Un modèle murin de la formation du muscle par stimulation neuromusculaire électrique

Un modèle murin de la stimulation électrique neuromusculaire (NMES), une modalité sûre et peu coûteuse clinique, aux muscles compartiment antérieur est décrit. Ce modèle a l'avantage de la modification d'un dispositif de facilement disponibles clinique dans le but de provoquer des contractions musculaires ciblées et spécifiques chez la souris.

L’objectif global de cette procédure est de démontrer un modèle murn d’entraînement musculaire utilisant la stimulation électrique neuromusculaire. Pour ce faire, il faut d’abord adapter une électrode de surface cliniquement disponible, conçue pour être utilisée chez l’homme, à une électrode de surface qui peut être utilisée chez la souris, puis anesthésier et positionner l’animal pour la stimulation. Placez ensuite l’électrode de surface directement sur le nerf fibulaire profond, juste à côté de la tête fibulaire.

La dernière étape consiste à effectuer le protocole de stimulation des muscles de la boucle antérieure. En fin de compte, l’analyse histologique montre une augmentation de la vascularisation des muscles squelettiques, et les tests contractiles in situ montrent une augmentation de la force satanique maximale. Bonjour, je m’appelle Fabrizio.

Je suis professeur adjoint au Département de médecine physique et de réadaptation de l’Université de Pittsburgh et directeur du Laboratoire de réadaptation cellulaire. Aujourd’hui, nous allons vous montrer un modèle miroir d’entraînement musculaire utilisant la stimulation électrique neuromusculaire. Dans cette première partie de la démonstration, nous allons vous montrer comment modifier une électrode de surface cliniquement disponible en une électrode que vous pouvez utiliser pour stimuler les muscles squelettiques chez la souris.

Dans la deuxième partie, nous montrerons comment mettre en œuvre ce protocole de stimulation électrique neuromusculaire dans vos expériences et le développement de modèles animaux qui imitent étroitement les modalités. L’utilisation de la clinique est importante car elle peut nous aider à répondre à des questions liées à la physiologie des muscles squelettiques, telles que comment l’activation musculaire déclenche-t-elle des réponses mécano-transductives, et en cela, nous pouvons l’examiner aux niveaux moléculaire, cellulaire et tissulaire. Bonjour, je m’appelle Ricardo Ferrari.

Je suis doctorant HD au Département de physiothérapie de l’Université de Pittsburgh. Près du muscle, l’électrostimulation est une procédure courante utilisée dans une clinique pour augmenter la force musculaire et améliorer la guérison musculaire. Cependant, de nombreuses questions subsistent quant aux paramètres optimaux à utiliser.

Ce modèle animal peut aider à l’élaboration d’un protocole de stimulation électrique spécifique pour une utilisation en milieu clinique. Pour préparer l’électrode, commencez par plier deux broches en or de six millimètres de long à un angle de 90 degrés. Ensuite, exposez environ sept centimètres de deux fils de cuivre en retirant l’isolant extérieur.

Soudez ensuite les fils des connecteurs aux deux broches dorées, qui sont placées à environ 3,5 millimètres l’une de l’autre. Après cet endroit, une gaine thermorétractable sur la connexion entre les fils de cuivre et les broches dorées pour l’isolation et la stabilisation chauffe la gaine thermorétractable, assurez-vous que les broches dorées sont parallèles les unes aux autres et collez-les à travers le circuit imprimé de manière à ce que les pointes soient alignées. Ensuite, intégrez les goupilles dans plusieurs applications d’époxy transparent, en laissant l’époxy sécher complètement entre les applications à la fin, poncez l’époxy pour exposer les pointes des goupilles dorées.

Ensuite, utilisez un voltmètre pour vérifier que les fils ne sont pas court-circuités électriquement. Utilisez ensuite un tube en plastique pour isoler les broches métalliques du connecteur de fil bidirectionnel femelle. Ensuite, fixez les fils d’électrode de l’appareil NMES au connecteur de fil bidirectionnel femelle.

Toutes les procédures ont été examinées et approuvées par l’Université de Pittsburgh Iacuc, et ont été effectuées dans PHS Assured et alac. Des programmes et des installations accrédités à l’échelle internationale anesthésient l’animal par inhalation de fluor. L’animal doit rester anesthésié tout au long de la séance NMES.

L’anesthésie doit être confirmée à l’aide d’un test du réflexe extenseur par pincement des orteils. Placez ensuite l’animal en position couchée latérale. Ensuite, rasez le membre postérieur, essuyez-le avec de l’alcool, essuyez l’électrode avec de l’eau de Javel à 3 %.

Ensuite, avec de l’eau, réglez les paramètres de stimulation, y compris la durée d’impulsion de 150 microsecondes et une fréquence de 50 PP s. Réglez ensuite le temps de stimulation sur cinq secondes avec une montée en puissance de 0,5 seconde et une réduction en baisse de 0,5 seconde. Cela permettra au muscle de s’acclimater progressivement à la stimulation et est plus confortable pour l’animal.

Après cela, réglez le temps d’arrêt entre les contractions à 10 secondes. Cela peut être ajusté en fonction de l’effet souhaité, mais la réduction des temps d’arrêt entraînera une initiation plus rapide de la fatigue musculaire. Ensuite, stérilisez l’électrode avec de l’eau de Javel à 3 %, puis de l’eau et appliquez du gel conducteur sur l’électrode pour la stimulation des muscles du compartiment antérieur, y compris le muscle tibial antérieur et le muscle le plus long de l’extenseur des doigts, placez l’électrode de surface directement sur le nerf périnéal commun de l’animal situé juste à côté du condyle fémoral latéral.

Le placement de l’électrode est confirmé lorsque la stimulation provoque une dorsiflexion complète de la cheville et une extension complète des doigts. D’autre part, la dorsiflexion de la patte sans extension du doigt suggère que seul le muscle tibial antérieur est stimulé. Ensuite, initier l’intensité NMES à neuf milliampères, effectuer deux séries de contractions pour un total de 20 contractions avec un repos de cinq minutes entre les séries pendant la période de repos, la stimulation du membre controlatéral est effectuée.

Placez maintenant l’animal dans la chambre de récupération. Après quatre semaines de NMES chez des souris MDX âgées de trois à cinq mois, la coloration des muscles squelettiques à l’hématine et à l’éoine ne révèle aucune augmentation du nombre de fibres nucléées centralement par rapport aux homologues témoins non stimulés. Cela suggère que l’application de NMES n’initie pas la cascade de régénération de la dégénérescence.

L’immunohistochimie du CD 31 en tant que marqueur des cellules endothéliales révèle que, par rapport aux souris témoins qui n’ont reçu aucune stimulation pendant quatre semaines de NMES, elle a entraîné une angiogenèse significative du muscle traité. Cette figure montre l’augmentation de la force titanesque maximale des muscles traités NMES par rapport aux muscles témoins non traités. Une fois que vous avez maîtrisé cette technique, la réalisation du protocole devrait prendre environ 15 minutes par animal.

La partie la plus difficile de ce protocole est de trouver le bon placement pour que votre électrode suscite la réponse musculaire souhaitée. Merci d’avoir regardé. N’hésitez pas à contacter notre laboratoire si vous avez des questions.