סקירה זו משווה באופן שיטתי מודלים ניסיוניים של בעלי חיים של CVST, מעריכה שיטות אינדוקציה, מינים, הפיכות, חומרה, היתכנות, שחזוריות, מגבלות וערך תרגומי כדי להנחות ברירה רציונלית בין מודלים קיימים.
מאמר סקירה
* These authors contributed equally
סקירה זו משווה באופן שיטתי מודלים ניסיוניים של בעלי חיים של CVST, מעריכה שיטות אינדוקציה, מינים, הפיכות, חומרה, היתכנות, שחזוריות, מגבלות וערך תרגומי כדי להנחות ברירה רציונלית בין מודלים קיימים.
קרישת סינוסים ורידיים מוחית (CVST) היא הפרעה נדירה אך מסכנת חיים במוח כלי דם, שלגביה מודלים של בעלי חיים חיוניים למחקר מכני ותרגומי. סקירה זו מסנתזת באופן שיטתי מודלים ניסיוניים של CVST בין מינים וטכניקות השראה תוך שימוש בקריטריונים מוגדרים מראש, כולל הרכב קרישי דם, הפיכות, חומרה, שחזוריות, היתכנות טכנית ורלוונטיות קלינית. הקמת מודלים מוצלחת של CVST מוגדרת על ידי ראיות ישירות לחסימת סינוסים, כאשר נגעים פרנכימליים נחשבים לאופציונליים. טרומבוזה הנגרמת על ידי FeCl₃ או שיטות פוטוכימיות היא בדרך כלל הפיכה, בעוד שמודלים המבוססים על קשירה קבועה, הזרקת קרישי דם אוטולוגיים, קטטר בלון בשילוב עם תרומבין או גומי נפוח במים גורמים לחסימה בלתי הפיכה.
רוב המודלים גורמים לפתולוגיה קלה, בעוד שפנוטיפים חמורים דורשים בדרך כלל התערבויות משולבות כגון ניפוח קטטר בלון עם תרומבין, קשירה מלאה עם תרומבין, או קשירה חלקית עם הזרקת תרומבין ויישום FeCl₃. מודלים מבוססי קשירה בלבד מציגים שחזוריות נמוכה, בעוד שמודלים מבוססי קטטר פוטוכימי ובלון מוגבלים על ידי ציוד מיוחד ודרישות מומחיות טכנית. מבחינת רלוונטיות תרגומית, מודלים של קטטר בלון של בעלי חיים גדולים בשילוב עם תרופות טרומבוגניות ומודלים להזרקת קרישי דם למכרסמים הם המתאימים ביותר קלינית. מחקרי טרומבוליזה או ריקנליזציה צריכים להעדיף להשתמש במודלים הפיכים תוך הימנעות מקשירה קבועה או התקני חסימה קשיחים. מודלים מבוססי גומי ניתנים לנפיחות מים מתאימים במיוחד לחקר צורות מתפתחות איטית של CVST. מחקרי אימות מכשירים תוך-כלי דם צריכים לתת עדיפות למודלים של חזירים המשתמשים בקתטרים בלונים בשילוב עם תרומבוגנים מורכבים. בנוסף, פיתוח מודלים ספציפיים לאטיולוגיה עשוי להקל על הערכה פרה-קלינית של גישות טיפוליות ממוקדות ומבוססות מנגנונים, בעוד שמודלים של פרימטים לא-אנושיים עשויים להגביר עוד יותר את הרלוונטיות התרגומית.
טרומבוזיס סינוס ורידי מוחי (CVST) הוא הפרעה נדירה אך מסכנת חיים, המוגדרת בקרומבוזיס בסינוסים ורידיים דורליים או בוורידים מוחיים1. בניגוד לשבץ עורקי, CVST משפיע בעיקר על צעירים, במיוחד נשים בגיל פוריות, ומציג תופעות קליניות מגוונות, החל מכאבי ראש ופפילאדמה ועד התקפים, ליקויים נוירולוגיים מוקדיים ואוטם ורידי 2,3. הפתופיזיולוגיה הבסיסית היא רב-גורמית, הכוללת סטאזיס ורידי, פגיעה באנדותל והיפר-קרישתיות. גורמים תורמים נוספים כוללים חסימה מכנית מקומית, הפרעות דלקתיות ומצבים פרותרומבוטיים מערכתיים 4,5,6.
למרות התקדמות בהדמיה ובטיפול בנוגדי קרישה, CVST ממשיך להציג תחלואה ותמותה משמעותית, במיוחד במקרים של טרומבוזה חמורה או נרחבת 7,8. המחקרים הקליניים נותרו מוגבלים בשל נדירות והטרוגניות של המחלה, מה שהופך מודלים בעלי חיים לחיוניים לחקר מנגנונים פתופיזיולוגיים, בדיקת טיפולים חדשים וחקר השלכות המודינמיות9. מודלים ניסיוניים של CVST מאפשרים השראה מבוקרת של טרומבוזיס, תזמון מדויק של ההתערבויות והערכה שיטתית של פתרון קריקים, קנליזציה מחדש ופגיעות מוח משניות.
בעשורים האחרונים פותחו גישות רבות למידול CVST בבעלי חיים, כולל קשירהמכנית 10, פציעה כימית הנגרמת על ידי כלוריד ברזל (FeCl3)11,12, טרומבוזה פוטוכימית13, סוכנים טרומבוגניים או הזרקת קרישים14,15, ומכשירים מושתלים או מתרחבים 16,17,18. מודלים אלו משתנים בהרכב הקרמים, האתר האנטומי, הפיכות, חומרתו והתאמת המין, החל מעכברים גנטיים לבין חזירים19 בעלי יכולת אנטומית להשוואה מבחינה אנטומית. עם זאת, רוב המודלים הקיימים אינם מצליחים לשחזר את הספקטרום האתיולוגי המורכב של CVST האנושי, כולל דלקת מערכתית, היפר-קרישתיות ודחיסה ורידית מקומית. הבנת היתרונות, המגבלות והפוטנציאל התרגומי של מודלים אלו חיונית לתכנון ניסויים שיכולים להעשיר באופן אמין את הפרקטיקה הקלינית.
סקירה זו מספקת סקירה מקיפה של מודלים זמינים של בעלי חיים ב-CVST, תוך דיון בטכניקות השראה, בחירת מינים, סיווג על בסיס מאפייני הקרישה ושיקולים תרגומיים. הוא גם מדגיש פערים קיימים, כולל היעדר מודלים ספציפיים למחלה או לאטיולוגיה, ומציע נקודות מבט לפיתוח פלטפורמות ניסוי רלוונטיות קלינית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
טכניקות אינדוקציה
פותחו מספר טכניקות אינדוקציה כדי לבסס מודלים ניסיוניים של CVST. הסעיף הבא מסכם את הגישות המרכזיות, ומדגיש את היתרונות, המגבלות והיישומים המתאימים שלהן. טכניקות האינדוקציה הללו מוצגות סכמטית באיור 1.
קשירה
קשירה כוללת חסימה מכנית של יציאת הוורידים, בדרך כלל באמצעות קשירה חלקית או מלאה של סינוס ממוקד, ובכך יוצרת סטאזיס דם מקומי. למרות שקשירה קבועה בלבד שימשה בג'רבילים וחתולים, מודלים של CVST לעכברים נוצרים בדרך כלל בשילוב של קשירה חלקית או מלאה והזרקה של חומרים טרומבוגניים 20,21,22,23. הסיבה לכך היא שלחולדות יש ורידים צדדיים נרחבים שמתנקזים לסינוסים חלופיים, מה שמפחית את הקרישה בסינוסים הסגיטליים העליון (SSS) ואת פגיעות הפרנכימיות. טכניקה זו חשובה לחקר השלכות המודינמיות של חסימה ורידית ופגיעה פרנכימלית משנית לקיפאון ורידי. המגבלות העיקריות שלו כוללות דגש יתר על סטאזיס ורידי, שעשוי שלא לייצג במדויק את האטיולוגיה הרב-גורמית של CVST קליני, ואת אי-הפיכותו, מה שהופך אותו לבלתי מתאים להערכת טיפולים אנטיטרומבוטיים או תרומבוליטיים.
FeCl3
FeCl3 גורם לקרישה על ידי גרימת פגיעה חמצונית באנדותל בדופן הסינוס החשופה. ההתפשטות האנדותל הנובעת מפעילה היצמדות, הצטברות וקרישה של טסיות, ויוצרת טרומבים מהירים וניתנים לשחזור11. קרישה שנגרמה על ידי FeCl3 הופעלה באופן נרחב במכרסמים וארנבים11,24. עם זאת, שיטה זו פוגעת ישירות באנדותל, שעשוי שלא לשחזר במדויק את הטריגרים הקליניים של CVST בבני אדם, כגון דלקת, היפר-קרישה או דחיסה ורידית. בנוסף, טרומבוזה הנגרמת על ידי FeCl₃ עוברת קנליזציה ספונטנית, מה שהופך מודל זה לבלתי מתאים למחקרים ארוכי טווח. למרות מגבלות אלו, מודל FeCl3 נותר יתרון לחקירות תהליכים פתופיזיולוגיים במורד הזרם של CVST ולהערכת טיפולים אנטיטרומבוטיים או תרומבוליטיים.
טרומבוזה פוטוכימית
מודלים פוטוכימיים, המשתמשים בדרך כלל בצבע רוז בנגל המופעל על ידי אור ירוק, מייצרים טרומבים עשירים בטסיות דם בכלי שטח נבחרים25. מבחינה מכנית, הארת רוז בנגל מייצרת מיני חמצן תגובתיים הגורמים לפגיעה מקומית באנדותל ולמתח חמצוני, וחושפת חלבוני מטריצה תת-אנדותליים המעודדים היצמדות, הצטברות וקרישה בטסיות25. גישה זו מאפשרת שליטה מרחבית מדויקת במיקום וגודל הקריקה, ובמקרים מסוימים ניתן ליצור תרומבים הפיכים חלקית. מודלים פוטוכימיים שימושיים במיוחד לסימולציה של טרומבוזיס הוריד הקורטיקלי, או SSS טרומבוזיס, כאשר משולבים עם ת'רומבין, ובכך מאפשרים חקירה מעמיקה של שינויים המודינמיים מקומיים ותגובות מיקרווסקולריות13. מודל זה ניתן ליישום עצמאי רק על ורידים קורטיקליים ואינו מתאים לגרימת טרומבוזה בסינוסים ורידיים עיקריים. הפציעה הנגרמת אינה מוגבלת רק לוורידים הממוקדים, שכן כלי המים הסובבים עלולים להיחשף לאור או להיות מושפעים מדיפוזיה של מיני חמצן תגובתי. טרומבוזיס נגרם בעיקר מפגיעה ישירה באנדותל, שאינה משקפת במלואה את הפתופיזיולוגיה של טרומבוזיס סינוס ורידי ספונטני.
תרופות טרומבוגניות או הזרקת קרישים
מתן ישיר תוך-לומי של תרומבין או תרומבופלסטין לסינוס הוורידי, וגורם להיווצרות קרישים מהירה המאופיינת בהרכב פיברין וטסיות מובחן24,26. הזרקה של תליון קאולין-צפאלין ל-SSS גם גורמת להיווצרות טרומבוזיס בעכברים וארנבים27,28. עם זאת, הזרקת חומרים טרומבוגניים כמעט ולא משמשת לבדה ובדרך כלל משולבת עם שיטות אחרות, כגון קשירה, יישום FeCl₃ או טרומבוזיס פוטוכימי 13,23,27. הזרקת קרישים אוטולוגית או מוקדמת יכולה לשמש גם בעכברים וחזירים15,29. בגישה זו, קרישי דם מוכנסים ישירות ללומן הסינוס, ויוצרים קרישים הדומים לקרישים טבעיים עם אזורים עשירים באריתרוציטים ופיברינים29. הסינוס הרוחבי הדו-צדדי או הווריד היוגולרי קשור לאחר מכן. חומרים טרומבוגניים או הזרקת קרישים מתאימים במיוחד להערכת טיפולים טרומבוליטיים, שכן גודל, הרכב ומיקום הקרישים יכולים להיות סטנדרטיים. המגבלות כוללות את הסיכון לאמבוליזציה דיסטלית ואתגרים טכניים בהשגת מיקום מדויק של קרישים.
מכשירים מושתלים
מודלים מבוססי שתלים לעכברים מייצגים קטגוריה חשובה אך קודם לכן פחות מודגשת של מודלים ניסיוניים של טרומבוזה ורידית. מודלים אלו בדרך כלל גורמים לקרישה על ידי הצבת שתלים תוך-כלי דם, מה שמוביל להפרעה מקומית לזרימה ולהיווצרות קרישי דם, ולא על ידי קשירת כלי דם ישירה או פציעה כימית באנדותל. מכשירים המיועדים להשתלה או התרחבות, כולל שתלים פלסטיים, מוטות סיליקון, קטטרים בלונים ופולימרים ניתנים לנפיחות במים, גורמים לחסימה ורידית על ידי תפיסת לומן הסינוס והפעלת אפקט מסה מכני 14,16,17,18. מו ואח' דיווחו על מודל עכברוש שניתן לשחזור ובלתי הפיך של CVST שהוקם על ידי הכנסת מכשיר גומי מתנפח במים לתוך ה-SSS. לאחר ההשתלה, הפולימר המתנפח במים מתרחב בהדרגה בתוך לומן הסינוס, ובכך מדמה חסימה ורידית איטית ומתקדמת. מוט סיליקון בקוטר 1.2 מ"מ הוכנס לתוך ה-SSS עד שהקצה האחורי שלו התחבר לסינוסים, ובכך יצר חסימת יציאה ורידית17. באופן דומה, השתל פלסטי המורכב מסגמנט קוני קדמי בקוטר מקסימלי של 0.12 ס"מ וקטע אחורי שמצטמצם בהדרגה ברוחב 0.2 ס"מ ואורך 0.1 ס"מ הונח בתוך ה-SSS כדי לגרום לחסימת יציאה ורידית18. ניתן למקם ולנפוח את קטטרי הבלון בסינוסים הוורידיים כדי ליצור היצרות אור זמנית או מתעצמת בהדרגה. לעיתים קרובות משתמשים בהם בשילוב עם תרומבין או חומרים פרו-תרומבוטיים אחרים לקידום היווצרות קרישי דם בדגמי חזירים וכלבים14,30. יש להבחין בין מודלים מבוססי שתלים לבין ליגציה מסורתית או מודלים מושרים על ידי FeCl3, שכן מנגנוני הקרישה וההשלכות התרגומיות שלהם שונים במידה ניכרת.
שיקולי מין
דגמי עכברים
בעכברים, מודלים של CVST נוצרים בעיקר בסינוס הסגיטל העליון (SSS), אם כי גם ורידים קורטיקליים עשויים להיות מושפעים. קיימות מספר גישות אינדוקציה זמינות. פגיעה פוטוכימית עם רוז בנגל ואור ירוק גורמת לקרישים מועשרים בטסיות דם בוורידים השטחיים או ב-SSS, ומספקים ויסות מרחבי מדויק והפיכות חלקית31. יישום FeCl3 יוצר פגיעה חמצונית באנדותל לאורך דופן הסינוס, ומייצרת קרישים עקביים וניתנים לשחזור32,33. לחילופין, הזרקת קרישי דם מוכנים ל-SSS יוצרת במהירות חסימות תוך-לומינליות29. היתרון המרכזי של מודל העכבר הוא המניפולציה הגנטית שלו והזמינות הרחבה של זני נוקאאוט, המאפשרים חקירות מפורטות של תהליכים חיסוניים ודלקתיים. עם זאת, הגודל הקטן של סינוסי העכברים מציב קשיים טכניים, מסבכים את הניתוח ואת הדמיה ב-in vivo.
דגמי עכברים
בעכברים, CVST בדרך כלל משפיע על ה-SSS, אם כי ייתכן שגם הסינוסים הרוחביים מעורבים. קיימות מספר אסטרטגיות אינדוקציה. חשיפה מקומית ל-FeCl3 על SSS חשוף גורמת לנזק לאנדותל ולטרומבוזה11. הזרקה ישירה של סוכנים טרומבוגניים ל-SSS מייצרת במהירות תרומבים עשירים בפיברינים, ומאפשרת תוצאות שחזוריות34. קשירה חלקית או מלאה בשילוב עם הזרקת תרומבוגניים, עם או בלי יישום נוסף של FeCl₃, גורמת לחסימה רב-סינוסית נרחבת יותר23,35. תרומבוזיס פוטוכימי, לבדה או בשילוב עם תרומבין, עלול לגרום לחסימת SSS13,36. יתרה מזאת, הכנסת מכשיר פולימר מתנפח במים או שתל פלסטיק לתוך ה-SSS עלולה לגרום לחסימת יציאה ורידית ממושכת, ומאפשרת חקר ליקויים כרוניים16,18. בנוסף, הכנסת והסרה של מוט סיליקון יכולים להשיג חסימה חריפה והתחדשות של ה-SSS17. בהשוואה לעכברים, לעכברים קוטר סינוסים גדול יותר, מה שמשפר את הנגישות לניתוחים ומאפשר הדמיה מפורטת כמו MRI או MRV. עם זאת, הזמינות המוגבלת של כלים גנטיים מגבילה מחקרים מכניים.
דגמי גרביל
ג'רבילים שימשו גם למידול CVST, וסיפקו פלטפורמה משלימה לבעלי חיים קטנים. במודלים אלו, סטאזיס מושרה בדרך כלל על ידי קישור המקטע האחורי של SSS 22,37. בבעלי חיים עם פחות ורידים מגשרים, סתימת SSS גרמה להפחתה משמעותית בזרימת הדם האזורית במוח וברוויית החמצן ההמוגלובין, בעוד שפרטים עם מספר רב יותר של ורידים גישור שמרו על זרימת דם יחסית טובהיותר. ממצאים אלו מצביעים על כך ששינויים אנטומיים בין-אישיים יכולים להשפיע באופן משמעותי על ההמודינמיקה המוחית, מה שעשוי להפחית את השחזוריות והיציבות של תוצאות הניסוי במודל זה.
דגמי ארנבים
מודלי CVST של ארנב כוללים בדרך כלל את הסינוס הרוחבי, אם כי לעיתים הסינוס הסיגמואידי הוא ממוקד. שיטות ההשראה כוללות החלת FeCl3 על דופן הסינוס, הגורם להפרעה מקומית לאנדותל ולהיווצרות קרישים, וכן הזרקה ישירה של תרומבין או תמליף קאולין-צפאלין לתוך הלומן24,28. הקליבר הוורידי הגדול יותר בארנבים בהשוואה למכרסמים תומך בהתערבויות תוך-כלי ומתן תרופות, מה שהופך אותם למתאימים להערכת טיפולים נוגדי קרישה ותרומבוליטיים. עם זאת, היעדר כלי שינוי גנטי וההתאמה המוגבלת לבדיקות התנהגותיות או נוירולוגיות מגבילים את השימוש הרחב יותר.
דגמי חתולים
חתולים שימשו לעיתים כמודל בעלי חיים בגודל בינוני לחקר ההשלכות הפתופיזיולוגיות של CVST. עד כה, רק מחקר אחד קבע מודל של אוטם ורידי מוחי על ידי קשירת מיקרו-ניתוח של החלק האחורי של ה-SSS בחתולים. במודל זה, סתימת ה-SSS האחורית גרמה לירידה משמעותית וניתנת לשחזור בזרימת הדם המוחי האזורית, שהשפיעה על כ-45% מהמוח, ובדיקה היסטולוגית גילתה אוטם ורידי תת-חריפה, ובכך סיכמו תכונות מרכזיות של פגיעה בניקוז ורידי שנצפו בחולי CVST חמורים21. עם זאת, גישה זו מייצגת חסימה מכנית ולא היווצרות קריקת דם ספונטנית, מה שמגביל את התאמתו למחקרים של טרומבוגנזה או תרומבליזה. שינויים בהורידי גישור עשויים גם לפגוע ביכולת השחזור והיציבות של מודל זה.
דגמי חזירים
בחזירים, מודלים של CVST בדרך כלל מכוונים ל-SSS, ולפעמים גם לווריד הג'וגולרי הפנימי38. הוצעו מספר שיטות השראה, כולל ניפוח קטטר בלון בשילוב עם מתן אנדווסקולרי של תרומבין, תרומבופלסטין או דבק פיברין 14,26,30,39, וכן גישה משולבת הכוללת הזרקת קריש אוטולוגי ל-SSS וקשירת הסינוס הרוחבי הדו-צדדי 15. חזירים מציגים ארכיטקטורה ורידית והמודינמיקה הדומה מאוד לאלו של בני אדם, מה שהופך אותם לאידיאליים לאימות שיטות הדמיה, בדיקת מכשירים רפואיים והערכת התערבויות פרמקולוגיות תרגומיות. עם זאת, עלויות תפעול גבוהות, דרישות סביב ניתוח אינטנסיביות ונגישות מוגבלת מגבילים את השימוש הנרחב שלהם.
דגמי כלבים
בכלבים, קרישת SSS הושרתה באמצעות קטטרים בלונים דו-לומניים שהוכנסו דרך כל וריד ג'וגולרי פנימי ומוקמים בהרופילי הטורקולרי. התנפחות של הבלונים גרמה לסטאזיס ורידי, שהוחזק עוד יותר על ידי הזרקת תרומבינים תוך-לומינליים, מה שהוביל להיווצרות קרישי דם שניתן היה להיראות ב-CT40.
מודלים של פרימטים לא-אנושיים
למרות שפרימטים לא-אנושיים מציגים דמיון אנטומי מרשים לבני אדם במבני וריד מוחיים, מגבלות אתיות מפריעות מאוד לפיתוח מודלים, ועד כה לא דווח על מודל CVST בפרימטים לא-אנושיים41. החוקרים צריכים לשקול בקפידה את ההיתכנות, כולל עלויות הניסוי הגבוהות והזמינות המוגבלת של פרימטים לא-אנושיים, אישור אתי והצדקה מדעית בעת בחינת מודלים של פרימטים לא-אנושיים.
סיווגי דגמים
מודלים הפיכים מול מודלים בלתי הפיכים
מודלים ניסיוניים של CVST מסווגים כהפיך או בלתי הפיך, בהתאם לשאלה האם ניתן להקל על סתימה טרומבוטית באופן טבעי או מכני. מודלים הפיכים מאפשרים שיקום מבוקר של זרימת הדם, מה שהופך אותם לאידיאליים לחקר פתרון קרישי דם, פיברינוליזה ורפוזיה טיפולית. טרומבים שנגרמו על ידי FeCl₃ הציגו תעלות מחדש ספונטניות חלקיות עד יום7-11. טרומבים שנגרמו על ידי תרומבוגנים כמו תרומבופלסטין הראו ריקנליזציה ספונטנית, עם שיעור ריקנליזציה של 40% בשבוע 4ו-34. למרות שהפגמים הנוירולוגיים הראו שיפור עד היום השביעי, עדיין לא ידוע אם חסימת הסינוס עוברת ריקנליזציה ספונטנית בדגם CVST13 שנגרם פוטוכימית. מכיוון שהוכח כי טרומבוזיס פוטוכימי מתחדש באופן ספונטני בעורקי המוח המרכזיים, תהליך הפיך דומה עשוי להתרחש במודל CVST, אם כי טרם אושר ניסויי42. בנוסף, ניתן להשאיר את מוט הסיליקון המושתל והשתל הפלסטי ב-SSS ליצירת מודל בלתי הפיך, או להסיר אותם ליצירת דגם הפיך. מודלים הפיכים אלו חשובים לחקירת התזמון והיעילות של טיפולים נוגדי קרישה וטרומבוליטיים, שכן הם מאפשרים תצפית על תעלות מחדש ספונטניות או מושרות.
לעומת זאת, מודלים בלתי הפיכים גורמים לחסימת סינוסים ורידית מתמשכת עם מינימום או ללא תקנליזציה ספונטנית, מה שהופך אותם למתאימים במיוחד לחקר חסימה טרומבוטית בשלב סופי, פגיעות רקמות משניות ותוצאות ארוכות טווח. דוגמאות נפוצות כוללות קשירה קבועה, לבד או בשילוב עם תרומבין ו-FeCl323. יישום FeCl₃ בשילוב עם הזרקת תרומבין הראה גם ירידה משמעותית בקצב התעלות מחדשב-24. בנוסף, החסימה הנגרמת על ידי קרישי דם שהוזרקו או על ידי קטטרים של בלון בשילוב עם תרומבין נחשבת בדרך כלל לבלתי הפיכה, שכן לא נצפה ריקנליזציה ספונטנית במהלך7 הימים הראשונים. גומי מתנפח במים גם גורם לסתימה בלתי הפיכה במהלך תקופהזו. עם זאת, יש לציין כי אי-הפיכות של הסגרים הללו טרם אושרה לאורך תקופות זמן ארוכות יותר. גישות אלו מייצרות טרומבים יציבים ודביקים שנשארים לאורך זמן, ומספקות פלטפורמה אמינה לחקר גודש ורידי כרוני, אוטם ושינויים נוירופתולוגיים במורד הזרם. בעוד שמודלים בלתי הפיכים אלו בעלי ערך רב להערכת תוצאות פתופיזיולוגיות ארוכות טווח של חסימה ורידית, הם פחות מתאימים למחקרים המתמקדים בחזרה ספונטנית, פיברינוליזה או התערבויות טרומבוליטיות קצרות טווח, שכן הטרומבים מתוכננים להישאר ברובם קבועים. ההפיכות הכוללת של מודלים אלו מוצגת באיור 2.
מודלים קלים לעומת חמורים
מודלים ניסיוניים של CVST יכולים גם להיות מסווגים לפי חומרת העומס הטרומבוטי והיקף הפגיעה הפרנכימלית. מודלים קלים, כגון טרומבוזיס פוטוכימי, הזרקת קריש, מוט סיליקון, שתל פלסטיק או יישום מקומי של FeCl3 , גורמים לגודש ורידי מוגבל ופגיעה פרנכימלית מינימלית. מודלים אלו שימושיים במיוחד לחקירת תגובות דלקתיות עדינות, שינויים מיקרווסקולריים מוקדמים או התאמות המודינמיות מפצות מבלי לגרום לחסרים נוירולוגיים חמורים או תמותה גבוהה.
לעומת זאת, מודלים חמורים כוללים תרומבוזיס רב-סינוסי וחסימה ורידית נרחבת יותר, שלרוב מושגת באמצעות שילוב של נפיחת קטטר בלון והזרקת תרומבין, קשירה מלאה בשילוב עם הזרקת תרומבין, תרומבוזיס פוטוכימי בשילוב עם הזרקת תרומבין, או קשירה חלקית בשילוב הזרקת תרומבין ויישום FeCl₃ 13,14,23,35. גישות אלו גורמות לאוטם ורידי נרחב, בצקת מוחית, פרכוסים ותמותה גבוהה יותר, ומספקות פלטפורמה איתנה לחקר הפתופיזיולוגיה של טרנספורמציה דימומית, פגיעות מוח חמורות והתערבויות טיפוליות אגרסיביות. מחקרים עדכניים על עכברים הראו שמודלים משולבים כאלה משחזרים באופן עקבי פנוטיפים חמורים, מה שהופך אותם לבעלי ערך רב לחקירות תרגומיות של CVST בסיכון גבוה ולבדיקת טיפולים נוגדי קרישה או טרומבוליטיים חדשים. החומרה הכוללת של המודלים הללו מוצגת באיור 3.
אימות מודל בעלי החיים של CVST
ההצלחה של מודלים בעלי חיים של CVST מוערכת בעיקר בשני תחומים משלימים: זרימת ורידי מוחית ופגיעות פרנכימליות. הערכה מקיפה של שינויים בזרימה ורידית ופרנכימלית מבטיחה שמודלים של CVST משחזרים במדויק את המאפיינים ההמודינמיים ורמת הרקמה של מחלות אנושיות, ובכך מספקים בסיס איתן לאימות מודלים ולמחקר תרגומי.
הערכת זרימת הסינוסים הוורידיים
אישור חסימת הסינוסים וכימות שינויים בדינמיקה הורידית המוחית הם חיוניים להערכת הצלחת המודל. שיטות דימות לא פולשניות, כגון ונוגרפיה בתהודה מגנטית (MRV) או טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (CT) במכרסמים, מאפשרות חזון ישיר של נוכחות קרישי דם וזרימה שאריתית43,44. הדגמת ניגודיות בלייזר (LSCI) מספקת הערכה בזמן אמת ברזולוציה גבוהה של זרימת דם יחסית באזורים הקורטיקליים של ה-SSS והפרסינוסים, ומאפשרת ניטור דינמי של שינויים בזרימה ורידית45. אולטרסונוגרפיית דופלר מאפשרת הערכה ב-INVIVO של גודל הקרקע ומהירות זרימת הדם בתוך הלומן השארי של SSS46. ביחד, שיטות אלו קובעות את היקף, שלמות ויציבות הקרמים המושרים. הקמה מוצלחת של מודל CVST דורשת ראיות ישירות לחסימת סינוסים, המאופיינת בפגמים במילום לומינלי, הפסקת זרימה ורידית או עדויות היסטופתולוגיות להיווצרות קרישי דם תוך-לומינלי.
הערכת פגיעה פרנכימלית במוח
CVST מוביל לעיתים קרובות לפגיעה פרנכימלית משנית עקב גודש ורידי, איסכמיה וטרנספורמציה דימומית. הדמיית תהודה מגנטית (MRI) מאפשרת זיהוי בצורת חיים של בצקות, אוטם ודימום, בעוד שטכניקות היסטופתולוגיות כמו צביעת המטוקסילין ואאוזין (H&E), צביעת 2,3,5-טריפנילטרזוליום כלוריד (TTC) ואימונוהיסטוכימיה לסמנים נוירונליים או נוירוגליאליים מאפשרות הערכה מפורטת של נזק רקמתי 11,43,45. ניתוחים כמותיים, כולל מדידות של אוטם או נפח דימומי ואובדן נוירונים, מאפיינים עוד יותר את היקף הפציעה. הערכת שלמות מחסום הדם-מוח יכולה להתבצע באמצעות אקסטרווסציה כחולה של אוונס, בעוד שבצקת מוחית יכולה להיבחן באמצעות תכולת מי המוח24,35. בדיקות התנהגות כמו ציון נוירולוגי, מבחן שדה פתוח, מבחן קרן שיווי משקל ורוטרוד מספקים ראיות לתפקוד נוירולוגי, פגיעה פרנכימית 35,45. פגיעה פרנכימלית במוח מהווה תוצאה המשך של CVST ולכן נחשבת אופציונלית להקמת מודל.
מודלים של מכרסמים מציעים ניתנות גנטית מצוינת ומתאימים היטב למחקרים מכניים של מסלולי חיסון ודלקתיים47. עם זאת, המבנים הוורידיים הקטנים שלהם מציבים אתגרים למניפולציה כירורגית מדויקת ולהערכה המודינמית. מינים גדולים יותר, כמו כלבים וחזירים, מספקים אנטומיה ורידית נגישה יותר, ומאפשרים השראה של טרומבוזה במספר סינוסים ורידיים, וכן הערכה הדינמית מפורטת ובדיקות פרמקולוגיות15. עם זאת, המורכבות הלוגיסטית, העלויות הגבוהות והזמינות המוגבלת של כלים גנטיים מונעים את השימוש הנרחב בהם. למרות שפרימטים לא-אנושיים דומים יותר לבני אדם מבחינת פיזיולוגיה והתנהגות, הם עדיין כמעט לא מנוצלים בשל מחסור במודלים הניתנים לשחזור. היעדר מודלים סטנדרטיים של פרימטים לא-אנושיים מגביל את החקירות על אינטראקציות המודינמיות מורכבות והתערבויות מבוססות מכשירים שניתן לתרגום ישיר ל-CVST אנושי. פיתוח מודלים שכפוליים במינים גדולים יותר יסייע לגשר על הפער הזה ולהגביר משמעותית את הרלוונטיות התרגומית של המחקר הפרה-קליני. יש לקחת בחשבון את עומס בעלי החיים בין מינים, שכן בעלי חיים קטנים סובלים מלחץ פיזיולוגי נמוך יותר אך מבנים ורידיים קטנים מאוד, בעוד שבעלי חיים גדולים יותר חווים לחץ פיזיולוגי גבוה ומורכבות ניתוחית גבוהה יותר למרות אנטומיה ורידית גדולה יותר.
מודלים הפיכים מתאימים לחקר מנגנוני שלב חד, פתרון קרישי דם ויעילות תרופתית, בעוד שמודלים בלתי הפיכים מתאימים יותר לחקר תהליכים פתופיזיולוגיים במורד הדרך לאחר CVT בשלב החריף או הכרוני, שכן הם מדמים חסימה ורידית הדרגתית או מתמשכת. חומרת הטרומבוזיס משפיעה גם על תועלת המודלים: מודלים קלים גורמים לחסימה חלקית או מלאה בסינוסים עם פגיעה עדינה בפרנכימית, בעוד שמודלים חמורים מובילים לאוטם פרנכימלי נרחב ולבצקת. ביחד, מודלים אלו מספקים מסגרת מקיפה לחקירת האבולוציה הזמנית והמנגנונים הפתופיזיולוגיים של CVST, וכן להערכת התערבויות טיפוליות ממוקדות. שיקולים אתיים ורווחת בעלי חיים צריכים להנחות את בחירת מודל ה-CVST ואת עיצוב הניסוי. חומרת המודל, כולל היקף החסימה הוורידית, פגיעה פרנכימלית משנית וליקויים נוירולוגיים, צריכה להיות מוגדרת מראש כדי למזער סבל בעלי חיים. חוקרים צריכים גם לקחת בחשבון נקודות קצה הומניות ולתעדף את המודל הפחות חמור המותאם לשאלה המדעית כדי למנוע פגיעה מופרזת. שילוב הגנות אתיות אלו עם פיתוח מודלים משפר את הדיוק המדעי והרלוונטיות התרגומית.
מודלים בעלי ערך תרגומי גבוה כוללים מודלים של בעלי חיים גדולים המשתמשים בקתטרים בלונים בשילוב עם חומרים טרומבוגניים, ומודלים להזרקת קרישי מכרסמים, שכן אלו מייצרים תרומבים תוך-לומינליים עשירים בפיברין-אריתרוציטים, מאפשרים אימות הדמיה ומאפשרים בדיקת טיפולים פרמקולוגיים. מודלים בעלי ערך תרגומי בינוני כוללים מודלים מושרים על ידי FeCl3 ומודלים פוטוכימיים, שהם ניתנים לשחזור ושימושיים למנגנונים בהמשך, לסינון טיפולי אך מסתמכים על פגיעה מלאכותית באנדותל. מודלים בעלי ערך תרגומי נמוך כוללים גישות מבוססות קשירה קבועה, שמדגישות יתר על המידה סטאזיס ורידי ולכן אינן מומלצות ללימוד אתיולוגיה, אנטי-קרישה או תרומבליזה.
כל המודלים הללו ניתנים ליישום במחקרים המתמקדים בהשלכות הפתופיזיולוגיות של CVST. מחקרי תרומבליזה צריכים להעדיף להשתמש במודלים של הזרקת קרישים או קטטרים בלונים בשילוב עם חומרים טרומבוגניים, ולהימנע מקשירה קבועה, הכנסת מוט סיליקון והחדרת שתל פלסטי. מחקרים מכניים המתמקדים בדלקת, פגיעה באנדותל או ריקנליזציה עשויים להשתמש במודלים מבוססי פיקל3 או פוטוכימיים. מודלים מבוססי גומי מתנפח במים מתאימים במיוחד לחקר צורות מתקדמות איטיות של CVST, שכן התרחבות הדרגתית של השתל בתוך הסינוס הוורידי מדמה היצרות לומינל הדרגתית וחסימת יציאת ורידי מעוכבת. בדיקות אימות מכשירים תוך-כלי ודימות תרגומי צריכים להעדיף מודלים של חזירים המשתמשים בקטטרים בלונים בשילוב עם תרופות טרומבוגניות. טבלה 1 מסכמת את היישומים המומלצים לטכניקות אינדוקציה נפוצות.
מודלים שנגרמו על ידי FeCl3, מודלים להזרקת קרישים, קשירה בשילוב עם חומרים טרומבוגניים, והחדרת מוט סיליקון הם בדרך כלל ישימים מאוד במעבדות שגרתיות. לעומת זאת, מודלים פוטוכימיים וקטטרים בלונים בשילוב עם חומרים טרומבוגניים תלויים יותר בציוד מיוחד ובתשתיות טכניות. השראה פוטוכימית של CVST דורשת מקור אור יציב באורך גל מסוים, מערכות מיקוד ומיקום אופטיות מדויקות, ומתן מבוקר של סוכני פוטוסנסיטיביים, מה שהופך גישה זו לתלויה מאוד בציוד אופטי ייעודי ובמומחיות טכנית. באופן דומה, מודלים מבוססי קטטר בלוני דורשים מכשור אנדווסקולרי והנחיה פלואורוסקופית למיקום מדויק של קטטר, וכישורי מפעיל מתקדמים במניפולציה תוך-וסקולרית, ובכך מגבילים את היתכנותם למעבדות עם מתקנים התערבותיים ייעודיים ומומחיות. היתכנות שיטות האינדוקציה הללו מוצגת בטבלה 1.
השחזוריות משתנה באופן משמעותי בין דגמי CVST. מודלים מבוססי קשירה בלבד מציגים שחזוריות נמוכה, בעיקר בשל שונות אנטומית בניקוז הוורידי ובמחזור הדם הצדדי. קטטר בלון בשילוב עם חומרים טרומבוגניים מראה שחזוריות בינונית, שכן התוצאות הפרוצדורליות תלויות מאוד באופרטור, ומודלים פוטוכימיים רגישים באותה מידה לטווח תאורה ולדיוק המטרה. לעומת זאת, מודלים מושרים על ידי FeCl3, מודלים של הזרקת קרישים והחדרת מוטות סיליקון בדרך כלל מראים שחזוריות גבוהה כאשר מיישמים פרוטוקולים סטנדרטיים. השחזוריות של שיטות האינדוקציה הללו מסוכמת בטבלה 1.
עם זאת, נותרו מספר מגבלות שמגבילות את הרלוונטיות הקלינית של הגישות הנוכחיות. טכניקות ההשראה הנוכחיות מייצרות באופן אמין חסימה ורידית אך לעיתים נדירות לוכדות את האתיולוגיות המורכבות והרב-גורמיות הנצפות ב-CVST אנושי, כגון טרומבופיליה גנטית, דלקת מערכתית, זיהום, מחלות אוטואימוניות או דחיסה ורידית. כתוצאה מכך, רוב המודלים משקפים בעיקר את ההשלכות ההדדיות של היווצרות קרישי דם ולא את האירועים הפתולוגיים הראשוניים. מגבלה זו מגבילה את יכולתם לשחזר באופן מלא את מנגנוני המחלה19.
פיתוח מודלים ספציפיים לאטיולוגיה מייצג כיוון חשוב לעתיד. טכניקות כמו הזרקת תרומבין או קריש, יישום FeCl3 , ופציעות פוטוכימיות מייצרות תרומבים בגודל והרכב שחוזרים, אך אינן משקפות גורמי סיכון רלוונטיים למטופל או מצבים מערכתיים. שילוב גורמים כמו מצבי היפר-קרישה, גירויים דלקתיים, השפעות הורמונליות או מצבים משולבים רב-גורמי יכול להגדיל משמעותית את הרלוונטיות הקלינית של מודלים פרה-קליניים, ולהקל על מחקר טיפולי ממוקד. למרות מגבלות אלו, המודלים הקיימים נותרים חיוניים להערכת טיפולים פרמקולוגיים, כגון נוגדי קרישה וטרומבוליטיקים, ולאימות טכניקות הדמיה ומכשירים התערבותיים. מחקרים עתידיים אמורים לשלב גורמי סיכון גנטיים ומערכתיים, שיטות אינדוקציה רב-מודליות וטכניקות דימות מתקדמות כדי לדגם בצורה מדויקת יותר את הפתופיזיולוגיה של CVST האנושי, ובכך לשפר את הפוטנציאל התרגומי ולתמוך בפיתוח טיפולים ממוקדים ומבוססי מנגנונים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הקמת מודלים מוצלחת של CVST מוגדרת על ידי ראיות ישירות לחסימת סינוסים, כאשר נגעים פרנכימליים נחשבים לאופציונליים. טרומבוזה הנגרמת על ידי FeCl₃ או שיטות פוטוכימיות היא בדרך כלל הפיכה, בעוד שמודלים המבוססים על קשירה קבועה, הזרקת קרישי דם אוטולוגיים, קטטר בלון בשילוב עם תרומבין או גומי מתנפח במים בדרך כלל גורמים לחסימה בלתי הפיכה. רוב המודלים גורמים לפתולוגיה קלה, בעוד שפנוטיפים חמורים דורשים בדרך כלל התערבויות משולבות כגון ניפוח קטטר בלון עם תרומבין, קשירה מלאה עם תרומבין, או קשירה חלקית עם...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר עליהם.
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82401527).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה