La lesione del midollo spinale (SCI) è associata a gravi disturbi nella funzione motoria, sensoriale e autonomica. I modelli animali sperimentali di SCI sono strumenti preziosi per comprendere gli eventi anatomici e fisiologici coinvolti nella patologia SCI, per studiare i meccanismi neurali nella riparazione e nel recupero e per valutare l'efficacia e la sicurezza di potenziali terapie Interventi. Il ratto è la specie più comunemente utilizzata nella ricerca SCI1. I modelli di ratto sono a basso costo, sono facili da riprodurre e una grande batteria di test comportamentali sono disponibili per valutare i risultati funzionali2. Nonostante alcune differenze nelle posizioni del tratto, il midollo spinale del ratto condivide nel complesso funzioni sensomotorie simili con i mammiferi più grandi, compresi i primati3,4. I ratti condividono anche conseguenze fisiologiche e comportamentali analoghe alla SCI che si riferiscono agli esseri umani5. I primati non umani e i grandi modelli animali possono fornire un'approssimazione più ravvicinata della SCI6 umana e sono essenziali per dimostrare la sicurezza e l'efficacia del trattamento prima della sperimentazione umana, ma sono meno comunemente utilizzati a causa del benessere etico e animale considerazioni, spese e requisiti normativi7.
I modelli SCI di transezione del ratto vengono eseguiti dall'interruzione mirata del midollo spinale con una lesione selettiva utilizzando un coltello di dissezione o forbici iridectomia dopo una laminectomia. Rispetto a una transsezione completa, la transezione parziale nel ratto si traduce in una lesione meno grave, una più facile cura degli animali postoperatori, un recupero locomotore spontaneo e modelli più strettamente spettrali di SCI negli esseri umani, che è prevalentemente incompleto con la parsimonia parziale tessuto che collega il midollo spinale e le strutture sovraspinali8. Un'emisezione unilaterale interrompe tutti i tratti ascendenti e discendenti da un solo lato e produce deficit locomotori quantificabili e altamente riproducibili, migliorando l'esplorazione dei meccanismi biologici sottostanti. La conseguenza funzionale più prominente dell'emisezione è una paralisi iniziale degli arti sullo stesso lato e al di sotto del livello della lesione con recupero spontaneo graduato della funzione locomotoria per diverse settimane9,10, 11 Del sistema di , 12.Il modello dell'emisezione è particolarmente utile per studiare la plasticità neurale dei tratti e dei circuiti danneggiati e residui associati al recupero funzionale9,11,12, 13,14,15,16,17,18. In particolare, l'emisezione eseguita a livello toracico, cioè sopra i circuiti spinali che controllano la locomozione degli arti posteriori, è particolarmente utile per studiare i cambiamenti nel controllo locomotore. Poiché esiste una relazione non lineare tra la gravità delle lesioni e il recupero locomotorio dopo SCI19, un test comportamentale appropriato per valutare i risultati funzionali è fondamentale nei modelli sperimentali.
Una batteria completa di test comportamentali sono disponibili per valutare aspetti specifici del recupero locomotore funzionale nel ratto2,20. Molti test locomotori non forniscono misure affidabili nelle prime fasi successive alla SCI, in quanto i ratti sono troppo disabili per sostenere il loro peso corporeo. Una misura delle prestazioni postmotorie spontanee sensibili ai deficit precocemente dopo l'infortunio e non richiede un allenamento preoperatorio o attrezzature specializzate è utile per monitorare il recupero locomotore per i punti di tempo appropriati in cui integrare test comportamentali specializzati. Il punteggio di valutazione open-field Martinez10, originariamente sviluppato per valutare le prestazioni del locomotore dopo la SCI cervicale nel ratto, è un punteggio ordinale di 20 punti che valuta le prestazioni locomotorie globali durante la locomozione sotterranea spontanea in un campo aperto. Il punteggio viene condotto separatamente per ogni arto utilizzando una rubrica che valuta parametri specifici di una serie di misure locomotorie, tra cui il movimento degli arti articolari, il supporto del peso, la posizione della cifra, le capacità di stepping, la coordinazione degli arti anteriori e dell'arto posteriore e la coda posizione. Il punteggio di valutazione è derivato dalla scala di valutazione open-field Basso, Beattie e Bresnahan (BBB) progettata per valutare le prestazioni locomotorie dopo la contusione toracica21. È adattato per valutare in modo accurato e affidabile sia la funzione locomotore anteriore che quella degli arti posteriori, consente una valutazione indipendente dei diversi parametri di punteggio che non sono disponibili con il punteggio gerarchico della BBB e fornisce un recupero lineare profilo10. Inoltre, rispetto alla BBB, il punteggio di valutazione è sensibile e affidabile nei modelli di infortunipiù più gravi10,11,20,22. Il punteggio di valutazione è stato utilizzato per valutare la compromissione locomotoria nel ratto dopo la sierzia10,12 e la sola SCI toracica9 e in combinazione con lesioni cerebrali traumatiche23.
Vi presentiamo qui un protocollo dettagliato passo-passo per l'esecuzione di un'emisezione toracica SCI a livello vertebrale T8 nel ratto femmina Long-Evans, e per valutare il recupero locomotore degli arti posteriori nel campo aperto.