אינדוקציה של פגיעה מוחית Axonal בחולדות מבוסס על האצת הסיבוב
9 במאי 2020
פרוטוקול זה מאמת אמין, קל לבצע ולהציג מכרסם מודל של פגיעה במוח מפוזר סיבי (DAI) הגורמת נזק לבנים נרחבים ללא שברים הגולגולת או חבורות.
פגיעה מוחית טראומטית היא אחת הסיבות העיקריות למוות ונכות. פגיעה מוחית אקסונאלית מפוזרת היא נזק אקסונאלי נרחב להתפתח לאחר TBI. במחקר זה, אני רוצה להציג את המודל שלנו על אינדוקציה לפזר פגיעה מוחית אקסונאלית מבוסס על מנגנון האצה סיבובית התוצאה TBI.
בחר זכר בוגר חולדות ספראג-דאולי במשקל 300 עד 350 גרם. לספק צ'או עכברוש ומים עד ליביום. בצע את כל הניסויים בין השעות 06:00 עד 12:00. המכשיר הונח על שולחן מעבדה כבד ויציב.
המכשיר מורכב מהרכיבים הבאים: גליל, משקל ברזל, מנגנון סיבובי המורכב מצינור גלילי וסיכות קיבוע ראש. המשקל מחובר למחרוזת ומוגבה לגובה של 120 ס"מ. המשקל הנופל בחופשיות פוגע בבורג המפעיל את מנגנון הסיבוב.
מכשיר סיבוב ראש החולדה שימש לסובב את הראש במהירות מאפס ל-90 מעלות. לאחר אינדוקציה, פגיעה מוחית אקסונאלית מפוזרת, חולדה הועברה לחדר ההתאוששות. F הוא הכוח המוחל על ראשו של בעל החיים בקילוגרמים.
קפיטל אם הוא הרגע של הכוח, K לאנרגיה קינטית. מ ' קטן הוא המסה של המשקל הנופל, g עבור תאוצה כבידתית, h לגובה בסנטימרים, ו- D הוא המרחק בין סיכות האוזן בסנטימרים. להערכת גירעון נוירולוגי וגירעונות מודל כיתה, השתמשנו ציון חומרה נוירולוגית בחולדות.
אנו מעריכים ניידות, hemiplegia, משימת הליכה קרן, כישלון במשימה הליכה קרן. כישלון של משימת איזון קרן רחב 1.5 ס"מ. יציבות ואיזון קרן, מאמץ על מאזן קרן ברוחב 1.5 ס"מ רפלקסים.
48 שעות לאחר פציעה, כל החולדות, פציעה קבוצת ביקורת, היו מאוד הרדמה ו transcardiacally perfused עם 0.9% הפריניזציה מלוחים ואחריו 500 מיליליטר של 4% פורמלדהיד ב 0.1 M פוספט חיץ מלוחים. לאחר זיבול, עריפת ראש נוצרה והמוח הוסר מיד, ולאחר מכן תוקן בתסכום פורמלדהיד 4% במשך 48 שעות. המוח נחסם לאחר מכן לחמישה חלקים מילימטר coronal מפנים הנורה חוש הריח לקליפת המוח החזותית בעוד המוח הקטן וגבעולי המוח נותקו.
בעקבות הטמרת הפרפין, חלקים קורונטל ו sagittal נעשו מן התלמוס. מייצרים את הכתם האימונוכימי של חלבון בטא עמילואיד מבשר. קבוצות שונות של חולדות בזמנים שונים מוצגים על התכנית.
פגיעה מוחית אקסונאלית מפוזרת בתחילת הניסוי. בזמן 48 שעות, ציון חומרה נוירולוגית נבדק. בזמן 48 שעות, כתמים אימונוכימיים של בטא APP בוצע בכל שתי הקבוצות.
גירעון נוירולוגי מאויר 48 שעות לאחר פגיעה מוחית אקסונאלית מפוזרת עבור שתי קבוצות מחקר. בדיקה של מאן-וויטני הצביעה על כך שהגירעון הנוירולוגי היה גדול משמעותית עבור 15 חולדות פגיעה מוחית אקסונאליות מפוזרות בהשוואה ל-15 חולדות תמימות ב-48 שעות לאחר ההתערבות. פוטומיקרוגרפים מייצגים החושפים חיסוניות אקסונאלית ונוירונים בעקבות פגיעה מוחית אקסונאלית מפוזרת מבודדת בחולדות 48 שעות לאחר הפציעה.
מחרוזות תאיות קטנות יותר מזוהות עם חלבון בטא עמילואיד מבשר. בקבוצה מזויפת, זה לא זוהה. בעבודה שלנו, פיתחנו מודל חדש פשוט, ניתן לשחזור ואמין לפגיעה מוחית אקסונאלית מפוזרת המבוססת על מנגנון האצה סיבובי.
מודל כזה יאפשר הבנה טובה יותר של פתופיזיולוגיה של פגיעה מוחית אקסונאלית מפוזרת ופיתוח טיפולים יעילים יותר. תודה רבה לך על תשומת הלב שלך.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מציג מודל מכרסמים מהימן וניתן לשחזור של פגיעה אקסונלית דיפוזית (DAI) במוח, המשרה נזק נרחב לחומר הלבן באמצעות מנגנון של תאוצה סיבובית. המודל נועד להעמקת ההבנה של הפתופיזיולוגיה של DAI בעקבות חבלת מוח טראומטית (TBI), ועשוי לסייע בפיתוח טיפולים יעילים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- פגיעה מוחית טראומטית
- מודלים של פגיעה אקסונלית
רקע
- פגיעה מוחית טראומטית היא גורם מוביל למוות ולנכות.
- פגיעה אקסונלית דיפוזית במוח מובילה לנזק אקסונלי נרחב לאחר TBI.
- קיים צורך במודלים חיים חסונים לחקר DAI.
מטרת המחקר
- תיקוף מודל מכרסמים חדש לחקר DAI.
- השראה של פגיעת מוח ללא שברים בגולגולת או חבלות (contusions).
- הבנת התפתחותם של הגירעונות הנוירולוגיים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הפלטפורמה המרכזית כוללת מכשיר לגרימת פגיעת ראש סיבובית.
- חולדות Sprague-Dawley זכרים בוגרים שימשו כמודל ביולוגי, תוך התמקדות בהשראת DAI.
- גירעונות נוירולוגיים הוערכו באמצעות מדד חומרת הפגיעה הנוירולוגית (Neurological Severity Score) 48 שעות לאחר הפגיעה.
- בוצע צביעה אימונוכימית לחלבון המוביל לבטא-עמילואיד בחתכי מוח.
תוצאות עיקריות
- נצפו גירעונות נוירולוגיים מוגברים באופן משמעותי בחולדות עם DAI בהשוואה לקבוצות הביקורת.
- בדיקות אימונוכימיות חשפו נזק אקסונלי כפי שהודגם על ידי צביעה של beta-amyloid precursor protein.
- המודל מדגים השפעות ברורות ומדידות על התפקוד הנוירולוגי בתוך 48 שעות.
מסקנות
- מחקר זה מבסס מודל פשוט ויעיל לחקר מנגנוני פגיעה אקסונית נרחבת (diffuse axonal injury).
- התובנות שיושגו עשויות להוביל להבנה משופרת ולטיפולים טובים יותר עבור TBI.
- הממצאים עשויים להנחות מחקרים עתידיים על תהליכי פגיעה והחלמה נוירונליים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודלים פרה-קליניים מהימנים של פגיעה אקסונית דיפוזית (DAI) חיוניים להפחתת סיכונים בתיקוף יעדים לנוירוטראומה ולאפשר המשכיות תרגומית במחקר של חבלות במוח (TBI). מודל חולדה זה, המבוסס על תאוצה סיבובית, מספק פלטפורמה ניתנת לשחזור לכימות גרעונות נוירולוגיים ופתולוגיה אקסונית, ובכך תומך בביטחון חיזוי בשלבי הגילוי המוקדמים ובמחקרים מכניסטיים. יכולתו לגרום לנזק נרחב לחומר הלבן ללא פגיעות מוקדיות המטעות את התוצאות, ממצבת אותו כנכס אסטרטגי לקידום פיתוח טיפולים נוירו-תרפויטיים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח ביו-פרמצבטיים
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של היפותזות הנוגעות לטראומה נוירולוגית על ידי בידוד של מנגנוני פגיעה אקסונלית דיפוזית.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות באמצעות נקודות סיום נוירולוגיות והיסטולוגיות כמותיות.
- מסייע בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי שלילת משתנים מתערבים של פגיעה מוקדית.
- מספק פלטפורמה למחקרים מנגנוניים של פתולוגיה אקסונלית הרלוונטית ל-TBI.
סריקה ופיתוח בדיקות (Assay Development)
- מספק השראה סטנדרטית של פגיעה לצורך סריקה פרה-קלינית הניתנת לשחזור.
- מייצר פלטים כמותיים באמצעות Neurological Severity Score וצביעת beta-amyloid precursor protein.
- מאפשר מוכנות של הבדיקה להערכת תרכובות נוירופרוטקטיביות או רגנרטיביות.
- תומך ביכולת הרחבה (scalability) ובמגמת השוואה בין מחקרים במחקרי נוירוטראומה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתואם עם מנגנונים רלוונטיים למחלה שנצפו בחולי TBI בבני אדם.
- מספק רציפות משלב הגילוי ועד לאימות פרה-קליני של תרופות נוירו-טיפוליות.
- מאפשר קבלת החלטות על קידום מותאם-סיכון המבוסס על נקודות סיום (endpoints) חסונות וכמותיות.
- תומך בפיתוח ביומרקרים באמצעות זיהוי אימונוכימי של פגיעה אקסונלית.
שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד
מודל זה משתלב ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני על ידי מתן אפשרות למחקרים מונחי-השערה, סריקה כמותית ותיקוף תרגומי של התערבויות בטראומה נוירולוגית.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת השערת האפס ובצמצום סיכונים מכניסטיים של מסלולי פגיעה אקסונלית.
- סריקה: מספק תוצאות נוירולוגיות והיסטולוגיות כמותיות הניתנות לשחזור לצורך הערכת תרכובות.
- אנליטיקה: מאפשר השוואה סטטיסטית של חומרת הפגיעה והשפעות הטיפול באמצעות מדדים סטנדרטיים וצביעה אימונוהיסטוכימית.
- מחקר תרגומי: מגשר בין ממצאים פרה-קליניים לבין TBI קליני על ידי מידול פתולוגיה אקסונלית דיפוזית ללא משתנים מבלבלים מוקדיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מציע פלטפורמה מאומתת וניתנת להרחבה למחקר מתמשך בטראומה נוירולוגית ופיתוח טיפולי.
השפעה תפעולית ועסקית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף מטרות בטראומה נוירולוגית.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה, השחזוריות והיכולת להרחבה (scalability) של מחקרי TBI פרה-קליניים.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת ההחלטות לגבי המשכיות הפרויקט (go/no-go) ואת יעילות ההון על ידי אספקת נקודות סיום (endpoints) חסונות וכמותיות.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף וקידום מותאמי-סיכון של מועמדים לטיפולים נוירולוגיים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות במידול נוירוטראומה במכרסמים ובהערכה נוירולוגית.
- נדרש מכשיר ייעודי לפגיעה סיבובית ותשתית לניתוח היסטולוגי.
- דורש סטנדרזציה בין-צוותית של פרוטוקולי השראת הפגיעה והדירוג.
- ייתכן שיידרש ביצוע התאמות עבור זני מכרסמים שונים או דרגות חומרה שונות של הפגיעה.
- המודל מתמקד בפגיעה חריפה; מחקרי תוצאות כרוניים עשויים להצריך הרחבה של הפרוטוקול.
שאלות נפוצות בביופארמה
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:45
Preparing Rats for the Experimental Procedure
1:11
Procedure of Induction Diffuse Axonal Brain Injury
1:54
Measurement of Rotational Kinematics, Biomechanical Parameters
2:32
Evaluation of Neurological Severity Score after 48 hours
3:08
Brain Collection for Histological Examination after 48 hours
4:02
Immunohistochemical Staining
4:16
Results
5:22
Conclusion
