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

Abstract

Fonte: Logsdon, A. F., et al. Modello di onda di esplosione a bassa intensità per la valutazione preclinica della lesione cerebrale traumatica lieve a testa chiusa nei roditori. (2020)

Questo video dimostra l'induzione di una lieve lesione cerebrale traumatica a testa chiusa in un modello murino utilizzando una configurazione di tubo di shock a gas pressurizzato. L'onda di pressione generata rompe la membrana di poliestere, erogando un'onda d'urto alla testa del topo che provoca un rapido movimento del cervello all'interno del cranio, causando una lieve lesione cerebrale traumatica.

Protocollo

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.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
3/8 SAE tubo idraulico ad alta pressione	Eaton Aeroquip	R2-6-6-36M	Disponibile da Grainger
3/8'' Connettori femmina a connessione rapida	Karcher	KAR 86410440
3/8'' Connettori maschio a connessione rapida	Karcher	KAR 86410440
ANY-maze video tracking software	Stoelting Co.	ANY-maze software	<
https://www.eplastics.com/	POLYCLR0.003	http://www.eplastics.com/Plastic/Clear_Polyester_Film/POLYCLR0-003; La membrana in mylar trasparente è venduta in vari spessori. Tutti sono venduti dai fornitori sopra elencati.
Compound slide table (X2)	Grizzly Industrial	G5757
Valvola a sfera per il controllo del gas Deadman	Coneraco Inc.	71-502-01	"Apollo", disponibile da Grainger
Driver e sezione guidata (murine)	proprio design/produzione	n/a	Per ulteriori informazioni si prega di contattare gli autori
Cuffie antirumore	3M	37274	Disponibile da Grainger
Regolatore di gas - Hi-Flow 3500-600-580	Harris	3003539
Gas elio	AirGas	HE 300	I serbatoi sono disponibili in varie dimensioni
Sistema di anestesia per inalazione	VetEquip	901806	<
National Instruments	NI 9223
Isoflurane	Baxter	NDC 10019-360-40	Ordinato da veterinarian
Timer da laboratorio/ stopwatch	Fisher Scientific	50-550-352
Labview version 12.0	Nazionale Instruments		Software di
Magnetic dial indicator/micrometer	Grizzly Industrial	G9849	<
MathWorks		Software per l'analisi
Regolatore di ossigeno	Medline	HCS8725M	<
Dell
Polyvinylchloride tubing - 25.4 mm	FORMUFIT	P001FGP-WH-40x3
Sensori di pressione	PCB Piezotronics	102A05
Ricevitore USB chassis	National Instruments	DAQ-9171
Condizionatore del segnale del sensore	PCB Piezotronics	482C series
Stainless NSF-rated mounting table<	GR06-WT2448
Chiave a brugola con impugnatura a T - 3/16''	S&K	73310

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