Une technique d’occlusion de l’artère cérébrale moyenne pour induire la dépression post-AVC chez les rats
22 mai 2019
Ici, nous présentons un protocole pour induire la dépression post-AVC chez les rats en occluant l’artère cérébrale moyenne via l’artère carotide interne. Nous utilisons le test de natation forcée Porsolt et le test de préférence de saccharose pour confirmer et évaluer les ambiances dépressives induites.
Notre protocole propose une nouvelle technique médiale d’occlusion de l’artère cérébrale chez les rats pour aider à étudier le mécanisme du développement de dépression post-AVC et pour trouver une thérapie plus efficace. Le principal avantage de notre technique est sa capacité à réduire la variabilité des changements de poids, de l’oedème cérébral et du volume infarctus, et à minimiser les décès liés à la procédure. Après avoir confirmé un manque de réponse au pincement de la queue chez un rat Sprague Dawley mâle de 300 à 350 grammes, placez l’animal sur une plaque chauffante de 37 degrés Celsius et utilisez une sonde rectale pour surveiller la température corporelle centrale.
Appliquer de la pommade sur les yeux de l’animal et raser les cheveux du cou. Ensuite, désinfectez la peau exposée avec 70 pour cent de chlorhexidine d’alcool, et couvrez le rat avec le drapé chirurgical stérile avant d’effectuer l’occlusion selon les techniques standard. Pour obtenir le score de gravité neurologique, placez un rat occlus sur une surface plane et laissez l’animal se déplacer librement.
Après une minute, tirez doucement le rat vers l’arrière par la queue et classez la réponse de démarche de l’animal. Pour mesurer le volume infarctus, numérisez les tranches de cerveau tachées préparées à une résolution de 1 600 par 1 600 points par pouce et recadrer et normalisez l’échelle pour toutes les images. Ensuite, chargez les images normalisées dans un logiciel approprié d’analyse d’image et utilisez un outil de traçage pour mesurer la zone de la pâleur marquée en six tranches consécutives de deux millimètres pour déterminer la taille infarctuse en pourcentage de la tranche entière du cerveau.
30 à 33 jours après l’opération, transférez les animaux dans une pièce fermée, calme et contrôlée par la lumière dans des cages individuelles, et placez une bouteille contenant 100 millilitres de solution de saccharose de 1 % dans chaque cage pendant 24 heures. Le lendemain, retirer les bouteilles ainsi que la nourriture et l’eau potable pendant 12 heures. À la fin de la période de privation, placez une bouteille contenant 100 millilitres de solution de saccharose de 1 % et une bouteille contenant 100 millilitres d’eau du robinet dans chaque cage pendant quatre heures.
Ensuite, enregistrez le volume de la solution saccharose et de l’eau consommée pour permettre le calcul de l’affinité avec la préférence saccharose pour chaque animal. Pour le test de natation forcée de Porsolt, 30 à 33 jours après l’opération, placez chaque rat dans un cylindre vertical en plexiglas contenant 80 centimètres d’eau de 25 degrés Celsius pendant 15 minutes. À la fin de la période d’accoutumabilité, laisser sécher le rat pendant 15 minutes dans l’enclos chauffé à 32 degrés Celsius avant de retourner l’animal dans sa cage d’origine.
Le lendemain, remettre le rat au cylindre pendant cinq dernières minutes, en enregistrant le test de cinq minutes pour permettre le calcul de la durée totale de l’immobilité pendant cette période. L’analyse histologique révèle un volume d’infarctus statistiquement significatif en pourcentage du volume total du cerveau post-MCAO par rapport aux animaux du groupe témoin factice. Un oedème cérébral statistiquement significatif est également observé chez les animaux expérimentaux par rapport au groupe témoin factice.
Les animaux de MCAO démontrent des performances neurologiques inférieures comparées aux animaux simulés à 50 minutes, 24 heures, et sept jours après chirurgie. Les rats MCAO consomment également une quantité significativement plus faible de saccharose et présentent une immobilité plus longue pendant les tests de natation forcée de Porsalt par rapport aux animaux opérés par feinte. Il s’agit d’un modèle important pour les études comportementales sur les accidents vasculaires cérébraux et pourrait servir d’outil pour évaluer les thérapies futures ou fournir des données précliniques critiques sur l’efficacité des substances thérapeutiques.
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Aperçu
Cet article présente un protocole permettant d'induire une dépression post-accident vasculaire cérébral chez des rats par occlusion de l'artère cérébrale moyenne. L'étude utilise des tests comportementaux pour évaluer les humeurs dépressives chez les sujets.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Sciences du comportement
- Recherche sur l'AVC
Contexte
- La dépression post-AVC est une complication fréquente après un accident vasculaire cérébral.
- La compréhension de ses mécanismes peut contribuer au développement de thérapies efficaces.
- Les méthodes actuelles peuvent présenter une grande variabilité des résultats.
- Cette étude vise à affiner la technique d'occlusion afin de minimiser cette variabilité.
Objectif de l'étude
- Établir un modèle fiable pour l'étude de la dépression post-AVC.
- Évaluer les effets de la nouvelle technique d'occlusion sur les comportements dépressifs.
- Réduire les complications liées à la procédure dans les modèles animaux.
Méthodes utilisées
- Technique d'occlusion de l'artère cérébrale moyenne chez le rat.
- Évaluations comportementales à l'aide du test de nage forcée de Porsolt.
- Test de préférence pour le saccharose afin d'évaluer les modifications de l'humeur.
- Surveillance des paramètres physiologiques pendant la procédure.
Résultats principaux
- La nouvelle technique a démontré une variabilité réduite des changements de poids.
- Une incidence plus faible d'œdème cérébral et de volume d'infarctus a été observée.
- Les décès liés à la procédure ont été minimisés.
- Des tests comportementaux ont confirmé l'induction d'états dépressifs.
Conclusions
- La technique d'occlusion raffinée est efficace pour l'étude de la dépression post-AVC.
- Elle fournit un modèle plus cohérent pour les recherches futures.
- Des études supplémentaires sont nécessaires pour explorer les interventions thérapeutiques.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
La mise en place de modèles précliniques fiables de dépression post-accident vasculaire cérébral est essentielle pour réduire les risques liés à la validation de cibles neuropsychiatriques dans le développement de traitements contre l'accident vasculaire cérébral. Cette technique d'occlusion de l'artère cérébrale moyenne réduit la variabilité du volume d'infarctus, de l'œdème cérébral et de la mortalité, renforçant ainsi la fiabilité prédictive du phénotypage comportemental. Une meilleure reproductibilité du modèle soutient les décisions d'aller ou de ne pas aller de l'avant en phase de découverte précoce, en clarifiant les liens mécanistiques entre l'ischémie cérébrale et les phénotypes dépressifs.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques reliant les lésions ischémiques à la physiopathologie de la dépression grâce à une induction contrôlée de l'occlusion de l'artère cérébrale moyenne (MCAO).
- Valeur opérationnelle : Réduit la variabilité des résultats concernant les variations de poids, le volume d'infarctus et l'œdème cérébral, améliorant ainsi la reproductibilité des tests pour les études d'engagement ciblé.
- Valeur prédictive : Facilite le criblage phénotypique de composés en fournissant un système pertinent pour la maladie, avec des comportements dépressifs validés par les tests de préférence pour le saccharose et du nage forcé.
Développement de tests et criblage
- Prêt pour les tests : Produit des systèmes biologiques standardisés associés à des scores quantifiables de gravité neurologique et à des mesures du volume d'infarctus, destinés au criblage de composés en aval.
- Résultats quantitatifs : Génère des paramètres mesurables incluant les ratios de préférence pour le saccharose et la durée d'immobilité, permettant une analyse dose-réponse dans le cadre du criblage thérapeutique.
- Extensibilité : La technique d'occlusion basée sur l'artère cérébrale interne permet une génération cohérente du modèle à travers différentes cohortes, facilitant la réutilisation de la plateforme dans des campagnes d'identification de composés leaders.
Recherche translationnelle et préclinique
- Pertinence pour la maladie : Modélise la dépression post-AVC en tant que complication neuropsychiatrique concomitante, en accord avec la prévalence clinique de la DPA et le besoin thérapeutique insatisfait.
- Continuité translationnelle : Relie la détection précoce des mécanismes et la réduction des risques à la validation préclinique, par confirmation comportementale et histologique des états dépressifs.
- Progression ajustée au risque : Fournit des données précliniques sur l'efficacité thérapeutique en corrélant le volume d'infarctus induit par l'occlusion de l'artère cérébrale moyenne (MCAO) aux résultats comportementaux, afin d'éclairer les décisions d'aller ou de ne pas aller de l'avant.
Intégration du pipeline et du flux de travail
La méthode s'inscrit dans le continuum de découverte allant de la validation de cibles à l'identification de composés d'intérêt, jusqu'aux tests d'efficacité préclinique, permettant ainsi l'amélioration itérative des hypothèses thérapeutiques dans le domaine des troubles neuropsychiatriques post-accident vasculaire cérébral.
- Biologie de la découverte : Soutient la vérification d'hypothèses sur les mécanismes de l'accident vasculaire cérébral ischémique à l'origine de phénotypes dépressifs, grâce à un modèle contrôlé d'occlusion de l'artère cérébrale moyenne et à une évaluation neurologique.
- Écrantage : Permet la standardisation des tests par des mesures reproductibles du volume d'infarctus et de l'œdème cérébral, essentielles pour l'écrantage de bibliothèques de composés.
- Analyse : Fournit des variables dépendantes quantitatives, notamment la consommation de saccharose et la durée d'immobilité, facilitant la comparaison statistique entre les groupes de traitement.
- Recherche translationnelle : Établit un lien entre la charge lésionnelle ischémique et les phénotypes comportementaux, favorisant l'alignement des biomarqueurs entre le volume d'infarctus et les manifestations de type dépressif.
- Réutilisation en milieu professionnel : Met en place une plateforme préclinique réutilisable pour évaluer des candidats neuroprotecteurs et antidépresseurs dans des modèles de comorbidité post-accident vasculaire cérébral.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance dans la validation des cibles en réduisant l'ambiguïté mécanistique des modèles de comorbidité entre accident vasculaire cérébral et dépression.
- Valeur opérationnelle : Améliore la reproductibilité et la standardisation entre laboratoires grâce à une réduction des décès et des variations liés aux procédures.
- Valeur stratégique : Renforce l'efficacité du capital en diminuant le nombre de faux positifs lors de l'identification des candidats grâce à des modèles biologiquement sécurisés.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des thérapeutiques contre les accidents vasculaires cérébraux ciblant les comorbidités neuropsychiatriques, fondée sur des lectures phénotypiques cohérentes.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en chirurgie stéréotaxique sur rongeurs et en évaluation de la gravité neurologique.
- Dépend d'un équipement instrumental pour la quantification du volume d'infarctus par analyse d'image de coupes cérébrales colorées.
- Exige une standardisation interéquipes des protocoles de préférence pour le saccharose et du test de nage forcée pour les critères comportementaux.
- Les considérations d'adaptation incluent l'ajustement de la technique d'occlusion de l'artère carotide interne selon les souches et les âges des rats, tout en surveillant la température corporelle centrale.
- Les limites pratiques incluent la nécessité d'une surveillance postopératoire pour confirmer le développement de l'infarctus et les modifications comportementales à 30–33 jours après l'occlusion de l'artère cérébrale moyenne.
