מדידה חוזרת של פעילות שרירי הנשימה ואת אוורור בעכברי מודל של המחלה שרירית

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא למדוד באופן חוזר את הפעילות של שרירי הנשימה ואת האוורור לאורך התקדמות המחלה. זאת בעקבות השתלה כירורגית של מכשיר טלמטריה עם אלקטרודות אלקטרומיוגרפיה (EMG) המוחדרות לשרירים נבחרים. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לענות על שאלות מפתח בנוגע לאופן שבו שרירי נשימה עזריים מפצים על ליקוי בתפקוד הסרעפת בעקבות מחלה או פציעה.

היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שניתן למדוד את הוונטילציה ואת הפעילות של שרירי הנשימה באותו עכבר בעל התנהגות חופשית לאורך התקדמות המחלה. שיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי אבחון וטיפול ב-ALS, אך היא יכולה להיות מיושמת גם במודלים אחרים של מחלה נוירו-מוסקולרית או פגיעה בחוט השדרה. התחל בהכנת אלקטרודות ה-EMG.

השתמשו במספריים המיועדים לטיפול בחוטים כדי לקצץ את המוליכים הדיסטליים, כך שיישאר מוליך באורך של כ-3 סנטימטרים להגעה לשריר המטרה. לאחר מכן, השתמשו בסכין מנתחים כדי להסיר 0.5 סנטימטרים מהכיסוי הפלסטי מבלי לחתוך את החוט עצמו. בשלב הבא, השתמשו בכלי לטיפול בחוטים כדי למתוח את קצות המוליכים לאורך של פי ארבעה או חמישה מאורכם המקורי.

קצצו את החלק החשוף של חוטי המוליכים כך שאורכם יהיה 0.5 centimeters. לאחר מכן, הכינו מכסי מוליכים לכיסוי קצוות החוטים על ידי חיתוך צינורות באורך 0.25 centimeter מהמעטפת הפלסטית שהוסרה קודם לכן. לאחר הרדמת העכבר, בצעו צביטה של הבהו הבהו וצביטה של הזנב כדי לוודא שהעכבר מורדם לחלוטין על ידי היעדר תגובה.

לאחר מכן, העבירו את העכבר לעמדת הניתוח והניחו את קונו האף לשמירה על ההרדמה במהלך הניתוח. מרחו פומדת עינית סיכוך כדי למנוע התייבשות של העיניים במהלך הניתוח. גזרו את ציפורני הרגליים בצד שבו יבוצע הניתוח (ipsilateral) כדי להפחית את הסיכוי שהעכבר ימשוך את המוליכים או יגרום לפצעים על ידי גירוד במהלך תהליך ההחלמה.

גזרו את פרוות העכבר כדי לחשוף את אזור הניתוח שבין האוזן לכתף. לאחר מכן, נגבו לסירוגין את אזור הניתוח, תחילה בחומר חיטוי ולאחר מכן באיזופרופנול. כדי להתחיל בהשתלה, משכו את הגפה הקדמית לכיוון כף הרגל האיפסילטרלית כדי להזיז את השכמה זנבה, ובכך לאפשר גישה ניתוחית לשרירי הסקאלן והטרפז.

השתמשו בפינצטה קהה-מעוקלת כדי להחזיק את כף הרגל הקדמית באותו צד של אתר הניתוח, והדביקו אותה במקומה בעזרת סרט הדבקה. לאחר הנחת זוג כפפות כירורגיות נקיות, השתמשו בסכין מנתחים כדי לבצע חתך אלכסוני באורך של 2 סנטימטרים בין הכתף לאוזן. לאחר מכן, בעזרת 2 פינצטות ללמינקטומיה בכל יד, משכו אחורה את כרית השומן והפרידו בין שרירי הטרפז והפלטיסמה כדי לחשוף את הפציה המכסה את שרירי הסטרנוקליידומסטואיד והסקאלן.

השתמשו בשריר הסטרנוקליידומסטואיד (sternocleidomastoid) החיוור ובעצב הפרני (phrenic nerve) כנקודות ייחוס לזיהוי השרירים הסקאלניים (scalene muscles). שימו לב כי העצב הפרני רץ במקביל לשרירים הסקאלניים, בעוד ששריר הסטרנוקליידומסטואיד נמצא נחית לו. השרירים הסקאלניים רצים בשיפוע מהחוליות הצוואריות אל הצלעות, מתחת לשריר הטרפז (trapezius muscle).

אלקטרודות למדידת פוטנציאל ביולוגי יוכנסו לשריר ה-anterior scalene, שניתן לזהותו כשריר הנשען לצד עצב הפריניק (phrenic nerve). לאחר מכן, צרו כיס עבור המשדר על ידי החדרת קצותיהם של מספרי הפרדת רקמות מתחת לעור העכבר ופתיחתם עד להיווצרות כיס הגדול מעט מרוחב המשדר. שטפו את הכיס בתמיסת סלין סטרילית חמה.

לאחר מכן, הכניסו את המשדר כאשר הצד השטוח יותר פונה אל השריר. מקמו את המשדר כך שיישכב בצורה שטוחה והחוטים יצאו מהכיס באופן מקבילי זה לזה, ללא פיתולים. העבירו את המוליכים מהמשדר אל שרירי הסקאלנוס (scalene) והטרפז (trapezius), כך ששני סטים של מוליכי הביופוטנציאל יישכבו בצורה שטוחה ומקבילה זה לזה.

בשלב הבא, השתמשו בפינצטת למינקטומיה כדי להפריד את השריר הסקליני הקדמי מהשרירים שסביבו. לאחר מכן, הכניסו מחט בכילוי 25-gauge דרך השריר הסקליני, בניצב לסיבי השריר. הכניסו אלקטרודה אחת לתוך קצה המחט, ולאחר מכן שלפו את המחט מהשריר, כך שהאלקטרודה תישאר מושחלת בתוך השריר עד לבידוד של התיל.

רשמו איזה צבע של מוליך הוכנס לאיזה שריר. מרחו טיפה של דבק ציאנואקרילט על מחט בכילור (gauge) 21 כדי להקל על יישום הדבק על המוליכים. לאחר מכן, הניחו את הדבק על הקצה החשוף של התיל קרוב לשריר שבו הוכנס המוליך.

החליקו במהירות את מכסה המוליך מעל התיל, כך שלא יישאר תיל חשוף בין מכסה המוליך לשריר. גזרו את עודפי התיל המרוחקים (distal) למכסה, ומרחו טיפה של דבק ציאנואקרילט על קצה מכסה המוליך והתיל. המתינו לסיום הפולימריזציה של הדבק לפני השחרור.

לאחר מכן, הכניסו את המוליך בקוטביות ההפוכה במקביל למוליך הראשון באותו השריר ובאותה דרך. מוליך זה צריך להיות במרחק של מילימטר אחד עד שניים מהמוליך הראשון. חזרו על הפעולה כדי להכניס מוליכים לשריר הטרפז, הממוקם קדמית לשריר הסקאלן כפי שמוצג כאן.

בשלב הבא, ודאו שחוטי ההובלה מקובעים במקומם ושיש מספיק רפיפות בחוטים כדי שהבעל חיים יוכל לבצע תנועות גוף מבלי למתוח אותם. לאחר מכן, הסירו בעדינות את הסרט המקבע את הגפה הקדמית. משכו את כרית השומן חזרה מעל השריר והשתמשו בה כדי לכסות את החוטים שהוכנסו.

בשלב הבא, קרבו בעדינות את מקורי העור זה לזה כך שקו החיתוך יתיישר. צבטו חלק ממקורי העור יחד באמצעות פינצטה מעוקלת, ומרחו קו קטן של דבק ציאנואקרילט לאורך קו זה. מזריקו 0.1 milliliters של carprofen באופן תת-עורי כדי להקל על כאבים לאחר הניתוח בעוד בעל החיים עדיין תחת הרדמה.

הוצא את בעל החיים מחרוט האף והנח אותו בכלוב נקי באינקובטור שחומם מראש, עד שבעל החיים יתעורר וינוע בכלוב באופן וולונטרי. הנח את העכבר בתא הפלתיסמוגרפיה למשך שעה אחת לפחות כדי להרגילו לפני הקלטת ה-EMG והפלתיסמוגרפיה. לפני ההקלטה אך לאחר הכיול, הפעל את המשדר על ידי הנחת מגנט חזק במרחק של עד inch אחד מהחיה המשתילת.

נורית אדומה בחזית המקלט תצביע על כך שהמשדר פועל. התחילו את הרכישה באמצעות התפריט הנפתח המסומן כ-Acquisition ובחרו ב-Start Acquisition. למרות שמשך ההקלטה עשוי להשתנות בהתאם לניסוי, הקלטה טיפוסית של פלתיסמוגרפיה ו-EMG נמשכת בין שעה לשלוש שעות.

עם סיום הרכישה, כבה את המשדר באמצעות מגנט והחזר את החיה לכלוב הבית. להלן עקבות WBP ו-EMG של שרירי הסקאלנוס והטרפז מעכבר SOD-1(G93A) טרום-סימפטומטי ביום פוסט-נטלי 98. תקופות שבהן בעל החיים נמצא במנוחה משמשות לצורך הניתוח.

התיבה האדומה מציגה רישומי EMG במצב מנוחה ללא פרצי EMG, מאפיין של עכבר טרום-סימפטומטי. רישומים מחוץ לתיבה האדומה מראים שיאים גדולים ולא סדירים ברישומי הפלתיסמוגרפיה ובפעילות השרירים וברישומי ה-EMG, דבר האופייני כאשר בעל החיים נמצא בתנועה. תמונה זו מציגה רישומי WBP ו-EMG של שריר הטרפז מעכבר SOD-1(G93A) סימפטומטי ביום פוסט-נטאלי 126, כאשר מופיע פרץ EMG בעוד העכבר במצב מנוחה.

לאחר השליטה בטכניקה זו, ניתן לבצע אותה בתוך 35 דקות אם היא מבוצעת כראוי. בעקבות פרוצדורה זו, ניתן להשתמש בבעלי חיים מושתלים כדי להעריך את יעילותם של תרופות להגברת הפעילות של שרירי הנשימה העזריים במודלים של מחלה או פגיעה.