מודל חולדה של חסימה/עירוי מחדש של עורק המוח האמצעי מבלי לפגוע במבנה האנטומי של כלי המוח
17 במאי 2024
הפרוטוקול הנוכחי מתאר מודל חולדה של חסימה/רפרפוזיה של עורק המוח האמצעי המשמר את המבנה האנטומי של כלי המוח מבלי לגרום נזק.
מחקר זה מפתח מודל חולדה לחסימה או רפרפוזיה של עורק המוח האמצעי השומר על אינטגרציה של כלי המוח. הוא מתמקד בהצגת שיטה חדשה להשראת מודל שבץ איסכמי של חולדה מבלי לפגוע באנטומיה של כלי הדם במוח. הפרויקט משתמש בטכניקות מיקרוכירורגיות ובאיסכמיה הנגרמת על ידי חוטים.
הוא מציג שיטה לגרימת איסכמיה מבלי לפגוע בעורק הצוואר המשותף או במערכת הצוואר החיצונית. בניגוד לטכניקות שעלולות לפגוע לצמיתות בזרימת הדם או לפגוע באנטומיה של כלי הדם במוח, פרוטוקול זה שומר על שלמות אנטומית של מספר כלי דם. הוא מספק גישה מדויקת יותר ופחות מזיקה לחקר שבץ איסכמי.
כדי להתחיל, הנח את החולדה המורדמת על פלטפורמת הפעלה. לאחר גילוח הפרווה סביב הגרון ואזור הצוואר השמאלי, יש לחטא את מקום הניתוח שלוש פעמים עם בטדין ואתנול 70%. בצע חתך בקו האמצע באורך 1.5 ס"מ בצד הגחון של הצוואר ופתח את הפאשיה השטחית.
בצע דיסקציה קהה כדי לחשוף את עורק הצוואר החיצוני, עורק הצוואר הפנימי ועורק הצוואר המשותף. הניחו שלושה תפרי משי 4-0 סביב עורק הצוואר המשותף ותפר משי נוסף דרך עורק הצוואר החיצוני ליד התפצלות עורק הצוואר הפנימי. קשרו קשר החלקה הניתן לשחרור על עורק הצוואר המשותף הפרוקסימלי.
הדק את התפר בעורק הצוואר המשותף הדיסטלי באמצעות המוסטט כדי לחסום את זרימת הדם. קשרו קשר החלקה נוסף סביב עורק הצוואר המשותף במהלך התפירה כדי להבטיח שהכלי אינו חסום. כעת, בעזרת מספריים, בצע חתך של 0.5 מילימטר בין תפר המשי הפרוקסימלי לתפר האמצעי בעורק הצוואר המשותף.
הכניסו חוט 4-0 באורך שלושה סנטימטרים לעורק הצוואר המשותף. הדק את תפרי המשי סביב עורק הצוואר המשותף כדי לאבטח את החוט התוך-לומינלי ולמנוע דימום. לאחר מכן הסר את התפר מעורק הצוואר המשותף הדיסטלי.
המשך להחדיר את החוט ללומן של עורק המוח האמצעי השולט על התפרים סביב עורק הצוואר החיצוני. הפעל טיימר ורשום את השעה שבה מתחילה החסימה. לתפור את חתך הצוואר בתפרי משי 3-0.
הניחו בזהירות את החיה בכלוב התאוששות. לאחר דוגמנות איסכמית, פתח מחדש את חתך הצוואר מהחולדה המורדמת. תחת מיקרוסקופ מנתח, משוך בעדינות את החוט החוסם תוך הנחת מהדק המיקרו אופקית ליד קשר התפר התוך-לומינלי.
המשך לסגת עד שהקצה הלבן נראה בבירור ליד החתך בעורק הצוואר המשותף. לאחר מכן הסר לחלוטין את החוט ושחרר את קשר התפר התוך-לומינלי המאובטח. הנח מהדק מיקרו נוסף ליד הצד קצה הלב של קשר עורק הצוואר המשותף הפרוקסימלי.
לאחר מכן, הסר את קשר התפר סביב עורק הצוואר המשותף הפרוקסימלי. שוטפים את מקום החתך במי מלח. יבש את האזור עם צמר גפן סטרילי כדי להסיר את הדם ולהשיג שדה כירורגי ברור.
כעת בהגדלה פי 4, תפר את החתך המשותף בעורק הצוואר באמצעות תפרים מיקרו-כירורגיים של 11-0 בתבנית מופרעת. לאחר התפירה, הסר את מהדקי המיקרו משני קצוות עורק הצוואר המשותף כדי להחזיר את זרימת הדם. הפעל לחץ עם צמר גפן סטרילי על מקום התפר המשותף של עורק הצוואר למשך 30 שניות.
התבונן בעורק הצוואר המשותף למשך שתי דקות כדי לוודא שלא מתרחש דימום. תפרו את החתך בצוואר והניחו את החולדה בקופסת טיפול של 35 מעלות צלזיוס להתאוששות מהרדמה. שלושה ימים לאחר איסכמיה רפרפוזיה, הסר את המוח מהחולדה שהורדמה.
הקפיאו את המוח במינוס 20 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות. לאחר ההקפאה, השתמש באזמל כדי לחתוך את המוח לחלקים קורונליים בעובי שני מילימטרים. דגרו על חלקי המוח עם 2% TTC למשך 20 דקות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס.
לאחר הדגירה, העבירו את חלקי המוח לצלחת פטרי קטנה והשליכו 2% TTC. לאחר מכן תקן את חלקי המוח עם פורמלין 10% למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר. השליכו את הפורמלין ושטפו את חלקי המוח עם PBS.
צלם תמונות דיגיטליות של פרוסות עוקבות. באמצעות תוכנת ImageJ, מדוד כמותית את אזורי האוטם. לאחר צביעת TTC, האוטמים הנובעים מאיסכמיה מוחית נצפו הן בסטריאטום והן בקליפת המוח.
שלושה ימים לאחר שבץ איסכמי, אחוז האוטם הכולל נמדד בכ-30% מחצי הכדור עם שיעור תמותה של 16.7% לאחר הניתוח.
סקירה כללית
מחקר זה מפתח מודל בחולדות לחסימה או פרפוזיה מחדש של העורק המוחה האמצעי (middle cerebral artery occlusion or reperfusion) השומר על שלמותם של כלי הדם המוחיים. הדגש הוא על שיטה חדשה להשראת שבץ איסכמי מבלי לפגוע במבנה האנטומי של מערכת כלי הדם במוח.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- מחקר שבץ מוחי
- טכניקות כירורגיות
רקע
- שבץ איסכמי מהווה מודל משמעותי לבחינת תגובות כלי דם מוחיים.
- שיטות מסורתיות פוגעות לעיתים קרובות באנטומיה של כלי הדם.
- שמירה על שלמות כלי הדם חיונית למחקר מדויק על שבץ.
- פרוטוקול זה שואף לספק גישה פחות פוגענית למידול איסכמיה.
מטרת המחקר
- פיתוח שיטה פחות פולשנית להשראת שבץ איסכמי בחולדות.
- שימור ארכיטקטורת כלי הדם המוחים במהלך הליך החסימה.
- מתן תובנות מעשיות למחקרי שבץ עתידיים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- המחקר עושה שימוש בטכניקות מיקרו-כירורגיות בחולדות תחת הרדמה.
- מודל ביולוגי מרכזי: מודל של שבץ מוחי איסכמי בחולדה.
- נעשה שימוש בשיטה המונחית-פילמנט (filament-induced) להשראת איסכמיה תוך שימור האנטומיה הוסקולרית.
- הפרטים כוללים חתכים ספציפיים, טכניקות תפירה והליכי התאוששות.
- לאחר האיסכמיה, נתחים של המוח עובדו לניתוח העמקים של האוטם באמצעות צביעת TTC.
תוצאות עיקריות
- נצפתה שמירה על השלמות האנטומית של כלי הדם עם תמותה מינימלית (16.7%).
- כ-30% מההמיספירה נמצאה עם אוטם שלושה ימים לאחר רפרפוזיה.
- הטכניקה הדגימה גישה מבוקרת לחקר שבץ איסכמי.
- הושגה תיקוף של השיטות באמצעות כימות באמצעות תוכנת ImageJ.
מסקנות
- המחקר מדגים מודל אמין לשבץ איסכמי הממזער נזק כלי דם.
- גישה זו פותחת אפשרויות לשיפור מתודולוגיות המחקר של שבץ מוחי.
- הבנת התגובות של כלי הדם המוחיים לאסכמיה משתפרת.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
שימור האנטומיה של כלי הדם המוחיים במודלים פרה-קליניים של שבשרה הוא קריטי עבור נאמנות תרגומית (translational fidelity) והפחתת סיכונים מכניסטיים בגילוי תרופות נוירו-וסקולריות. מודל חולדה זה מאפשר הערכה כמותית של פגיעה איסכמית תוך מזעור נזקים וסקולריים מתבלבלים, ובכך תומך בביטחון חיזוי בשלבים מוקדמים של תיקוף מטרות. גישה זו משפרת את קבלת ההחלטות בניהול פורטפוליו על ידי אספקת מערכת רלוונטית יותר מבחינה פיזיולוגית להערכת אסטרטגיות של נוירופרוטקציה וreperfusion.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של מנגנוני פגיעה נוירו-וסקולרית ללא משתנים בולגנים אנטומיים.
- תומך בתיקוף של מטרות פונקציונליות על ידי בידוד השפעות איסכמיות מארטפקטים כירורגיים.
- משפר את רמת הביטחון בניבוי לבחירת מועמדים להתוויות צרברו-וסקולריות.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מסייע בהכנת מודלים מאושרים (validated) in vivo לסריקת יעילות של תרכובות.
- מספק כימות שמיכה (infarct) הניתן לשחזור באמצעות צביעת TTC ואנליזה דיגיטלית של תמונות.
- מאפשר הערכה סטנדרטית של התערבויות נוירו-פרוטקטיביות במגוון מחקרים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתכתב עם הפתופיזיולוגיה הרלוונטית למחלה על ידי שמירה על שלמות כלי הדם במהלך איסכמיה.
- תומך ברצף שבין גילוי מנגנוני לתיקוף פרה-קליני של היפותזות טיפוליות.
- מפחית סיכון תרגומי על ידי מידול של פגיעת רפירפוזיה רלוונטית קלינית.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
מודל זה משתלב ברצף שבין הגילוי המוקדם לוולידציה פרה-קלינית לפיתוח תרופות נוירו-ווסקולריות, ומגשר בין מחקרים מכניסטיים לבדיקות יעילות טרנסלטוריות.
- ביולוגיה של גילוי: מאפשרת בדיקת השערות על מנגנוני פגיעה איסכמית תוך מזעור של משתנים מתערבים פרוצדורליים.
- סריקה: מספקת מדידות כמותיות הדירות של אוטם עבור הערכת תרכובות.
- אנליטיקה: מספקת כימות של גודל האוטם המבוסס על דימות דיגיטלי באמצעות תוכנת ImageJ.
- מחקר תרגומי: שומרת על האנטומיה של כלי הדם כדי לתמוך בהלימה עם הפתופיזיולוגיה של שבץ מוחי קליני.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה סטנדרטית הניתנת לשימוש חוזר in vivo עבור פורטפוליו של מחקרים נוירו-וסקולריים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף של מטרות נוירו-וסקולריות.
- ערך תפעולי: משפר את השחזוריות והסטנדרטיזציה של מודלים פרה-קליניים לשבץ מוחי.
- ערך אסטרטגי: משפר קבלת החלטות מסוג go/no-go על ידי אספקת נתונים על יעילות בעלי רלוונטיות פיזיולוגית.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכונים של נכסים נוירו-וסקולריים לצורך קידומם.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות במיקרו-כירורגיה וגישה למיקרוסקופי ניתוח לצורך תיקון כלי דם.
- מצריך מכשור מדויק להחדרת פילמנטים ולתפירה של כלי דם.
- מחייב סטנדרטיזציה של פרוטוקולים כירורגיים ואנליטיים בין צוותים שונים.
- התאמה לדגמי מכרסמים אחרים עשויה לדרוש אופטימיזציה של הפרוטוקול.
- מגבלות פוטנציאליות כוללות את עקומת הלמידה הכירורגית ותגובות וסקולריות תלויות-מין.
