Generazione di una lesione cerebrale traumatica lieve a testa chiusa in un modello murino

Tutte le procedure che coinvolgono modelli animali sono state esaminate dal comitato istituzionale locale per la cura degli animali e dal comitato di revisione veterinaria JoVE.

1. Preparazione dell'impostazione sperimentale e induzione di lesioni cerebrali traumatiche lievi (TBI) nei roditori

NOTA: Trasferire i roditori nell'area di detenzione da 30 minuti a 1 ora prima dell'inizio degli esperimenti di lesione cerebrale traumatica (TBI) per acclimatarsi. Selezionare un'area di attesa che sia minimamente influenzata dal rumore della procedura.

1. Preparare tutti i materiali necessari per l'esperimento e controllare la configurazione per una corretta installazione (ad es. , regolare i parametri in base allo scopo dello studio) (~5 – 10 minuti).
   NOTA: La gravità della lesione può essere regolata selezionando lo spessore della membrana in poliestere. Sulla base dei nostri studi, uno spessore della membrana da 25,4 a 102 μm viene utilizzato per un trauma cranico da lieve a moderato nei topi. In precedenza abbiamo utilizzato membrane con uno spessore da 76,2 a 127 μm per produrre un trauma cranico da lieve a moderato nei ratti.
   1. Tagliare con cura la membrana in poliestere, inserirla tra la sezione condotta e quella di trascinamento e fissarla serrando i bulloni di collegamento.
   2. Collegare il serbatoio del gas al tubo dell'ammortizzatore tramite l'utilizzo di raccordi a sgancio rapido. Assicurarsi che la membrana sia saldamente fissata tra il driver e le sezioni condotte.
   3. Posizionare tre sensori di pressione all'uscita del tubo d'urto, a 120° di distanza, per monitorare le proprietà dell'onda d'urto durante l'induzione del trauma cranico.
   4. Assicurarsi che la distanza dall'estremità dell'apparato del tubo d'urto sia corretta per ciascun soggetto utilizzando il micrometro installato. Mantieni costante il posizionamento della testa del roditore (i.e., posizione, distanza) all'interno degli studi per consentire una valutazione coerente delle lesioni.
      NOTA: Diversi tipi di lesioni possono essere indotte selezionando la direzione in cui l'onda d'urto colpisce la testa. Per la procedura per indurre un trauma cranico da lieve a moderato qui descritta, il corpo viene posizionato perpendicolarmente al tubo d'urto dove l'onda d'urto colpisce il lato della testa. In questo ambiente, alla testa è consentita la libera mobilità e quindi è esposta all'onda d'urto e alle rapide forze di rotazione che consentono la generazione di effetti di colpo e contracco.
   5. Avviare la registrazione dai sensori di pressione utilizzando l'interfaccia utente grafica (GUI) del software.

2. Anestesia e posizionamento dei roditori in configurazione

1. Trasferire i roditori dalla stanza di detenzione e indurre l'anestesia con il 4% di isoflurano in ossigeno e mantenere con il 2% di isoflurano in ossigeno per ridurre l'angoscia e il dolore.
   NOTA: Assicurati che l'animale non risponda al pizzicamento delle dita o della coda prima di procedere. Assicurarsi che l'induzione dell'anestesia sia coerente per tutti gli animali da esperimento, compresi i controlli fittizi. Questa procedura richiede un'anestesia di basso livello e di breve durata.
2. Posizionare il roditore completamente anestetizzato nella protezione del tubo in cloruro di polivinile (PVC) con imbottitura per proteggere gli organi periferici dall'onda d'urto.
   NOTA: I soggetti di controllo vengono anestetizzati e posizionati in prossimità dell'installazione, ma non sono direttamente soggetti all'onda d'urto. Assicurarsi che i comandi siano soggetti al rumore generato dal tubo dell'ammortizzatore.
3. Posizionare la testa del roditore all'interno dell'area di posizionamento della testa e sostenerla dal basso, con un supporto incorporato direttamente nell'apparato di schermatura o con una garza. Determinare l'allineamento della testa in base all'anatomia di ciascun roditore, con il condilo occipitale allineato con il bordo della schermatura protettiva.
   NOTA: Evitare di dirigere l'onda di pressione direttamente verso il tronco encefalico per ridurre la mortalità. È noto che le lesioni al centro respiratorio del tronco encefalico e al midollo spinale cervicale contribuiscono alle anomalie respiratorie e persino alla morte nei modelli di roditori di trauma cranico.

3. Esposizione dei roditori all'onda d'urto

1. Aprire rapidamente la valvola principale del serbatoio del gas compresso per produrre un picco di pressione che rompe la membrana e produce una forte esplosione che conferma la generazione di un'onda di pressione. La membrana sarà visivamente rotta quando rimossa dopo l'esperimento.
   NOTA: Una telecamera ad alta velocità può essere utilizzata per catturare gli effetti di colpo e contraccolamento dell'accelerazione rotazionale sperimentata dal roditore per ulteriori analisi.
2. Chiudere il flusso di gas immediatamente dopo aver sentito l'esplosione.