Questo articolo descrive in dettaglio come eseguire la miografia ad impedenza elettrica in vivo (utilizzando array di elettrodi di superficie e ad ago) ed ex vivo (utilizzando una cella dielettrica) sul muscolo gastrocnemio dei roditori. Dimostrerà la tecnica sia nei topi che nei ratti e dettaglierà le modifiche disponibili (cioè animali obesi, cuccioli).
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Articolo metodologico
Esecuzione della miografia ad impedenza elettrica in vivo ed ex vivo nei roditori
In questo articolo
Sommario
Abstract
La miografia ad impedenza elettrica (EIM) è una tecnica conveniente che può essere utilizzata in studi preclinici e clinici per valutare la salute e la malattia del tessuto muscolare. L'EIM si ottiene applicando una corrente elettrica a bassa intensità, focalizzata direzionalmente, a un muscolo di interesse attraverso una gamma di frequenze (cioè da 1 kHz a 10 MHz) e registrando le tensioni risultanti. Da questi, si ottengono diversi componenti di impedenza standard, tra cui la reattanza, la resistenza e la fase. Quando si eseguono misurazioni ex vivo sul muscolo asportato, è possibile calcolare anche le proprietà elettriche passive intrinseche del tessuto, vale a dire la conducibilità e la permittività relativa. L'EIM è stato ampiamente utilizzato negli animali e nell'uomo per diagnosticare e monitorare le alterazioni muscolari in una varietà di malattie, in relazione alla semplice atrofia da disuso o come misura di intervento terapeutico. Dal punto di vista clinico, l'EIM offre il potenziale per monitorare la progressione della malattia nel tempo e valutare l'impatto degli interventi terapeutici, offrendo così l'opportunità di abbreviare la durata della sperimentazione clinica e ridurre i requisiti di dimensione del campione. Poiché può essere eseguito in modo non invasivo o minimamente invasivo in modelli animali viventi e nell'uomo, EIM offre il potenziale per fungere da nuovo strumento traslazionale che consente sia lo sviluppo preclinico che clinico. Questo articolo fornisce istruzioni dettagliate su come eseguire misurazioni EIM in vivo ed ex vivo in topi e ratti, compresi gli approcci per adattare le tecniche a condizioni specifiche, come per l'uso in cuccioli o animali obesi.
Introduzione
La miografia ad impedenza elettrica (EIM) fornisce un potente metodo per valutare le condizioni muscolari, consentendo potenzialmente la diagnosi di disturbi neuromuscolari, il monitoraggio della progressione della malattia e la valutazione della risposta alla terapia 1,2,3. Può essere applicato analogamente ai modelli di malattie animali e agli esseri umani, consentendo una traduzione relativamente fluida dagli studi preclinici a quelli clinici. Le misure EIM sono facilmente ottenute utilizzando quattro elettrodi posizionati linearmente, con i due esterni che applicano una c....
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Protocollo
Tutti i metodi qui descritti sono stati approvati dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali del Beth Israel Deaconess Medical Center con numeri di protocollo (031-2019; 025-2019). Indossare attrezzature DPI adeguate per gestire gli animali e aderire alle linee guida IACUC per tutto il lavoro animale.
1. EIM di superficie in vivo
- Metti l'animale in una scatola per anestesia per indurre l'anestesia.
NOTA: Per i ratti sono stati utilizzati l'1,5%-3,5% di isoflurano e 2 O 2 L·min-1, e per i topi sono stati utilizzati il 2% di isoflurano e 1 O2 L·min-1.
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Risultati
L'EIM può essere ottenuto in molte condizioni, tra cui array in vivo di superficie (Figura 1), array di aghi in vivo (Figura 2A-F) e celle dielettriche ex vivo (Figura 2G,H).
EIM fornisce un'istantanea quasi istantanea della condizione muscolare in base ai valori di impedenza misurati. Le misurazioni vengono acquisite rapidament.......
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Discussione
Questo articolo fornisce i metodi di base per eseguire EIM nei roditori, sia in vivo che ex vivo. Per acquisire misurazioni affidabili, è fondamentale eseguire una serie di passaggi. In primo luogo, è necessario identificare correttamente il muscolo di interesse, poiché ogni muscolo avrà risposte diverse a malattie, trattamenti e patologie. Bisogna essere consapevoli che i dati acquisiti su un muscolo (ad esempio, gastrocnemio) non forniranno le stesse informazioni di un altro muscolo (ad esempio, tibia.......
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Dichiarazioni
S. B. Rutkove detiene partecipazioni e funge da consulente e consulente scientifico per Myolex, Inc., una società che progetta dispositivi di impedenza per uso clinico e di ricerca, e il sistema mView utilizzato qui. È anche membro del Consiglio di amministrazione della società. La società ha anche un'opzione per concedere in licenza la tecnologia di impedenza brevettata di cui S. B. Rutkove è nominato come inventore. Gli altri autori non hanno altre affiliazioni rilevanti o coinvolgimento finanziario con qualsiasi organizzazione o entità con un interesse finanziario o un conflitto finanziario con l'argomento o i materiali discussi nel manoscritto oltre a quelli divulgati.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto da Charley's Fund e NIH R01NS055099.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Stampante 3D | Formlabs Inc. | Stampante 3D | desktop Form 2 |
| Stampante 3D | Shenzhen Creality 3D Technology Co. LTD | Stampante 3D | Creality Ender 3 V2 |
| Nastro chirurgico 3M Micropore | Fisher | 19-027761 e 19-061655 | modelli 1530-0 e 1530-1 |
| Nastro chirurgico 3M TRANSPORE | Fisher | 18-999-380 e 18-999-381 | modelli 1527-0 e 1527-1 |
| Connettore intestazione verticale 10 POS 1 mm di spaziatura | Digi-Key (soluzione connettore Sullins) | S9214-ND (SMH100-LPSE-S10-ST-BK) | Distanziatore in plastica fori da 1 mm per l'array in vivo di ratto visualizzato nella Figura 2A |
| Applicatori con punta in cotone Fisher | 22-363-172 | ||
| Cera dentale | Fisher | NC9377103 | |
| Agente depilatorio | NAIR | NA | lozione depilatoria con olio ammorbidente per bambini |
| Dumont #7b Forceps | Fine Strumenti scientifici | n. 11270-20 | Utilizzato per la dissezione, Stile: #7b, Forma della punta: Curvo, Punte: Standard, Dimensioni della punta: 0,17 mm x 0,1 mm, Lega/Materiale: Inox, Lunghezza: 11 cm |
| Calibro digitale elettronico | Fisher | 14-648-17 | Utilizzato per misurare le dimensioni del muscolo Gastrocnemio |
| Doppia cartuccia adesiva epossidica 4 min di vita utile | Devcon | serie 14265, modello 2217 | Colla utilizzata nell'array in vivo di ratto visualizzato nella Figura 2A |
| Cella di impedenza dielettrica ex vivo | NA | personalizzata | Le celle dielettriche sono state stampate in 3D nel laboratorio Rutkove |
| Graefe Ropeps | Fine Science Tools | No. 11051-10 | Utilizzato per il posizionamento e la regolazione del muscolo, Lunghezza: 10 cm, Forma della punta: Curvo, Punte: Seghettate, Larghezza della punta: 0,8 mm, Dimensioni della punta: 0,8 mm x 0,7 mm, Lega/Materiale |
| Tagliacapelli | Amazon | NA | Wahl animale professionale BravMini+ |
| Impedenza Animale Dispositivo | Myolex | EIM1103 | mView - dispositivo sperimentale per miografia a impedenza elettrica per l'uso nella ricerca animale |
| Array di aghi in vivo NA | personalizzato | Array personalizzati con aghi sottocutanei da 27 G di Ambu. La costruzione è stata finalizzata utilizzando una stampante 3D nel laboratorio Rutkove | |
| Array di superfici in vivo | NA personalizzato | L'array di superfici in vivo è stato stampato e assemblato nel laboratorio Rutkove | |
| Forniture veterinarie Isoflurane | Patterson | 07-893-8441 (NDC: 46066-755-04) | Pivetal - Flacone da 250 ml |
| Garza non tessuta | Fisher | 22-028-559 | Pesatura in |
| Piatti | Fisher | S67090A | Dimensioni (L x P x A): 88,9 mm x 88,9 mm x 25,4 mm |
| Lame di rasoio | Fisher | 12-640 | Utilizzato per tagliare i muscoli alle giuste dimensioni, lame in acciaio al carbonio a taglio singolo |
| Forbici fini per studenti | Strumenti di scienze fini | n. 91460-11 | Utilizzato per la dissezione, Punte: affilate-affilate, lega/materiale: acciaio inossidabile per studenti, seghettato: no, forma della punta: dritto, tagliente: 20 mm, Lunghezza: 11,5 cm, Caratteristica: |
| Aghi sottocutanei di qualità studentesca 27 G Neuroline | Ambu | 745 12-50/24 | Aghi utilizzati nell'array in vivo del ratto visualizzato nella Figura |
| 2A Forbici chirurgiche - Sharp | Fine Science Tools | No. 14002-13 | Utilizzato per tagliare la pelle, Punte: Affilato-affilato, Lega/Materiale: Acciaio inossidabile, Seghettato: No, Forma della punta: Dritto, Tagliente: 42 mm, Lunghezza: Elettrodi |
| ad ago monopolari TECA ELITE | Natus | 902-DMG50-S | diametro 0,46 mm (26 G). Mozzo blu |
| Teknova soluzione salina allo 0,9% | Fisher | S5815 | 1000 mL sterile |
Riferimenti
- Rutkove, S. B., Sanchez, B. Electrical impedance methods in neuromuscular assessment: An overview. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 9 (10), 034405(2019).
- Rutkove, S. B. Electrical impedance myography: Background, ....
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Ristampe e permessi
