Une technique d’hémisection latérale rapide et mini-invasive de la moelle épinière pour modéliser les lésions ouvertes de la moelle épinière chez le rat
23 mars 2022
Nous décrivons ici une nouvelle technique rapide de modélisation des lésions ouvertes de la moelle épinière chez le rat qui élimine la laminectomie. L’hémisection latérale est réalisée lors d’une visualisation au microscope. La technique est polyvalente et peut également être utilisée dans les régions cervicales, thoraciques et lombaires de la moelle épinière d’autres animaux.
Ce protocole est important parce que les lésions de la moelle épinière sont encore répandues aujourd’hui, et des recherches sont nécessaires pour approfondir la compréhension de ces blessures et développer des thérapies possibles. Cette technique est plus précise et reproductible que les blessures par compression et contusion et moins invasive que les blessures avec laminectomie complète. Il pourrait donc s’agir d’une meilleure option pour une simulation de lésion de la moelle épinière que les procédures décrites précédemment.
Pour commencer, utilisez une lame de scalpel 20 pour ouvrir la zone chirurgicale en plaçant une incision de deux à 2,5 centimètres de long à travers toutes les couches de la peau le long de la colonne vertébrale. Positionnez cette incision parallèlement à la colonne vertébrale en utilisant la vertèbre L1 comme point médian, en l’étendant d’environ un centimètre dans le sens crânien et dans le sens du dorlotage le long de la colonne vertébrale. Mobilisez les côtés de la plaie en coupant le tissu conjonctif entourant les muscles.
Placez ensuite deux incisions parallèles le long de la colonne vertébrale, pénétrant dans le périoste. Placez les incisions juste à côté des apophyses vertébrales des deux côtés, couvrant la distance entre les vertèbres thoraciques 13 et L1. Disséquez les muscles attachés aux vertèbres avec le huit d’un respirateur jusqu’à ce que tous les ligaments spinaux soient visibles.
Placez un écarteur. Retirez ensuite les apophyses vertébrales de la 13e vertèbre thoracique et de la première vertèbre lombaire À l’aide d’une pince osseuse dentaire pour visualiser l’ensemble de la zone chirurgicale. Utilisez de la gaze stérile pour contrôler les saignements tout au long de la procédure si nécessaire.
Soulevez avec précaution le reste des apophyses vertébrales L1, en élevant l’arcade vertébrale L1. Retirez le ligamentum flavum pour accéder à la moelle épinière. Soulevez davantage les apophyses spinales du dorlot, permettant l’accès à la dure-mère spinale sectionnée.
Faites basculer les apophyses de la colonne vertébrale dans la direction crânienne pour visualiser la pie-mère. Regardez à travers la pie-mère pour la veine médiane postérieure, mettant en valeur la ligne médiane de la colonne vertébrale. En utilisant la veine comme bissectrice directionnelle, placez une incision à l’aide d’un scalpel microchirurgical tout en épargnant la veine.
Placez l’incision sous la veine dans le plan transversal à travers le diamètre postérieur antérieur de la moelle épinière. Effectuez l’hémisection en éloignant latéralement la lame de la ligne médiane. Placez l’incision pour éviter de couper l’artère spinale antérieure.
Assurez-vous qu’une pression excessive n’est pas appliquée sur le corps vertébral lors de la coupe de la moelle épinière afin d’épargner l’artère spinale antérieure sur la face ventrale de la moelle épinière. Ne fermez pas la dure-mère directement pendant la fermeture de la plaie. Suturez fermement les muscles et les apophyses vertébrales, en fermant indirectement la petite plaie de la dure-mère.
Fermez la couche de tissu conjonctif dorsal avec des sutures. Cette nouvelle méthode mini-invasive de lésion de la moelle épinière est réalisée beaucoup plus rapidement que l’approche chirurgicale traditionnelle utilisant la laminectomie et ne nécessite pas d’instruments spécialisés supplémentaires. La coloration à l’hématoxyline et à l’éosine a été utilisée pour visualiser le site de la lésion.
D’autres coupes peuvent être effectuées le long de la moelle épinière en imitant des lésions neuronales spécifiques. La régénération peut également être étudiée puisque des électrodes ou des cellules souches peuvent être placées à l’aide de cette méthode. La plupart des techniques utilisant des modèles de lésions de la moelle épinière à plaie ouverte mettant en œuvre une hémisection ou une transaction peuvent être simplifiées et accélérées à l’aide de cette technique.
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Aperçu
Cette étude présente une nouvelle technique efficace pour modéliser une lésion ouverte de la moelle épinière chez le rat, éliminant ainsi la nécessité d'une laminectomie. La méthode permet de visualiser une hémisécation latérale au microscope et s'applique à différentes régions de la moelle épinière dans divers modèles animaux.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Lésion de la moelle épinière
- Techniques chirurgicales chez les modèles animaux
Contexte
- Les lésions de la moelle épinière restent fréquentes, ce qui nécessite des recherches pour les comprendre et développer des thérapies.
- Les techniques actuelles sont souvent invasives et moins reproductibles.
- Cette nouvelle méthode offre une alternative moins invasive aux modèles traditionnels.
- La technique est facilement adaptable à différentes régions vertébrales.
Objectif de l'étude
- Proposer un modèle de lésion de la moelle épinière plus rapide et plus reproductible.
- Améliorer la précision chirurgicale et réduire l'invasivité par rapport aux méthodes existantes.
- Faciliter les études sur la régénération en permettant l'accès pour des électrodes ou des cellules souches.
Méthodes utilisées
- La présente étude a utilisé un protocole chirurgical chez le rat pour modéliser une lésion de la moelle épinière.
- Le modèle biologique impliquait une hémisecton latérale de la moelle épinière.
- Aucun flux de travail multiomique n'a été mentionné.
- Les étapes clés comprennent des incisions précises et la mobilisation musculaire afin d'exposer la moelle épinière.
- La procédure est conçue pour être rapide et ne nécessite pas d'instruments spécialisés.
Résultats principaux
- La nouvelle technique s'est révélée plus rapide et plus efficace que les approches traditionnelles de laminectomie.
- La coloration à l'hématoxyline et à l'éosine a permis la visualisation du site de la lésion.
- D'autres sections de la moelle épinière peuvent être ciblées pour simuler des lésions nerveuses spécifiques.
- Cette méthode permet une exploration approfondie des mécanismes de régénération.
Conclusions
- L'étude établit un modèle prometteur, peu invasif, pour la recherche sur les lésions de la moelle épinière.
- Bien qu'aucune analyse multiomique n'ait été utilisée, la méthode ouvre la voie à diverses applications dans les études de régénération.
- Dans l'ensemble, elle améliore la compréhension des lésions de la moelle épinière et des stratégies thérapeutiques potentielles.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Les modèles de lésion médullaire peu invasifs sont essentiels pour les recherches en neurosciences translationnelles et l'évaluation préclinique de thérapies. Cette technique de laminectomie latérale rapide réduit la variabilité des procédures et les traumatismes tissulaires, favorisant ainsi des modèles animaux plus reproductibles et prédictifs. Son efficacité opérationnelle et son caractère moins invasif ont un impact direct sur la découverte précoce et la réduction des risques mécanistiques dans les filières de neuro-régénération.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet une modélisation précise de lésions médullaires de type lacération pour des études fondées sur des hypothèses.
- Réduit les variables perturbatrices en minimisant les lésions tissulaires secondaires et les débris osseux.
- Améliore la reproductibilité et la précision pour la validation fonctionnelle de cibles en recherche sur les traumatismes neurologiques.
- Facilite la réduction des risques mécanistiques en permettant une localisation et une étendue de la lésion contrôlées.
Développement de criblages et de tests
- Facilite la préparation de modèles animaux standardisés pour le criblage en aval de composés régénératifs ou neuroprotecteurs.
- Permet une induction lésionnelle reproductible, soutenant des mesures quantitatives comportementales et histologiques.
- Réduit le temps des procédures, augmentant le débit pour les études de criblage préclinique.
- Minimise la souffrance animale, s'alignant sur les meilleures pratiques éthiques et opérationnelles.
Recherche translationnelle et préclinique
- Offre un système pertinent pour évaluer des interventions régénératives, telles que le placement de cellules souches ou d'électrodes.
- Préserve l'intégrité du canal vertébral, soutenant ainsi une continuité translationnelle allant de la découverte à la validation préclinique.
- Permet une modélisation ciblée de lésions nerveuses spécifiques, améliorant ainsi la valeur prédictive pour le développement thérapeutique.
- Permet de prendre des décisions d'avancement ajustées aux risques, fondées sur des résultats de lésion reproductibles.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cette technique s'intègre dans la phase précoce de la découverte et dans le continuum préclinique, en assurant le lien entre la validation de la cible, les études mécanistiques et la recherche translationnelle dans les modèles de lésion médullaire.
- Découverte en biologie : Permet la vérification d'hypothèses et l'élucidation des voies biologiques en induisant des lésions de manière contrôlée.
- Criblage : Fournit des modèles reproductibles pour l'évaluation quantitative de thérapies candidates.
- Analyse : Génère des résultats histologiques et comportementaux constants permettant la comparaison entre différentes conditions.
- Recherche translationnelle : S'intègre aux flux de travail de la médecine régénérative en permettant des études d'intervention ciblées.
- Réutilisation institutionnelle : Propose un protocole largement adaptable à divers programmes de recherche sur les traumatismes neurologiques.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la modélisation des lésions médullaires.
- Valeur opérationnelle : Améliore la standardisation, la reproductibilité et l'efficacité des procédures.
- Valeur stratégique : Favorise de meilleures décisions d'orientation (go/no-go) et une meilleure efficacité du capital en minimisant les variables de lésion perturbatrices.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des candidats neuroregénérateurs et neuroprotecteurs.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise chirurgicale en procédures microchirurgicales de la colonne vertébrale et en manipulation animale.
- Exige des instruments chirurgicaux de laboratoire standards et un accès à la microscopie pour le contrôle visuel.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles d'induction des lésions et des soins postopératoires.
- Adaptable à différentes régions de la moelle épinière du rat, mais limité aux espaces intervertébraux pour l'hémisectomie.
- Une technique minutieuse est essentielle pour éviter les lésions vasculaires et assurer la reproductibilité du modèle.
