Chirurgie d’implantation pour la stimulation du nerf vague abdominal et études d’enregistrement chez le rat éveillé
19 janvier 2024
Le présent protocole décrit la technique chirurgicale d’implantation d’un réseau d’électrodes sur le nerf vague abdominal chez le rat, ainsi que les méthodes de test et de stimulation électrophysiologiques chroniques à l’aide du dispositif implanté.
Le SNV abdominal a l’avantage de ne pas provoquer d’effets secondaires cardiaques et respiratoires associés au SNV cervical. Le but de l’étude était d’étudier l’effet anti-inflammatoire du SNV abdominal dans un modèle de polyarthrite rhumatoïde chez le rat. Précédemment, nous avons montré que le VNS abdominal réduit les symptômes d’un modèle de rat de maladie inflammatoire de l’intestin.
Un premier essai clinique chez l’homme est actuellement en cours pour étudier l’innocuité et l’efficacité de la SNV abdominale comme traitement des maladies inflammatoires de l’intestin. Nous élargissons nos recherches en neuromodulation pour déterminer si nous pouvons enregistrer l’activité spontanée du nerf vague induite par l’inflammation comme prochaine étape pour développer un système VNS abdominal adaptatif pour le traitement des affections inflammatoires. Nous avons démontré que le SNV abdominal ne provoque aucun effet cardiaque ou respiratoire hors cible associé au SNV cervical, et qu’il a des effets anti-inflammatoires dans des modèles de maladies inflammatoires de l’intestin et de polyarthrite rhumatoïde chez le rat.
Les effets du SNV abdominal sur le corps ne sont pas bien compris par rapport au SNV cervical. Ce protocole peut aider à établir des protocoles expérimentaux pour tester l’effet du VNS abdominal sur différents paramètres physiologiques chez des animaux sains ou des affections inflammatoires telles que le lupus disséminé et la maladie rénale chronique.
Aperçu
Cette étude décrit un protocole chirurgical pour l'implantation d'un réseau d'électrodes sur le nerf vague abdominal chez le rat, visant à étudier les effets anti-inflammatoires de la stimulation du nerf vague abdominal (VNS) dans des modèles d'arthrite rhumatoïde et de maladie inflammatoire de l'intestin. L'étude souligne l'absence d'effets indésirables cardiaques et respiratoires par rapport à la VNS cervicale.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Neuropharmacologie
- Techniques chirurgicales
Contexte
- La VNS abdominale pourrait offrir des bienfaits thérapeutiques sans les effets secondaires de la VNS cervicale.
- Les effets anti-inflammatoires de la VNS abdominale ont été étudiés chez des modèles rats d'arthrite rhumatoïde et de maladie inflammatoire de l'intestin.
- Des essais cliniques en cours examinent la sécurité et l'efficacité de la VNS abdominale dans le traitement des affections inflammatoires.
- Les effets sur les paramètres physiologiques induits par la VNS abdominale ne sont pas bien compris.
Objectif de l'étude
- Développer des protocoles expérimentaux pour évaluer les effets de la stimulation vagale abdominale.
- Étudier l'activité spontanée du nerf vague induite par l'inflammation.
- Caractériser la méthode de stimulation vagale pouvant être adaptée à diverses affections inflammatoires.
Méthodes utilisées
- L'implantation chirurgicale d'un réseau d'électrodes a été réalisée sur le nerf vague abdominal de rats anesthésiés.
- La procédure comprenait une dissection minutieuse et une fixation afin d'assurer la stabilité du réseau d'électrodes.
- Des tests d'électrophysiologie ont été effectués après la chirurgie pour évaluer l'activité nerveuse.
- Des techniques de suture soigneuses ont été utilisées pour fixer l'électrode et minimiser les complications.
Résultats principaux
- L'intervention chirurgicale a été conçue pour assurer un positionnement stable de l'électrode près du nerf vague abdominal.
- Des mesures électrophysiologiques ont été effectuées afin d'évaluer l'activité nerveuse après la stimulation.
- Des évaluations chroniques pourraient révéler des informations sur les mécanismes régulateurs anti-inflammatoires facilités par la stimulation vagale abdominale (VNS).
- L'étude soutient le potentiel de la VNS abdominale dans la prise en charge des affections inflammatoires.
Conclusions
- Le protocole établit une base pour des recherches ultérieures sur la stimulation vagale abdominale dans divers modèles de maladies inflammatoires.
- Les résultats pourraient permettre à des études futures d'explorer les mécanismes neuronaux associés à la stimulation du nerf vague.
- Comprendre l'impact de la stimulation vagale abdominale pourrait influencer les stratégies thérapeutiques des troubles inflammatoires.
Questions fréquemment posées
Pertinence sectorielle pour les professionnels
La stimulation du nerf vague abdominal (VNS) chez des modèles de rats éveillés permet des études de neuromodulation sélective, sans les effets secondaires cardiaques et respiratoires observés avec la VNS cervicale. Cette approche renforce l'évaluation mécanistique et la confiance prédictive des stratégies thérapeutiques anti-inflammatoires en découverte préclinique. La méthode établit la VNS abdominale comme une plateforme évolutible pour évaluer la neuromodulation dans des systèmes pertinents pour la maladie, couvrant diverses indications inflammatoires.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet l'exploration des voies vagales impliquées dans les mécanismes des maladies inflammatoires.
- Permet une validation fonctionnelle de la cible en isolant les effets du nerf vague abdominal, sans effets secondaires systémiques interférents.
- Facilite une confiance prédictive dans la neuromodulation en tant qu'hypothèse thérapeutique pour les affections inflammatoires.
Développement de criblage et de tests
- Offre un système in vivo validé permettant des relevés électrophysiologiques quantitatifs après une stimulation vagale (VNS).
- Permet la mesure reproductible de potentiels d'action composés évoqués (ECAP) pour la standardisation des tests.
- Facilite le criblage en aval de composés ou de dispositifs en établissant des protocoles solides de stimulation et d'enregistrement.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur des modèles de rat pertinents pour la maladie afin d'explorer des biomarqueurs translationnels dans la maladie inflammatoire de l'intestin et l'arthrite rhumatoïde.
- Permet une continuité allant de la découverte mécanistique à la validation préclinique de stratégies de neuromodulation.
- Réduit le risque de translation en offrant une stimulation sélective sans effets physiologiques hors cible.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Cette méthode s'intègre dans la continuité découverte-préclinique en permettant des études de neuromodulation fondées sur des hypothèses, des évaluations électrophysiologiques quantitatives et une modélisation translationnelle des maladies.
- Découverte en biologie : Permet de tester l'hypothèse nulle concernant l'implication du nerf vague dans la régulation de l'inflammation.
- Évaluation : Fournit des mesures reproductibles des potentiels composés évoqués (ECAP) pour évaluer la préparation du test et assurer la comparabilité entre études.
- Analyse : Produit des variables dépendantes quantitatives exploitables pour des analyses statistiques et des comparaisons entre conditions.
- Recherche translationnelle : Relie les découvertes mécanistiques à des modèles précliniques de maladies afin de permettre une avancée adaptée au niveau de risque.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place une plateforme in vivo réutilisable pour la recherche en neuromodulation dans plusieurs indications inflammatoires.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la validation des cibles de neuromodulation.
- Valeur opérationnelle : Normalise les procédures chirurgicales et électrophysiologiques afin d'assurer la reproductibilité et l'extensibilité.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions d'aller/arrêt en fournissant des données précliniques solides et dépourvues d'effets secondaires.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des actifs de neuromodulation dans les voies de développement pour les maladies inflammatoires.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en chirurgie sur rongeurs et en techniques d’enregistrement électrophysiologique.
- Exige un accès à des réseaux d’électrodes spécialisés, à des stimulateurs et à des systèmes d’acquisition de données.
- Implique une standardisation rigoureuse entre équipes des protocoles chirurgicaux et d’enregistrement.
- L’adaptation à d’autres modèles de maladie peut nécessiter une optimisation du protocole en fonction des différences anatomiques ou physiologiques.
- Une manipulation soigneuse est essentielle afin d’éviter un positionnement inadéquat des électrodes ou des complications chirurgicales.
F.A.Q. sur la bio-pharmacie
Chapters in this video
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Introduction
1:49
Electrode Array Implantation on the Abdominal Vagus Nerve in Rats for Recording Evoked Compound Action Potentials
6:16
Chronic Electrophysiology Testing and Abdominal Vagus Nerve Stimulation Using an Implanted Electrode Array in Awake Rats
