Chirurgie du nerf facial dans le modèle de rat pour étudier l’inhibition et la régénération axonales
5 mai 2020
Ce protocole décrit une approche reproductible à la chirurgie du nerf facial dans le modèle de rat, y compris des descriptions de divers modèles inductibles de blessure.
Ce protocole peut aider les scientifiques à étudier les résultats après les lésions nerveuses faciales et les méthodes pour améliorer la régénération à travers de nombreux paramètres différents. Le principal avantage de cette technique est que l’anatomie du rat permet un accès facile au nerf facial, et sa grande échelle nous permet d’étudier tous les modèles de blessures pertinents. Les applications de cette technique s’étendent vers la réadaptation des patients après des dommages faciaux de nerf.
En tant que potentiel régénérateur, le rat fournit un modèle expérimental reproductible et concis. Et cette méthode peut fournir un aperçu des thérapies chirurgicales et médicales pour la parésie nerveuse faciale ou la paralysie. Et il est traduisible à d’autres modèles de tête et de cou ou d’autres nerfs périphériques.
Opérer au microscope à l’aide des deux mains peut s’avérer difficile. Je recommande de pratiquer en utilisant la version binoculaire sous le microscope avant de tenter une dissection du nerf facial. Après avoir confirmé un manque de réponse à la pincement des pieds, appliquer de la pommade sur les yeux du rat et raser la zone chirurgicale.
Établissez une méthode d’identification des rats et placez un rouleau de gaze sous le cou. Désinfecter la peau exposée avec trois gommages alternatifs de chlorhexidine et 70% d’éthanol et placer le rat sous un microscope stéréo. Manipulez l’oreille ipsilateral dans une direction antérieure-postérieure pour déterminer le pliage normal de la peau postauricular.
Utilisez une lame numéro 15 pour faire une incision de deux à trois millimètres dans le pli postauricular. La planification et le placement de l’incision sont les étapes les plus critiques pour assurer une identification fiable du nerf facial tout en minimisant la taille de la plaie. Disséquer brutalement à travers le fascia sous-cutané immédiat et placer un rétracteur micro-Weitlaner pour améliorer l’exposition des tissus.
Identifiez le muscle digastrique antérieur pendant qu’il se déplace dans une direction inférieure-à-supérieure vers son insertion le long de la base de crâne. Étendre doucement à travers le ventre musculaire le long du point d’insertion musculaire pour révéler le tendon du ventre digastrique antérieur. Le tendon apparaîtra comme un processus blanc filmé émanant du muscle avec une insertion solide sur la base du crâne.
Après identification du muscle digastrique antérieur et de son tendon, ajustez le rétracteur de Weitlaner pour rétracter davantage le ventre de muscle. La région exposée est l’espace tridimensionnel dans lequel se trouve le tronc principal du nerf facial. Disséquer le long du nerf dans une direction inférieure distally de la sortie du foramen stylomastoid.
Pour induire un motif de blessure d’écrasement, utilisez les forceps du bijoutier à surface lisse pour saisir fermement et compresser le nerf en appliquant une pression constante et reproductible pendant 30 secondes pour assurer une blessure d’écrasement appropriée. Pour une transection simple, saisir l’épineurium immédiat en survolant le nerf avec des forceps à dents fines, et utiliser des microscisseurs pointus pour transecter proprement le nerf au point désiré avec une seule coupe. Pour un modèle d’écart nerveux, utilisez des étriers réglables pour définir la longueur désirée de l’écart nerveux pour assurer des modèles de blessures similaires entre les animaux et transecter le nerf comme nous venons de le démontrer.
Après que la blessure expérimentale ait été livrée, irriguer la blessure avec la solution saline stérile et sécher le tissu avec la gaze stérile. avant de fermer l’incision cutanée selon les directives institutionnelles. Ici, l’imagerie en direct du tronc principal du nerf facial avec une blessure d’écrasement approximativement de deux à trois millimètres distal au point de branche du premier PSE dans un rat transgénique adulte de Thy1-GFP est montrée.
L’évaluation du retour progressif de la fluorescence à un, deux, trois et quatre semaines après la blessure peut être utilisée comme marqueur pour surveiller la régénération nerveuse chez ces animaux transgéniques. L’analyse histomorphométrique peut être employée pour obtenir des images transversales de la division mandibulaire marginale permettant la quantification du diamètre axonal, de la quantité de débris, de la fibre nerveuse, du pourcentage de nerf, et des mesures de densité. Il est important d’ajuster fréquemment le placement du rétracteur au besoin pour s’assurer que les nerfs anatomiques pertinents sont visibles lors de l’identification du nerf facial.
Après cette procédure, les nerfs et les muscles pertinents peuvent être récoltés pour l’analyse immunohistochimique afin d’évaluer le degré de régénération par rapport à d’autres groupes expérimentaux. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans l’étude des résultats fonctionnels après une lésion du nerf facial. Plus précisément, comment effectuer le phénomène de synkinésie.
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Aperçu
Ce protocole décrit une méthode reproductible de chirurgie du nerf facial chez le rat, en se concentrant spécifiquement sur les profils de lésion et les résultats régénératifs. Il permet d'étudier des techniques chirurgicales et des thérapies médicales destinées à la rééducation après une lésion du nerf facial.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Médecine régénérative
- Modèles animaux
Contexte
- Le modèle rat permet un accès facile au nerf facial.
- Cette technique chirurgicale peut aider à évaluer les méthodes de lésion et de régénération nerveuse.
- Les caractéristiques anatomiques du rat permettent une étude détaillée de différents schémas de lésion.
Objectif de l'étude
- Évaluer les approches thérapeutiques de la parésie ou de la paralysie du nerf facial.
- Approfondir la compréhension de la régénération après des lésions du nerf facial.
- Développer une technique chirurgicale détaillée reproductible dans différentes études.
Méthodes utilisées
- L'étude utilise un modèle rat pour une intervention chirurgicale sur le nerf facial.
- Les procédures clés comprennent une lésion par écrasement et une section, avec des étapes chirurgicales spécifiques décrites pour assurer la reproductibilité.
- L'imagerie en temps réel et les analyses histomorphométriques sont utilisées pour surveiller les résultats de la régénération.
- Une dissection méthodique au microscope est soulignée, nécessitant compétence et préparation.
Résultats principaux
- Une visualisation et une manipulation réussies du nerf facial permettent d'évaluer les processus régénératifs.
- L'imagerie par fluorescence et l'analyse histomorphométrique fournissent des mesures quantifiables de la récupération nerveuse.
- La technique révèle des informations importantes sur les phénomènes de synkinésie après une lésion nerveuse.
Conclusions
- La présente étude établit un protocole fondamental pour analyser les lésions et la régénération du nerf facial.
- Elle permet aux chercheurs d'explorer les résultats fonctionnels et les approches thérapeutiques en matière de rééducation neuronale.
- La méthodologie démontre des implications importantes pour des applications plus larges dans les études sur les nerfs périphériques.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Le modèle de lésion du nerf facial du rat offre une plateforme reproductible pour évaluer la régénération et l'inhibition axonales, soutenant ainsi la validation ciblée dans le développement de thérapeutiques neuro-régénératrices. Sa scalabilité et son accessibilité anatomique permettent une évaluation constante des profils de lésion et des réponses régénératrices, facilitant la réduction des risques précliniques pour les candidats neurotrophiques ou anti-inhibiteurs. Ce modèle fait le lien entre la recherche fondamentale et la recherche translationnelle en fournissant des paramètres histomorphométriques et fonctionnels quantifiables pertinents pour les stratégies de réparation du nerf facial humain.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet l'analyse des mécanismes d'inhibition axonale et des voies régénératives après des lésions nerveuses définies par écrasement, section ou interruption avec intervalle.
- Valeur opérationnelle : Permet une administration reproductible de réactifs neuroactifs ou de cellules afin d'évaluer l'engagement de la cible et la modulation des voies.
- Valeur prédictive : La quantification histomorphométrique du diamètre axonal, de la densité des fibres et de l'élimination des débris fournit des paramètres objectifs d'efficacité thérapeutique et de réduction des risques mécanistiques.
Développement de tests et criblage
- Préparation du test : Génère des modèles de lésion standardisés, adaptés au criblage hautement reproductible de composés pro-régénératifs ou d'antagonistes inhibiteurs.
- Résultats quantitatifs : L'imagerie en direct des axones marqués par fluorescence et l'analyse histomorphométrique permettent un suivi longitudinal et quantifiable de la régénération.
- Extensibilité : Le modèle rat permet des manipulations chirurgicales allant des segments intracrâniens aux segments nerveux extratemporaux, facilitant une évaluation multiparamétrique.
Recherche translationnelle et préclinique
- Continuité translationnelle : Facilite l'évaluation de la récupération fonctionnelle et de l'atténuation de la synkinésie, en alignement avec les critères d'évaluation cliniques en rééducation du nerf facial.
- Modélisation préclinique : Permet l'évaluation de manipulations centrales ou au niveau de l'organe effecteur, ainsi que de thérapies cellulaires, dans un système de nerf périphérique pertinent pour la maladie.
- Progression ajustée au risque : Des taux de survie fiables et une cohérence inter-espèces soutiennent les décisions d'aller ou de ne pas aller vers la traduction chez des espèces d'ordre supérieur.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Le modèle s'intègre aux flux de travail de découverte en permettant la validation de cibles grâce à une lésion nerveuse contrôlée, en progressant vers le développement de tests pour le criblage de composés, et en soutenant l'évaluation préclinique de thérapies régénératives par des mesures fonctionnelles et structurales des résultats.
- Biologie de la découverte : Permet la vérification d'hypothèses sur les inhibiteurs et promoteurs de la croissance axonale grâce à des paradigmes d'agression standardisés.
- Criblage : Fournit des modèles reproductibles de lésion nerveuse pour évaluer les effets des composés sur la cinétique et la fidélité de la régénération.
- Analytique : Des lectures histomorphométriques et basées sur la fluorescence fournissent des données quantifiables pour l'analyse de la relation dose-réponse et de l'engagement de la cible.
- Recherche translationnelle : Relie les paramètres de régénération axonale à des résultats fonctionnels tels que la synkinésie, renforçant la pertinence clinique.
- Réutilisation en entreprise : Met en place une plateforme chirurgicale réutilisable pour des tests itératifs couvrant plusieurs modalités thérapeutiques et points temporels.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Réduit l'ambiguïté mécanistique dans les études sur la régénération axonale grâce à des métriques d'atteinte et de régénération quantifiables et reproductibles.
- Valeur opérationnelle : Des techniques chirurgicales standardisées et des protocoles d'évaluation postopératoire améliorent la cohérence entre laboratoires et la fiabilité des données.
- Valeur stratégique : Informe les décisions précoces de poursuite ou d'abandon en clarifiant la biologie ciblée et en réduisant le risque d'échec dans les programmes neuro-régénérateurs de stade avancé.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des candidats neuro-régénérateurs fondée sur une modulation ciblée validée dans un modèle de nerf périphérique cliniquement pertinent.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en microchirurgie et une connaissance de l'anatomie neurologique des rongeurs sous guidage stéréomicroscopique.
- Dépend d'instruments spécialisés, notamment des rétracteurs micro-Weitlaner, des pinces de bijoutier, des ciseaux microchirurgicaux et des pieds à coulisse réglables pour l'induction standardisée de la lésion.
- Exige l'utilisation de lignées rapporteuses transgéniques (par exemple, Thy1-GFP) ou de traitements immunohistochimiques pour le suivi longitudinal du trajet axonal et l'analyse histomorphométrique.
- Implique des protocoles de soins postopératoires afin d'assurer la survie du rat et de minimiser les variables perturbatrices dans l'évaluation de la régénération.
- La faible aptitude génétique, comparée aux modèles murins, peut limiter l'analyse mécanistique par approches d'invalidation génique ou de surexpression.
