQUE : La plupart des animaux se remettent immédiatement de l’anesthésie, mais certains peuvent prendre 5 à 10 minutes.
    2. Une fois le rat réveillé, posez un collier électronique pendant 3 jours autour de son cou pour éviter que les points de suture abdominaux ne mordent.
    3. Pour la thermorégulation, gardez l’animal sur des coussinets alpha dans une cage de récupération avec un coussin chauffant à 37-38 °C en dessous pendant au moins 24 à 72 heures. Placez la moitié de la cage sur le coussin chauffant, permettant aux animaux de s’éloigner de la chaleur si besoin.
    4. Administrez des médicaments post-opératoires par voie sous-cutanée : buprénorphine et méloxicam (deux fois par jour pendant 3 jours), et enrofloxacine (une fois par jour pendant 5 jours) pour gérer la douleur, l’inflammation et l’infection. Fournissez de la nourriture et de l’eau à volonté de manger.

2. Intervention chirurgicale pour une contusion thoracique (T3)

REMARQUE : La procédure de contusion T3 a été adaptée de Squair et al.26. La durée totale de la procédure de la lésion de la contusion T3 est d’environ 40 à 45 minutes. Les matériaux nécessaires pour la LMS de contusion T3 sont listés dans le tableau des matériaux. Réaliser la contusion T3 au moins deux semaines après la pose de l’implant télémétrique. La fenêtre de 2 semaines a été optimisée sur la base des observations montrant que la plupart des animaux se remettent de la détresse chirurgicale et retrouvent leur tension artérielle de base en 7 à 10 jours. Cependant, certains animaux peuvent prendre un peu plus de temps.

  1. Préparatifs préopératoires
    1. Anesthésiez le rat avec de la kétamine intrapéritonéale (80 mg/kg) et de la xylazine (7 mg/kg). Administrez de la buprénorphine (0,02 mg/kg), du méloxicam (1 mg/kg) et 5 mL de solution salaire normale à 0,9 % par voie sous-cutanée avant l’opération.
    2. Rasez la surface dorsale de la région cervicale jusqu’à la région thoracique moyenne à l’aide d’une tondeuse électrique. Nettoyez la peau trois fois avec des tampons de préparation à l’alcool, suivis d’une application d’une solution à 5 % de povidone-iode. Utilisez un gel lubrifiant pour les yeux afin d’éviter la déshydratation cornéenne.
    3. Placez le rat sur une bouillotte avec des sous-vêtements chirurgicaux recouverts de serviettes stériles, comme lors de la procédure chirurgicale télémétrique.
  2. Incision, dissection contondante et laminectomie
    1. Identifiez le processus épineux T2 par sa colonne dorsale proéminente et marquez-le. Réaliser une incision dorsale de la ligne médiane de C8 à T5 et sécuriser la zone avec des rétracteurs musculaires.
    2. Effectuez une dissection contondante à l’aide de petits ciseaux fins et d’une curette à travers la musculature paraspinale superficielle et profonde. Évitez la corona cadavérique veineuse autour de T4/T5 lors de la dissection, car l’endommager peut entraîner la mort immédiate de l’animal.
    3. Réalisez une laminectomie T3 pour exposer le segment spinal T3.
  3. Contusion de la moelle épinière
    1. Fixez l’animal aux processus spinaux T2 et T4 à l’aide de pinces Allis sur l’étape impacteur IH.
    2. Alignez la pointe de l’impacteur sur la ligne médiane en utilisant le système de coordonnées 3D pour garantir un impact précis sur la ligne médiane. Réglez les paramètres selon les besoins (Force = 400 kdyn avec 5 s de temps de repos).
  4. Fermeture de l’incision et soins post-chirurgicaux
    1. Suturez les muscles paraspinaux avec des sutures absorbables et scellez le site de l’incision avec des agrafes. Retirez tout résidu sanguin près de la zone de l’incision à l’aide de peroxyde d’hydrogène.
    2. Procéder à une application de solution de povidone-iode, puis appliquer une crème antibiotique triple contenant du sulfate de polymyxine B, de bacitracine zinc et de néomycine sulfate pour faciliter la cicatrisation. Administrez de l’enrofloxacine (5 mg/kg) par voie sous-cutanée, immédiatement après la blessure. Placez le rat sur des coussinets alpha dans des cages de récupération avec des coussins chauffants en dessous.
    3. Assurez des soins post-opératoires, incluant la buprénorphine et le méloxicam (deux fois par jour pendant 3 jours), et l’enrofloxacine (une fois par jour pendant 5 jours). Exprimez manuellement la vessie (manœuvre de Crede). Fournissez de la nourriture et de l’eau à volonté de manger.

3. Paramètres pour enregistrer et exporter des données

REMARQUE : Les paramètres pour enregistrer et exporter les paramètres cardiovasculaires, de la température corporelle centrale, l’activité animale, avant et après les SCI via le logiciel Ponemah (version 6.51) sont mentionnés.

  1. Enregistrement des données
    1. Pour enregistrer les différents paramètres, cliquez sur Créer sous l’onglet Expérience et étiquetez l’expérience.
    2. Allez dans l’onglet Matériel, cliquez sur Modifier la configuration du APR, sélectionnez le APR, puis cliquez sur Ajouter pour le déplacer dans la région disponible. Ensuite, cliquez sur Modifier la configuration PhysioTel/HD MX2 dans l’onglet matériel pour sélectionner le MX-2, cliquez sur Ajouter, et confirmez qu’il apparaît dans le panneau de gauche.
      1. Ajoutez des implants attribués à différents animaux depuis l’inventaire d’implants à droite jusqu’au panneau central. Le nombre d’implants pouvant être ajoutés dépend du nombre de plaques réceptrices connectées au système. Cliquez sur chaque implant ajouté (identifié avec un numéro d’animal) dans le panneau gauche et connectez-le à une plaque de réception différente. Sauvegarder et quitter une fois toutes les connexions établies.
    3. Allez dans l’onglet Configurer, puis choisissez Configuration de l’expérience, cliquez sur Activer la page, puis sur le fond noir. Choisissez le sujet, ajoutez la pression sur l’étiquette, changez l’unité en mmHg, réglez les valeurs basse et haute, et choisissez une couleur pour afficher les traces de tension artérielle.
    4. Allez dans l’onglet Configuration puis choisissez Installation animale. Cliquez sur le numéro de l’animal, sélectionnez le sexe et l’espèce, puis cliquez sur Pression pour activer les paramètres. Si la fréquence cardiaque doit être affichée, cliquez sur Fréquence cardiaque. Applique les paramètres de canal à des canaux similaires, puis clique sur OK. Cela ouvre une fenêtre avec différents implants disposés verticalement.
    5. Cliquez sur Tout continu en haut pour visualiser les traces d’enregistrement de la tension artérielle à l’écran.
  2. Exportation de données
    1. Commencez par naviguer dans l’onglet Expérience , cliquez sur Ouvrir, et sélectionnez les données du dossier prévu.
    2. Allez dans l’onglet Action, cliquez sur Commencer la révision, et sélectionnez le numéro de sujet, les types de signaux souhaités et la plage de temps en vérifiant les résultats souhaités. Notez que le logiciel exporte jusqu’à 3 Go de données à la fois. Les données peuvent être obtenues en définissant le taux de journalisation dans l’onglet actions, qui détermine comment les données sont segmentées (en secondes, minutes ou heures).
    3. Une fois les sélections, cliquez sur l’onglet Fichier , puis choisissez Enregistrer les sections marquées suivies de Sauvegarder les données dérivées.
    4. Enfin, allez dans l’onglet Actions et cliquez sur Fermer la session d’examen pour terminer l’exportation des données.

Résultats

Le placement d’un implant télémétrique dans l’aorte descendante permet de mesurer la dysréflexie autonome et divers paramètres cardiovasculaires, notamment la pression artérielle systolique (SBP), la pression artérielle diastolique (DBP), la pression artérielle moyenne (MAP) et la fréquence cardiaque (FC), avant et après LME. L’implant mesure également la température et l’activité corporelles centrales. La comparaison des données avant et après la blessure révèle comment les résultats cardiovasculaires, la température et l’activité sont affectés après une LME. La Figure 1 présente le plan expérimental (Figure 1A-C) et les résultats représentatifs, y compris la dysréflexie autonome (Figure 1D), les paramètres cardiovasculaires, y compris la pression artérielle systolique (SBP ; Figure 1E (i)), pression artérielle diastolique (DBP ; Figure 1E (ii)), pression artérielle moyenne (MAP ; Figure 1E (iii)), et la fréquence cardiaque (FC ; Figure 1E (iv)), température corporelle centrale (Figure 1E (v)), activité animale (Figure 1E (vi)), lésion pré- et post-moelle épinière (Figure 1E). Pour minimiser l’utilisation animale, les données de la Figure 1 proviennent d’une étude en cours impliquant des rats femelles ; cependant, la même procédure peut être appliquée aux rats mâles.

Le graphique représentatif de la Figure 1D montre la pression artérielle systolique 1 minute avant le stimulus, pendant le stimulus, et 1 minute après l’application du stimulus chez les rats atteints de lésion de la contusion de T3 après 8 semaines post-LM utilisant la distension colorectale (CRD). La CRD utilise l’insertion d’un cathéter ballonnet dans l’anus du rat pour stimuler le rectum24. Le ballon est gonflé une fois que la base est stabilisée, et le stimulus est appliqué pendant 1 minute. Une augmentation d’au moins 20 mm Hg de la SBP pendant la stimulation par rapport à la SBP de base (avant la stimulation) montre le développement de la DA dans la phase chronique de la blessure (8 semaines).

Les graphiques de la Figure 1E comparent les enregistrements réalisés 48 heures avant la blessure de la contusion T3 et durant les deux premiers jours suivant la blessure (48 heures après la blessure). Après la LME, les graphiques montrent une pression artérielle élevée indiquée par une augmentation de la SBP, de la DBP et de la MAP (Figure 1E (i), (ii), (iii)). Les résultats post-LM ont montré une augmentation des fluctuations de la fréquence cardiaque (Figure 1E (iv)), des irrégularités de la température corporelle centrale (Figure 1E (v)) et une diminution de l’activité (Figure 1E (vi)). De plus, les LME perturbaient les rythmes jour-nuit dans la SBP, DBP, MAP, FC, température corporelle centrale et activité.

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Figure 1 : Schéma de la pose et de l’application de l’implant télémétrique après une contusion thoracique sévère à haute (T3). Insertion d’un implant télémétrique in vivo dans l’aorte descendante d’un rat (A), suivie d’une contusion thoracique haute sévère (T3) à l’aide d’un impacteur IH (Force = 400 kdyn avec 5 s de temps de séjour) deux semaines plus tard (B). Installation représentative de l’enregistrement télémétrique à l’aide d’un système de surveillance informatisé avec le logiciel Ponemah (C). Trace représentative (données acquises avec un taux de journalisation de 2 s) de rats femelles présentant une dysréflexie autonome (DA) 8 semaines après une lésion de la moelle épinière (LME). La ligne verte pointillée indique un stimulus (D) de distension colorectale (DRC) de 1 minute, et une moyenne horaire représentative pour 48 h. i. Tension systolique (SBP), ii. Tension artérielle diastolique (DBP), iii. pression artérielle moyenne (MAP), iv. fréquence cardiaque (FC), v. température corporelle centrale (température corporelle centrale) et VI. activité avant et après la LME (E). Les régions non ombragées et ombragées représentent respectivement des cycles lumineux de 12 heures et des cycles d’ombre de 12 heures. « 0 » indique les lumières allumées, et « 12 » les lumières éteintes. Les barres d’erreur représentent la moyenne ± SEM (n = 3). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Discussion

La pose d’un implant télémétrique dans l’aorte descendante offre une méthode fiable pour mesurer les paramètres cardiovasculaires, la température corporelle centrale et l’activité animale. La télémétrie offre des avantages évidents par rapport aux techniques non télémétriques. Il permet de collecter des données auprès d’animaux éveillés et en mouvement libre, éliminant ainsi les effets confus de l’anesthésie, qui peut modifier la tension artérielle et la fréquence cardiaque21,27. Contrairement aux méthodes non télémétriques, la télémétrie prévient le stress thermique et la contrainte animale, garantissant des mesures cardiovasculairesprécises 23,28. Elle permet une surveillance continue de la pression artérielle, du rythme cardiaque, de la température corporelle centrale et de l’activité pendant des semaines, voire des mois, alors que les procédures non télémétriques n’enregistrent que de façon intermittente21, 28, 29. Dans l’ensemble, la surveillance télémétrique offre une plus grande précision et précision que les approches nontélémétriques 27.

Les méthodes télémétriques réduisent le stress physique et physiologique, préservant le comportement naturel et garantissant le respect des directives de bien-êtreanimal 27. Leur grande précision et leur faible variabilité comparées aux techniques non télémétriques diminuent le nombre d’animaux nécessaires et augmentent la puissance statistique21,23. La télémétrie offre également une forte valeur translationnelle dans la découverte de médicaments et la recherche cardiovasculaire, car les données ressemblent étroitement aux réponses physiologiqueshumaines 28. Collectivement, l’approche télémétrique est supérieure et éthiquement préférable aux méthodes non télémétriques.

Le placement d’implants télémétriques dans l’aorte descendante des rats offre plusieurs avantages pour la recherche sur les LM par rapport à la pose dans les artères carotide ou fémorale, qui servent de sites d’implantation alternatifs dans les modèles animaux. Étant un grand vaisseau central, l’aorte descendante fournit des mesures stables et représentatives de la pression artérielle et du rythme cardiaque, indicateurs essentiels pour évaluer les dysfonctionnements cardiovasculaires aprèsLME 30,31. L’implantation à ce site minimise les interférences avec le flux sanguin des membres et réduit le risque d’ischémie et d’autres complications souvent associées à la position des artèrespériphériques 30,31. Il permet également une surveillance continue des paramètres cardiovasculaires basaux et de la dysréflexie autonome, deux éléments cruciaux dans la recherche sur les LM24. L’implantation dans l’artère fémorale peut compromettre l’apport sanguin au membre postérieur ipsilatéral, ce qui pourrait affecter les résultats expérimentaux et le bien-êtreanimal 32,33. Bien que techniquement plus simple, l’implantation de l’artère carotide comporte des risques tels que l’AVC ou des complications neurologiques en raison de sa proximité avec la circulation cérébrale, ce qui est indésirable dans les études portant sur les effets cardiovasculairespériphériques 33. Ainsi, l’implantation dans l’aorte descendante offre un site fiable, minimise les complications locales et renforce à la fois la rigueur expérimentale et la valeur translationnelle des données collectées auprès d’animaux conscients et en libre déplacement. Plusieurs défis courants sont rencontrés lors de la pose d’implants télémétriques dans l’aorte descendante.

Par essais et erreurs, la procédure a été optimisée pour surmonter les obstacles suivants : (1) Inflammation abdominale : Une inflammation abdominale a été observée chez les rats à des stades aigus et chroniques après une chirurgie d’implantation télémétrique. Pour atténuer cela, un protocole post-opératoire comprenant l’analgésique buprénorphine et l’anti-inflammatoire méloxicam a été mis en place, ce qui a réduit l’incidence de l’inflammation abdominale. Auparavant, dans chaque cohorte, quelques animaux ont développé des abdomens gonflés et fermes et sont finalement décédés. Lors de la pose d’implant, la cavité abdominale contenait souvent un liquide clair ou, dans certains cas, un liquide brunâtre avec une odeur âcre. Ce traitement a réduit le taux d’inflammation d’environ 70 % à 80 % par rapport aux animaux ayant subi une chirurgie sans ce traitement ; (2) Saignements importants lors de la dissection de l’aorte descendante depuis la veine cave : Utiliser des pinces fines (pinces à microdissection et pinces à finition miroir) pour séparer doucement l’aorte descendante de la veine cave par dissection contondante (maintien et déchirure). Évitez de couper entre les deux à l’aide de ciseaux ou d’une lame, car cela peut provoquer des saignements importants dus à la rupture du vasculaire sous-jacent ; (3) Insertion de l’implant télémétrique dans la couche superficielle : Lors du perçage aortique descendant, assurez-vous que l’aiguille traverse les trois couches de la paroi supérieure et pas seulement la couche superficielle. Un suintade de sang après le piercing indique que toutes les couches de la paroi supérieure sont percées. L’implant télémétrique ne sera pas correctement enregistré si le cathéter de pression n’est inséré que dans la couche superficielle ; (4) Insertion d’une longueur incorrecte du cathéter : Utilisez un microscope pendant et/ou après l’implant pour s’assurer que le cathéter à pression traverse le fil d’occlusion. L’implant ne fonctionnera pas correctement si la longueur du cathéter inséré est incorrecte ; (5) Fuite de sang provenant de l’aorte descendante : Laissez sécher l’adhésif 30 à 45 s après l’implant. Cela garantit que le piercing dans l’aorte descendante est complètement scellé et ne saigne pas. Refermer si un saignement mineur survient à cause d’un reflux sanguin. Évitez de tirer la pointe du cathéter de pression de l’implant lors de la suture du corps de l’implant sur le côté de la paroi abdominale, car cela peut provoquer des saignements ; (6) Rats retirant des sutures abdominales : Les rats peuvent mordre et retirer des sutures, ce qui entraîne des lésions de la peau et des organes internes. Pour réduire cela, utilisez des points de suture ininterrompus avec un nœud carré pour fermer la paroi abdominale. Pour la fermeture de la peau, appliquez des sutures continues intradermiques afin de minimiser l’accès de l’animal aux points et aux nœuds. Appliquez un collier électronique pendant 3 jours après l’opération pour limiter davantage l’accès. Assurez-vous que l’ajustement est serré mais sans restriction en plaçant un index entre le collier et le cou du rat ; (7) Ischémie du membre postérieur : Auparavant, l’aorte était occluse à deux endroits : l’un à l’aorte descendante 0,5 cm sous l’artère rénale, et l’autre au-dessus de la bifurcation iliaque. La technique de bi-occlusion a permis de maintenir l’artère tendue, facilitant un placement plus fluide de l’implant et limitant le reflux sanguin. Cependant, cela a conduit à une ischémie des membres postérieurs chez certains animaux si l’insertion du cathéter n’est pas réalisée rapidement. Actuellement, une mono-occlusion est réalisée à 0,5 cm sous l’artère rénale, ce qui élimine efficacement l’ischémie des membres postérieurs chez les rats. Avec la bi-occlusion, environ 20 % à 30 % d’ischémie a été observée, tandis que la mono-occlusion a complètement éliminé l’ischémie des membres postérieurs.

Applications

Les implants télémétriques (HD-S10) sont des dispositifs à activation magnétique conçus pour enregistrer divers paramètres physiologiques dans des modèles animaux de petite taille. Le placement de ces implants dans l’aorte descendante est une méthode précise et fiable pour une surveillance hémodynamique continue chez des animaux non attachés, non anesthésiés et en mouvement libre. Cette méthodologie permet aux chercheurs précliniques de réaliser des évaluations en temps réel de divers paramètres cardiovasculaires, de la température et de l’activité animale dans le cadre de la modélisation des maladies, telles que la LME, l’évaluation de l’efficacité des médicaments et les changements diurnes des paramètres de la fonction autonome. Les chercheurs peuvent obtenir des données physiologiques complètes à partir d’un seul implant télémétrique chez un animal, couvrant à la fois des points temporels aigus et chroniques, ce qui en fait une technique efficace. La figure 1 met en lumière cette application de télémétrie et d’autres actuellement utilisées en laboratoire.

Les paramètres hémodynamiques, y compris la BPB, la DBP et la MAP, peuvent être enregistrés aussi bien sur des périodes aiguës que chroniques. Surveiller le rythme d’activité au repos 24h/24 peut constituer un marqueur fiable des effets aigus de laLME 34. La surveillance simultanée de la fréquence cardiaque permet de détecter la variabilité de la fréquence cardiaque, y compris la tachycardie et la bradycardie. Comparer les fluctuations de la pression artérielle et du rythme cardiaque avant et après une LME permet aux chercheurs de comprendre comment la physiologie cardiovasculaire évolue après une blessure. Un rythme quotidien robuste des paramètres cardiovasculaires, de la température corporelle centrale et de l’activité est essentiel pour maintenir l’homéostasie physiologique et la santé globale. Les variations de la température corporelle centrale diurne indiquent également une thermorégulation altérée après la SCI34. Il est bien établi que la LME est un syndrome de l’ensemble du corps. Ainsi, l’intégration des résultats basés sur la télémétrie permet aux chercheurs de collecter des données d’activité complètes post-LME au-delà de la récupération locomotrice, qui est généralement évaluée isolément.

Cependant, certaines limites de cette technique doivent être prises en compte. Le placement d’une sonde télémétrique dans l’aorte descendante est une procédure complexe et nécessite donc une expertise microchirurgicale. L’implant peut se déloger plus tard pour diverses raisons, notamment une mauvaise manipulation lors de l’expression de la vessie chez les rats LME, une infection, une irritation tissulaire ou la formation de caillots internes. L’enregistrement cardiovasculaire sera affecté si l’une de ces cas se produit ; Les données doivent être exclues. De plus, si un rat ne se récupère pas correctement, les données cardiovasculaires de base peuvent être compromises. Le système télémétrique et les implants sont coûteux et nécessitent des logiciels et équipements spécialisés pour l’acquisition de données. Une LME sévère peut éventuellement entraîner une augmentation de la mortalité ; Par conséquent, une planification minutieuse du nombre d’animaux est nécessaire pour maintenir la puissance statistique globale de l’étude.

Dans l’ensemble, évaluer les dysfonctionnements cardiovasculaires, la température corporelle centrale et l’activité par télémétrie après LME, à travers les périodes aiguës et chroniques, est essentiel pour comprendre l’impact des blessures sur la santé cardiovasculaire, le bien-être général et pour concevoir des interventions potentielles.

Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

La publication a été rendue possible grâce à R01 NS116068, à la bourse Craig H Nielsen Foundation for SK (CHNF 1341200), et au métabolisme du SNC de l’Université du Kentucky (CNS-Met) COBRE (P20 GM148326). Nous tenons à remercier la Division des Ressources pour les Animaux de Laboratoire (DLAR) pour son soutien et sa coopération.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Pinces anguléesChirurgie de Dumont, SuisseS& T 00571Chirurgie télémétrique
Sutures absorbables (5-0), monofilamentCovidien LLC, USAUM-213Chirurgie télémétrique et T3
Actril stérilisant à froidMinntech Renal systems, États-UnisP/N 78270-000Chirurgie télémétrique
Larmes artificiellesHenry Schein, États-UnisNDC 11695-6832-1Chirurgie télémétrique et T3
BuprénorphineHospira, Inc., États-Unis & nbsp ;0409-2012-32Chirurgie télémétrique et T3
Applicateurs à pointe de cotonVWR Amérique du Nord, États-Unis89031-272Chirurgie télémétrique et T3
CuretteWorld Precision Instruments, États-Unis503753Chirurgie T3
collier électroniqueHenry s Nourriture pour animaux frais et sain, États-UnisRC404 VS- moyenChirurgie télémétrique
Rasoir électriqueRemington, États-Unis & nbsp ;HC-5855Chirurgie télémétrique et T3
EnrofloxacineNorbrook laboratories limited, Royaume-Uni555529-154-01Chirurgie télémétrique et T3
Pinces de poisson (Micro-Adson)F.S.T., Allemagne11006-12Chirurgie télémétrique et T3
Éponges de jaugeDukal corporation, États-UnisDUK4162Chirurgie télémétrique et T3
Détergent Haemo-SolHaemo-Sol International, États-Unis026-050Chirurgie télémétrique
Porte-aiguilles HalseyF.S.T., Allemagne12500-12Chirurgie télémétrique et T3
BouillotteSunbeam, États-UnisPN126985-LChirurgie télémétrique et T3
Peroxyde d’hydrogène (3 %)Medline Industries, Inc, États-UnisMDS098001ZCTChirurgie télémétrique et T3
Horizon Infini, IHSystèmes de précision et instrumentation, États-UnisIH-0400Chirurgie T3
IsofluraneAnimal Health International, Inc., États-Unis78949580Chirurgie télémétrique
KétamineCovetrus, États-Unis80524Chirurgie T3
AimantData Science International, Inc., États-UnisN/AChirurgie télémétrique
MéloxicamProduits Dechra Veternary, USA & nbsp ;17033-051-20Chirurgie télémétrique et T3
Pince à microdissection   ;World Precision Instruments, Suisse504515Chirurgie télémétrique
Pinces à finition miroirChirurgie de Dumont, Suisse11251-23Chirurgie télémétrique
Rétracteur musculaire (gros ; 1)F.S.T., Allemagne17007-08Chirurgie télémétrique
Rétracteurs musculaires (petits, 2)Wexler Chirurgical, États-UnisTL0086.1Chirurgie T3
Aiguille, 21G (pliée pour piquer)BD precision glide needle, Becton, Dickinson and company, USA5296673Chirurgie télémétrique
Sutures non absorbables (4-0) Sutures en polypropylèneDEMETECH Corporation, États-UnisPM194013F13MChirurgie télémétrique
Fil d’occlusion (soie)Clover Needlecraft, Inc, Japon96Chirurgie télémétrique
Logiciel PonemahData Science International, Inc., États-UnisN/AChirurgie télémétrique
Povidone-iode (Bétatine) (5 %)Avrio Health, États-Unis304968-08Chirurgie télémétrique et T3
Presse et ScellésGlad, USACLO70441Chirurgie télémétrique et T3
Regel-KitData Science International, Inc., États-Unis276-0038-001Chirurgie télémétrique
Poignée de scalpelF.S.T., Allemagne91003-12Chirurgie télémétrique et T3
Ciseaux (petit, fin)F.S.T., Allemagne14959-11Chirurgie télémétrique et T3
Chlorure de sodium (0,9 %)Vetivex, États-Unis17033-492-50Chirurgie télémétrique
SomnofloKent Scientific Corp., USASF-01Chirurgie télémétrique
Agrafes  ; Fine Science Tools, États-Unis12022-09Chirurgie T3
Serviettes de préparation à l’alcool stérilesDukal corporation, États-Unis  ; 65517-0002-1Chirurgie télémétrique et T3
Gants stérilesMcKESSON, États-Unis20-1065NChirurgie télémétrique et T3
Rideaux stériles pour serviettes (18" X26")Dynarex Corporation, États-UnisDYA4410Chirurgie télémétrique et T3
Chirurgie sous serviettes (17" X24")Dukal corporation, États-Unis22-415-758Chirurgie télémétrique et T3
Lame chirurgicale (n° 11)Integra Lifesciences Production Corporation, Japon2029-03--01Chirurgie télémétrique et T3
Implant télémétrique HD-S10Data Sciences International, Inc., États-Unis270-0180-001XChirurgie télémétrique
TransistorData Science International, Inc., États-UnisN/AChirurgie télémétrique
Crème antibiotique tripleCosette Pharmaceuticals, Inc., États-Unis29-62231CPLNC1Chirurgie télémétrique
Pic de veineTechnologies d’infusion Sai, IndeVP-10Chirurgie télémétrique
Lien vétérinaire3M Animal Care Products, États-Unis34-8720-6521-3Chirurgie télémétrique
Pompes chauffantes à eauC2Dx TP700 TCESS-95009-00Chirurgie télémétrique et T3
XylazineCovetrus, États-Unis & nbsp ;61035Chirurgie T3

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Réimpressions et autorisations

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