Un modello di commozione cerebrale pediatrica nei topi: trauma cranico chiuso con disturbi a lungo termine (CHILD)

Christophe   J. Dubois; J. Yan; A. Obenaus; J. Badaut

doi:10.3791/67667

È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.

Articolo metodologico

Un modello di commozione cerebrale pediatrica nei topi: trauma cranico chiuso con disturbi a lungo termine (CHILD)

1.2K visualizzazioni

⸱

DOI:

10.3791/67667

⸱

7 febbraio 2025

Christophe J. Dubois¹^,² , J. Yan³ , A. Obenaus^*³ , J. Badaut^*¹^,²^,⁴

¹Centre d'Études Biologiques de Chizé-Centre National de la Recherche Scientifique (CEBC-CNRS), UMR 7372 CNRS/Université de La Rochelle, ²Univ. Bordeaux, CNRS, CRMSB, UMR 5536, ³Division of Biomedical Sciences, School of Medicine, University of California Riverside, ⁴Department of Basic Sciences, Loma Linda University School of Medicine

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Le commozioni cerebrali pediatriche possono provocare sequele a lungo termine con perturbazioni fisiologiche e psicologiche. Questo modello murino pediatrico di commozione cerebrale provoca neuroinfiammazione a lungo termine, alterazioni della sostanza bianca e modifiche neuronali con disfunzione comportamentale. Il modello può essere adattato a punti di impatto differenziali o commozioni cerebrali ripetute per valutare i cambiamenti della durata.

Abstract

Le commozioni cerebrali e le lesioni cerebrali traumatiche lievi (mTBI) durante l'infanzia rappresentano un significativo pericolo per la salute, con molti pazienti che più tardi nella vita mostrano esiti fisiologici, neurologici e psicosociali debilitanti. I meccanismi fisiopatologici cellulari e molecolari sono relativamente sconosciuti e questa significativa lacuna preclude efficacemente la ricerca di strategie terapeutiche specifiche per mitigare le sequele croniche. Nessun singolo modello di commozione cerebrale animale ricapitola tutte le caratteristiche riportate nei soggetti umani e i modelli attuali sono progettati per rispondere a specifiche domande di ricerca. Abbiamo deciso di sviluppare una commozione cerebrale giovanile che ricapitola la sintomatologia clinica precoce e a lungo termine incontrata, definita trauma cranico chiuso con disturbo a lungo termine (CHILD). In questo modello, una forza concussiva tramite un impattatore elettromagnetico viene erogata alla testa di un topo post-natale leggero e non trattenuto (P17), consentendo la libera rotazione della testa. I topi vengono posizionati su un foglio di stagnola strettamente teso attraverso un dispositivo stereotassico e l'impattatore viene accuratamente allineato con la regione corticale mirata. L'impattatore elettromagnetico facilita la selezione della profondità, della permanenza e della durata dell'impatto per determinare la gravità della lesione. Un punto di forza di questo modello è che consente la rotazione della testa, un'importante caratteristica clinica. Dopo l'impatto, i topi vengono immediatamente monitorati per verificare il tempo di raddrizzare e il tempo di esplorare il loro ambiente, seguito dal loro ritorno alla diga. L'aumento della gravità della commozione cerebrale provoca sanguinamenti intracranici in un sottogruppo di topi. I topi possono essere monitorati di routine per il comportamento e il neuroimaging nel corso della loro vita, come desiderato. Varie gravità delle lesioni imitano la natura eterogenea delle commozioni cerebrali giovanili. L'attuale modello standard CHILD non mostra fratture craniche, nessun cambiamento osservabile di neuroimaging convenzionale (simile a quello clinico), ma porta a morte neuronale progressiva e persistente, risonanza magnetica a diffusione alterata, attività e plasticità neuronale modificate, aumento della gliosi e perturbazioni comportamentali progressive con l'età. In sintesi, questo modello CHILD imita le caratteristiche precoci e a lungo termine osservate in molti pazienti con commozione cerebrale clinica.

Introduzione

La lesione cerebrale traumatica pediatrica (TBI) è un grave problema di salute in quanto rappresenta la principale causa di visite mediche di emergenza pediatriche ed è associata a esiti di salute debilitanti più avanti nella vita. Anche il trauma cranico lieve (mTBI), che costituisce il 75% di tutti i casi di trauma cranico¹, porta ad anomalie a lungo termine, tra cui disfunzioni fisiologiche, psicologiche, neurologiche e cognitive². Nonostante l'elevata incidenza di mTBI pediatrico e i suoi significativi rischi per la salute associati, i meccanismi patologici, cellulari e molecolari ch....