31 janvier 2017
Le présent protocole décrit une technique de perfusion de microchirurgie chez la souris, qui délivre efficacement des substances directement dans le cerveau via l’artère carotide interne.
L’objectif global de cette technique chirurgicale est d’administrer des substances exogènes dans le cerveau de la souris sans pénétrer dans le crâne. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés en neurosciences concernant l’action des médicaments, des agents pathogènes et des exosomes dans le cerveau. Le principal avantage de cette technique est qu’elle cause un traumatisme minimal à l’animal, préserve l’intégrité du réseau neuronal et atteint des concentrations élevées de la substance dans le cerveau.
Commencez par administrer de l’isoflurane mélangé à de l’oxygène pour anesthésier la souris dans une chambre d’induction. Après l’induction de l’anesthésie, transférez l’animal sur la surface chirurgicale sous un stéréomicroscope et placez le cône nasal pour maintenir un plan chirurgical d’anesthésie. Assurez-vous que la fréquence respiratoire est d’environ une à deux respirations par seconde sans haleter.
De plus, assurez-vous que l’animal ne réagit pas à la stimulation des moustaches ou à un pincement des orteils. À l’aide d’un écouvillon stérile, appliquez une goutte de lubrifiant ophtalmique sur chaque œil pour prévenir la sécheresse. Après avoir rasé le site chirurgical avec un rasoir, préparez la zone avec de l’éthanol à 70 % et de la chlorhexidine.
Tout en regardant au microscope stéréoscopique, utilisez des ciseaux chirurgicaux et des pinces pour créer une incision médiane dans le cou, du haut du sternum jusqu’en dessous de la mâchoire. Utilisez des pinces pour séparer soigneusement le tissu adipeux et conjonctif afin d’exposer la trachée. Placez ensuite un objet mou et rond d’environ cinq centimètres de diamètre sous l’arrière du cou pour étendre le cou et exposer davantage la zone.
Ensuite, séparez le tissu autour de la trachée à l’aide de crochets ou d’un écarteur de tissu. Sur le côté gauche de la trachée, épilez soigneusement le tissu conjonctif pour exposer l’artère carotide commune gauche, ou ACC. À l’aide d’une pince, retirez soigneusement tout le tissu conjonctif pour exposer la bifurcation de l’ACC au début des artères carotides externe et interne.
Une fois que l’ECA et l’ICA sont exposés, utilisez des pinces pour placer un segment de suture en nylon d’un centimètre sous l’artère carotide externe. Placez ensuite un deuxième segment d’un centimètre. Faites ensuite un nœud permanent au point le plus haut possible de l’ECA.
Au point le plus bas possible de l’ECA, immédiatement au-dessus de la bifurcation de l’ACC, faites un nœud amovible plus lâche. Ensuite, utilisez des clips de récipient pour fermer le CCA au point le plus bas possible et pour fermer l’ICA. Fermer correctement l’artère carotide interne avant de faire une petite incision dans l’artère carotide externe empêchera les saignements.
Maintenant, à l’aide de ciseaux à ressort de microdissection, faites une coupe de deux millimètres dans l’ECA entre les deux nœuds. Il est important de garder les coupures petites, car une grande coupure provoquera une fuite de la substance à perfuser. Assemblez le système de perfusion en fixant six pouces de tube capillaire à une seringue à tuberculine contenant 250 microlitres de la substance à perfuser.
Ensuite, insérez doucement l’extrémité du tube capillaire dans l’incision de l’ECA. Continuez à avancer la pointe jusqu’à ce qu’elle atteigne la moitié entre la bifurcation et le clip sur le CCA. Attachez le nœud ECA inférieur.
Vérifiez que le nœud est suffisamment lâche pour permettre la fluidité capillaire et suffisamment serré pour éviter les fuites. Ensuite, retirez le clip de l’ICA. Appliquez doucement une pression sur le piston de la seringue, permettant une perfusion de la substance à environ 10 microlitres par seconde.
Après la perfusion de la substance d’essai, remettez le clip sur l’ICA. Retirez délicatement le tube capillaire. Ensuite, attachez complètement le nœud ECA inférieur.
Retirez le clip de l’ICA et du CCA. Retirez ensuite l’écarteur ou les crochets en tissu et l’oreiller. Nettoyez la zone à suturer avec une solution saline stérile, puis fermez l’incision à l’aide de sutures en nylon.
Après avoir administré un agent anti-inflammatoire et un analgésique approuvés pour soulager l’inconfort postopératoire, placez l’animal dans une cage sur un coussin chauffant pendant au moins une heure et surveillez la récupération. Cet histogramme démontre la détection du VIH par PCR en temps réel sept jours après la perfusion virale via l’artère carotide interne gauche. Comme prévu, les niveaux du virus sont plus élevés dans l’hémisphère gauche.
Cette image d’immunofluorescence montre une coupe du cerveau d’une souris représentant l’étiquette GFP CD63, un marqueur d’exosome, après perfusion de vésicules extracellulaires via l’artère carotide interne. Les vésicules extracellulaires exprimant CD63, en vert, sont associées au microvaisseau cérébral de la souris. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en 20 minutes si elle est exécutée correctement.
Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine des maladies neurodégénératives pour explorer les interactions entre les médicaments, les agents pathogènes et les exosomes chez la souris.
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Ce protocole décrit une technique d'infusion par microchirurgie chez la souris permettant d'administrer directement des substances dans le cerveau via l'artère carotide interne. Elle minimise les traumatismes et préserve l'intégrité neuronale tout en permettant d'obtenir des concentrations élevées de substance dans le cerveau.
La délivrance ciblée au système nerveux central demeure un défi critique dans la découverte de neurothérapeutiques en raison de la barrière hémato-encéphalique et de l'exposition systémique hors cible. Cette technique d'infusion microchirurgicale permet une administration précise et à haute concentration d'agents testés directement dans le cerveau de la souris, facilitant la validation mécanistique et la fidélité des modèles translationnels. Son caractère peu invasif et la préservation de l'intégrité neuronale la rendent particulièrement pertinente pour la validation précoce de cibles et la recherche préclinique sur le système nerveux central.
Cette technique d'infusion s'inscrit à l'interface entre la phase de découverte précoce et la recherche préclinique sur le SNC, permettant une administration directe de substances pour des études mécanistiques et la validation de cibles avant l'optimisation du composé candidat.