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

L'objectif général de cette procédure est de démontrer un modèle murin d'entraînement musculaire utilisant une stimulation électrique neuromusculaire. Cette approche consiste d'abord à adapter une électrode cutanée disponible sur le plan clinique, conçue pour être utilisée chez l'humain, en une électrode cutanée pouvant être utilisée chez la souris, puis à anesthésier et positionner l'animal pour la stimulation. Ensuite, placer l'électrode cutanée directement au-dessus du nerf fibulaire profond, juste au-dessous du niveau de la tête du péroné.

La dernière étape consiste à effectuer le protocole de stimulation des muscles fléchisseurs antérieurs. En fin de compte, l'analyse histologique montre une augmentation de la vascularisation du muscle squelettique, et les tests contractiles in situ révèlent une force satanique maximale accrue. Bonjour, je m'appelle Fabrizio.

Je suis professeur adjoint au sein du Département de médecine physique et de réadaptation de l'Université de Pittsburgh et directeur du Laboratoire de réhabilitation cellulaire. Aujourd'hui, nous allons vous présenter un modèle de mimétisme pour l'entraînement musculaire utilisant une stimulation électrique neuromusculaire. Dans cette première partie de la démonstration, nous allons vous montrer comment modifier une électrode cutanée disponible en clinique afin d'obtenir une électrode utilisable pour stimuler le muscle squelettique chez la souris.

Dans la deuxième partie, nous allons démontrer comment mettre en œuvre ce protocole de stimulation électrique neuromusculaire dans vos expériences et le développement de modèles animaux qui imitent étroitement les modalités cliniques. L'utilisation du modèle clinique est importante car elle peut nous aider à répondre à des questions liées à la physiologie du muscle squelettique, telles que la manière dont l'activation musculaire déclenche des réponses mécanotransductrices, et cela nous permet de l'analyser aux niveaux moléculaire, cellulaire et tissulaire. Bonjour, je m'appelle Ricardo Ferrari.

Je suis étudiant au doctorat HD au Département de physiothérapie de l'Université de Pittsburgh. La stimulation électromusculaire est une procédure courante en clinique pour augmenter la force musculaire et améliorer la cicatrisation musculaire. Toutefois, de nombreuses questions subsistent quant aux paramètres optimaux à utiliser.

Ce modèle animal pourrait contribuer à l'élaboration de protocoles spécifiques de stimulation électrique destinés à être utilisés en milieu clinique. Pour préparer l'électrode, commencez par courber deux broches en or de six millimètres de long selon un angle de 90 degrés. Ensuite, dénudez environ sept centimètres de deux fils de cuivre en retirant l'isolation extérieure.

Ensuite, soudez les fils des connecteurs aux deux broches en or, placées à environ 3,5 millimètres l'une de l'autre. Puis, placez un manchon thermorétractable sur la connexion entre les fils en cuivre et les broches en or afin d'assurer l'isolation et la stabilisation ; chauffez le manchon thermorétractable, veillez à ce que les broches en or soient parallèles entre elles et faites-les passer à travers la carte de circuit de manière à aligner leurs extrémités. Ensuite, fixez les broches en appliquant plusieurs couches de résine époxy transparente, en laissant sécher complètement l'époxy entre chaque application ; à la fin, poncez l'époxy pour exposer les extrémités des broches en or.

Ensuite, utilisez un voltmètre pour vérifier que les câbles ne sont pas en court-circuit électrique. Puis, utilisez un tube en plastique pour isoler les broches métalliques du connecteur filaire femelle à deux voies. Ensuite, reliez les câbles des électrodes au dispositif NMES au connecteur filaire femelle à deux voies.

Toutes les procédures ont été examinées et approuvées par l'IACUC de l'Université de Pittsburgh et ont été réalisées dans des programmes et installations accrédités PHS et ALAC. Les animaux sont anesthésiés par inhalation d'isoflurane. L'animal doit rester anesthésié pendant toute la durée de la session de stimulation neuromusculaire électrique (NMES).

L'anesthésie doit être confirmée à l'aide d'un test du réflexe extenseur au pincement des orteils. Ensuite, placer l'animal en position latérale. Puis raser le membre postérieur, le nettoyer avec de l'alcool et nettoyer l'électrode avec de l'eau de Javel à 3 %.

Ensuite, à l'aide d'eau, réglez les paramètres de stimulation, notamment une durée d'impulsion de 150 microsecondes et une fréquence de 50 PP s. Réglez ensuite la durée de stimulation à cinq secondes, avec une montée en puissance de 0,5 seconde et une diminution de 0,5 seconde. Cela permettra au muscle de s'acclimater progressivement à la stimulation et sera plus confortable pour l'animal.

Ensuite, régler le temps d'arrêt entre les contractions à 10 secondes. Ce paramètre peut être ajusté selon l'effet souhaité, mais des temps d'arrêt plus courts entraîneront une installation plus rapide de la fatigue musculaire. Puis, stériliser l'électrode avec une solution d'eau de Javel à 3 %, puis à l'eau, et appliquer un gel conducteur sur l'électrode afin de stimuler les muscles du compartiment antérieur, notamment le tibial antérieur et le muscle extenseur long des orteils ; placer l'électrode de surface directement au-dessus du nerf péronier commun de l'animal, situé juste en dessous 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 orteils. En revanche, une dorsiflexion de la patte sans extension des orteils suggère que seul le muscle tibial antérieur est stimulé. Ensuite, commencez l'intensité de la stimulation électromyographique neuromusculaire à neuf milliampères et effectuez deux séries de contractions, soit 20 contractions au total, avec une pause de cinq minutes entre les séries ; durant cette période de repos, la stimulation du membre controlatéral est réalisée.

Maintenant, placez l'animal dans la chambre de récupération. Après quatre semaines de stimulation électrique neuromusculaire chez des souris MDX âgées de trois à cinq mois, la coloration des muscles squelettiques à l'hématoxyline et à l'éosine révèle aucune augmentation du nombre de fibres à noyau central par rapport aux témoins non stimulés. Cela suggère que l'application de la stimulation électrique neuromusculaire n'initie pas la cascade de dégénérescence-régénération.

L'immunohistochimie de la CD31, utilisée comme marqueur des cellules endothéliales, révèle qu'en comparaison avec les souris témoins non stimulées, quatre semaines de stimulation électrique neuromusculaire (NMES) entraînent une angiogenèse significative du muscle traité. Cette figure illustre l'augmentation de la force maximale tétra nique des muscles traités par NMES par rapport aux muscles non traités du groupe témoin. Une fois la maîtrise de cette technique acquise, l'exécution du protocole devrait prendre environ 15 minutes par animal.

La partie la plus difficile de ce protocole consiste à trouver le bon emplacement pour votre électrode afin d'obtenir la réponse musculaire souhaitée. Merci d'avoir regardé. N'hésitez pas à contacter notre laboratoire si vous avez des questions.