Établissement de l’infarctus aigu des pontines chez les rats par stimulation électrique
27 août 2020
Présenté ici est un protocole pour établir l’infarctus aigu de pontine dans un modèle de rat par stimulation électrique avec une seule impulsion.
Nous fournissons un protocole pour établir l’infarctus dans un pons de rat. Ce modèle pontin de rat d’infarctus a été facilement exécuté, facilement reproduit, et modèle fortement réussi. La stimulation électrique pourrait être utilisée pour fabriquer de l’infarctus dans n’importe quelle autre région du cerveau comme le thalamus.
Les personnes qui veulent exécuter ce modèle devraient apprendre l’autonomie pontine avant l’expérience. Avant la chirurgie, peser les rats et évaluer leurs performances neurologiques en fonction des tests comportementaux tels que décrits dans le texte d’accompagnement. Préchauffer le coussin chauffant à 37 degrés Celsius immédiatement avant l’anesthésie et attacher la perceuse crânienne au support sur le cadre stéréotaxique.
Confirmez un manque de réponse au réflexe de pédale dans le premier rat anesthésié et montez le rat sur le cadre stéréotaxique en position couchée sur le coussin chauffant. Placez les barres d’oreille au-dessus du conduit auditif pour fixer la tête, en prenant soin que le crâne est maintenu à l’horizontale pour éviter tout faussation de l’injection. Appliquer de l’onguent sur les yeux de l’animal et utiliser un micro rasoir pour enlever les cheveux du crâne.
Utilisez un marqueur pour tracer une ligne de trois centimètres le long de la ligne médiane du crâne de la ligne du canthus latéral bilatéral à 0,5 centimètre derrière la fontanelle postérieure et utiliser un scalpel pour faire une incision de ligne médiane le long de la ligne marquée. Utilisez un coton-tige pour enlever tout sang et placer un morceau de ruban chirurgical de chaque côté du rabat de la peau pour exposer le crâne. Utilisez un nouvel écouvillon imbibé de chlorure de sodium à 0,9 % pour enlever délicatement tout tissu conjonctif du crâne et localiser le bregma.
Utilisez un stylo marqueur à pointe fine pour indiquer le point central du bregma comme point d’origine, placez la perceuse à six millimètres antérieur postérieur, deux millimètres latéraux médiaux. Utilisez la perceuse pour effectuer soigneusement une craniotomie d’un millimètre de diamètre. Ensuite, remplacé la perceuse par une sonde de calibre 22 par une gaine isolée avec la pointe placée deux millimètres au-dessus de l’extrémité proximale de la gaine.
Insérez les feuilles sept millimètres dans le cerveau et avancez la sonde le long de la gaine jusqu’à ce que le sommet de la sonde soit de neuf millimètres sous la surface du cerveau. Connectez les électrodes à un stimulateur électrique et connectez l’anode à la sonde. Ensuite, connectez-vous à la cathode à l’oreille du rat.
Ensuite, allumez le stimulateur électrique et réglez la largeur de l’impulsion unique à 4 050 millisecondes, la tension à 50 volts et le courant à quatre milliampes. Laissez la sonde en position pendant cinq minutes après la stimulation avant d’enlever l’appareil du cerveau. Couvrir la craniotomie de ciment osseux et laisser sécher le ciment avant d’utiliser des filaments de suture en polyamide de 4,0 pour fermer la plaie.
Après trois ou quatre points de suture, attachez 2-1-1 noeuds chirurgicaux standard. Puis injecter intraperitoneally le rat avec 250 microlitres de pénicilline et surveiller le rat toutes les 15 minutes jusqu’à ce qu’il soit complètement éveillé avant de retourner l’animal dans sa cage. Dans cette analyse, six animaux ont été soumis à la chirurgie comme démontré et six animaux ont été traités comme témoins.
Les tranches de cerveau dans ces images ont été dérivées d’un rat par groupe. Le balayage de MRI a indiqué que l’infarctus était situé dans la base des pons imitant des infarctus antélatéraux dans les patients humains. Parce qu’une gaine isolée a été employée, l’infarctus n’a pas été observé dans le cortex, le cervelet, ou le midbrain.
Les images pondérées de diffusion ont également indiqué l’infarctus aigu de pontine. La coloration de TTC a été employée pour confirmer l’infarctus 24 heures après chirurgie. Comme prévu, le volume d’infarctus était significativement plus élevé dans le groupe de chirurgie comparé au groupe témoin.
Des scores comportementaux ont été mesurés avant et après chirurgie. Par rapport au groupe témoin, les rats avec un infarctus pontin ont fait le tour vers la gauche. Des différences significatives ont été observées dans le Longa, berderson, placement de membre, équilibre de faisceau, et scores d’essai somatosensory d’enlèvement adhésif entre les diatribes avec l’infarctus pontine et les rats témoins de groupe.
N’importe quelle zone spécifique du cerveau va être détruite par la stimulation électrique.
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Aperçu
Cette étude présente un protocole permettant d'induire un infarctus pontique aigu chez le rat par stimulation électrique à impulsion unique. Ce modèle est reproductible et efficace pour l'étude des infarctus pontiques, qui imitent les infarctus antérolatéraux chez l'humain.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Modèles expérimentaux
- Électrophysiologie
Contexte
- Les infarctus du pont sont pertinents pour comprendre les mécanismes des accidents vasculaires cérébraux.
- Les modèles existants n'ont peut-être pas correctement reproduit les conditions humaines.
- Ce protocole permet une étude ciblée des maladies cérébrovasculaires.
- Il souligne l'importance des évaluations préchirurgicales pour le bien-être animal.
Objectif de l'étude
- Développer un modèle de rat fiable pour l'étude des infarctus protubérantiels.
- Évaluer les performances neurologiques avant et après l'induction d'un infarctus.
- Valider l'efficacité de la stimulation électrique pour induire des lésions cérébrales localisées.
Méthodes utilisées
- Implique un modèle rat et une stimulation électrique pour créer une infarctus.
- Des évaluations neurologiques sont réalisées avant et après la chirurgie.
- Les étapes critiques incluent l'anesthésie, la craniotomie et le positionnement précis des électrodes.
- Les soins postopératoires comprennent la surveillance et l'administration d'antibiotiques.
Résultats principaux
- Le protocole a permis de produire avec succès un infarctus aigu du pont.
- Les tests comportementaux ont indiqué une performance altérée chez les rats présentant un infarctus.
- Des différences significatives dans les scores neurologiques ont été observées par rapport aux témoins.
- L'IRM et la coloration au TTC ont confirmé la présence et l'étendue de l'infarctus.
Conclusions
- L'étude établit un modèle précieux pour l'investigation des accidents ischémiques pontins.
- Elle facilite des recherches supplémentaires sur les interventions en cas de maladies cérébrovasculaires.
- Les résultats soulignent l'importance des modèles d'infarctus localisés en neurosciences.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
La mise en place de modèles rongeurs fiables des sous-types d'accident vasculaire cérébral est essentielle à la validation préclinique des cibles thérapeutiques et à la réduction des risques mécanistiques dans le développement de médicaments en thérapeutique cérébrovasculaire. Ce protocole permet l'induction reproductible d'un infarctus poncin aigu, un accident vasculaire cérébral fréquent de la circulation postérieure, et soutient la vérification d'hypothèses en recherche neuroprotectrice et thrombolytique. Le modèle renforce la pertinence prédictive en reproduisant des lésions pontiques antérolatérales humaines et en permettant des mesures quantitatives comportementales et d'imagerie.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmacie
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques dans les voies du pont lors d'un accident vasculaire cérébral par lésion électrique localisée.
- Valeur opérationnelle : Fournit un modèle hautement reproductible pour des études cohérentes sur l'engagement ciblé et la modulation des voies.
Développement de tests et criblage
- Valeur scientifique : Génère des déficits neurologiques et sensorimoteurs quantifiables pour la standardisation des tests et la préparation au criblage de composés.
- Valeur opérationnelle : Permet le développement de lectures comportementales évolutives (Longa, Berderson, équilibre sur poutre, retrait adhésif, placement des membres) pour une évaluation fonctionnelle à haut débit.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Mire l'infarctus pontique antérolatéral humain, renforçant la pertinence translationnelle des études sur les interventions cérébrovasculaires.
- Valeur opérationnelle : Permet une évaluation longitudinale par IRM et coloration au TTC afin de corréler les lésions structurelles avec les résultats fonctionnels.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Le modèle s'inscrit dans le continuum de découverte allant de la validation de la cible au test d'efficacité préclinique, permettant une détection mécanistique des risques associés aux traitements contre les accidents vasculaires cérébraux.
- Biologie de la découverte : Facilite l'élucidation des voies et la validation des cibles dans les circuits pontins grâce à une induction précise de lésions.
- Écrantage : Fournit des sorties neurologiques et proprioceptives standardisées pour une mesure fiable de l'effet des composés.
- Analytique : Offre une validation multimodale (scores comportementaux, IRM, TTC) permettant la comparaison croisée des données et le réglage de seuils.
- Recherche translationnelle : S'aligne sur la pathologie humaine de l'AVC afin d'éclairer les décisions précliniques de poursuite ou d'abandon basées sur la localisation et la gravité de l'infarctus.
- Réutilisation en entreprise : L'approche par stimulation électrique peut être adaptée à d'autres régions cérébrales, augmentant ainsi l'utilité de la plateforme dans divers programmes de découverte en neurosciences.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Réduit l'ambiguïté mécanistique dans la modélisation de l'accident vasculaire cérébral grâce à une infarctus induit électriquement et anatomiquement précis.
- Valeur opérationnelle : Garantit la reproductibilité et la standardisation par le biais d'un guidage stéréotaxique et de paramètres de stimulation définis.
- Valeur stratégique : Améliore la progression ajustée au risque en permettant une évaluation précoce des aspects fonctionnels et structuraux des modèles de lésions.
- Impact sur le portefeuille : Soutient la priorisation fondée sur les données des candidats thérapeutiques vasculaires cérébraux en utilisant des corrélations validées entre le volume d'infarctus et les déficits comportementaux.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en chirurgie stéréotaxique, en neuroanatomie et en électrophysiologie pour un positionnement précis de la sonde.
- Dépend d'instruments de précision, notamment d'un cadre stéréotaxique, d'un stimulateur électrique et d'outils de validation par IRM ou histologie.
- Exige une standardisation interéquipes des protocoles de tests comportementaux et un aveuglage pour une évaluation impartiale des résultats.
- L'adaptation à d'autres régions cérébrales nécessite un recalibrage des coordonnées et des paramètres de stimulation afin d'éviter les effets hors cible.
- Les limitations pratiques incluent la variabilité de l'épaisseur du crâne et l'identification du bregma, qui peuvent affecter la précision du ciblage.
