Articolo di revisione
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Questa revisione confronta sistematicamente i modelli animali sperimentali CVST, valutando metodi di induzione, specie, reversibilità, gravità, fattibilità, riproducibilità, limitazioni e valore traslazionale per guidare la selezione razionale tra i modelli esistenti.
La trombosi del seno venoso cerebrale (CVST) è un disturbo cerebrovascolare raro ma potenzialmente letale, per il quale i modelli animali sono essenziali per la ricerca meccanicistica e traslazionale. Questa revisione sintetizza sistematicamente modelli sperimentali CVST tra specie e tecniche di induzione utilizzando criteri predefiniti, tra cui composizione del trombo, reversibilità, severità, riproducibilità, fattibilità tecnica e rilevanza clinica. L'affermazione con successo dei modelli CVST è definita da evidenze dirette di occlusione sinusale, con le lesioni parenchimate considerate opzionali. La trombosi indotta da metodi FeCl₃ o fotochimici è generalmente reversibile, mentre i modelli basati su legatura permanente, iniezione autologa di coaguli, catetere a palloncino combinato con trombomba o gomma gonfiabile con acqua portano a un'occlusione irreversibile.
La maggior parte dei modelli induce una lieve patologia, mentre fenotipi gravi richiedono solitamente interventi combinati come il gonfiaggio con il catetere con palloncino con trombina, la legatura completa con trombina, o la legatura parziale con iniezione di trombina e applicazione di FeCl₃. I modelli basati solo sulla legatura mostrano una bassa riproducibilità, mentre i modelli fotochimici e quelli basati su catetere a palloncino sono limitati da requisiti di attrezzature specializzate e competenze tecniche. In termini di rilevanza traslazionale, i modelli di catetere con palloncino su animali di grandi dimensioni combinati con agenti trombogeni e modelli di iniezione di coaguli nei roditori sono i più applicabili clinicamente. Gli studi di trombolisi o ricanalizzazione dovrebbero utilizzare preferenzialmente modelli reversibili, evitando legature permanenti o dispositivi rigidi occlusivi. I modelli a base di gomma gonfiabile con acqua sono particolarmente adatti per studiare forme di CVST a lenta progressività. Gli studi di validazione dei dispositivi intravascolari dovrebbero dare priorità ai modelli suini che utilizzano cateteri a palloncino in combinazione con agenti trombogenici. Inoltre, lo sviluppo di modelli specifici per eziologia può facilitare la valutazione preclinica di approcci terapeutici mirati basati su meccanismi, mentre modelli di primati non umani possono ulteriormente aumentare la rilevanza traslazionale.
La trombosi del seno venoso cerebrale (CVST) è un disturbo cerebrovascolare raro ma potenzialmente letale, caratterizzato da trombosi nei seni venosi durali o nelle venecerebrali 1. A differenza dell'ictus arterioso, il CVST colpisce prevalentemente i giovani adulti, in particolare le donne in età fertile, e presenta presentazioni cliniche diverse, che vanno da mal di testa e papilleedema a crisi epilettiche, deficit neurologici focali e infartovenoso 2,3. La fisiopatologia sottostante è multifattoriale, coinvolgendo stasi venosa, lesioni endoteliali e ipercoagulabilità. Altri fattori contributivi includono l'ostruzione meccanica locale, i disturbi infiammatori e le condizioni protrombotichesistemiche 4,5,6.
Nonostante i progressi nell'imaging e nella terapia anticoagulante, la CVST continua a mostrare una morbilità e mortalità sostanziali, in particolare nei casi di trombosi grave oestesa 7,8. Le indagini cliniche rimangono limitate a causa della rarità e dell'eterogeneità della malattia, rendendo i modelli animali essenziali per studiare i meccanismi fisiopatologici, testare nuovi trattamenti ed esplorare le conseguenzeemodinamiche. I modelli CVST sperimentali consentono l'induzione controllata della trombosi, la tempistica precisa degli interventi e la valutazione sistematica della risoluzione del trombo, della ricanalizzazione e delle lesioni cerebrali secondarie.
Negli ultimi decenni sono stati sviluppati diversi approcci per modellare la CVST negli animali, tra cui la legaturameccanica 10, lesioni chimiche indotte da cloruro ferrico (FeCl 3)11,12, trombosifotochimica 13, agenti trombogeni o iniezione dicoaguli 14,15 e dispositivi impiantabili o espandibili 16,17,18. Questi modelli variano per composizione del trombo, sito anatomico, reversibilità, gravità e idoneità alla specie, spaziando da topi geneticamente trattabili a suini anatomicamentecomparabili 19. Tuttavia, la maggior parte dei modelli esistenti non riesce a replicare il complesso spettro eziologico della CVST umana, inclusa infiammazione sistemica, ipercoagulabilità e compressione venosa locale. Comprendere i vantaggi, i limiti e il potenziale traslazionale di questi modelli è essenziale per progettare esperimenti che possano informare in modo affidabile la pratica clinica.
Questa revisione fornisce una panoramica completa dei modelli animali CVST disponibili, discutendo tecniche di induzione, selezione delle specie, classificazioni basate sulle caratteristiche del trombo e considerazioni traslazionali. Evidenzia inoltre lacune esistenti, inclusa l'assenza di modelli specifici per malattia o eziologia, e offre prospettive per sviluppare piattaforme sperimentali clinicamente rilevanti.
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Tecniche di induzione
Sono state sviluppate molteplici tecniche di induzione per stabilire modelli sperimentali di CVST. La sezione seguente riassume i principali approcci, sottolineandone i vantaggi, i limiti e le applicazioni appropriate. Queste tecniche di induzione sono illustrate schematicamente nella Figura 1.
Legatura
La legatura comporta l'ostruzione meccanica del flusso venoso, tipicamente tramite una legatura parziale o completa di un seno mirato, inducendo così una stasi sanguigna localizzata. Sebbene la legatura permanente sia stata impiegata da sola in gerbilli e gatti, i modelli CVST sui ratti sono tipicamente generati utilizzando una combinazione di legatura parziale o completa e iniezione di agentitrombogeni 20,21,22,23. Questo perché i ratti possiedono vene collaterali estese che drenano in seni sinusali alternativi, mitigando la trombosi del seno sagittale superiore (SSS) e il danno parenchimoso. Questa tecnica è preziosa per studiare le conseguenze emodinamiche dell'ostruzione venosa e del danno parenchimante secondario alla stasi venosa. Le sue principali limitazioni includono un'eccessiva enfasi sulla stasi venosa, che potrebbe non rappresentare accuratamente l'eziologia multifattoriale della CVST clinica, e la sua irreversibilità, che la rende inadatta alla valutazione delle terapie antitrombotiche o trombolitiche.
FeCl3
FeCl3 induce trombosi causando lesioni endoteliali ossidative nella parete sinusale esposta. La conseguente denudazione endoteliale innesca l'adesione, l'aggregazione e la coagulazione delle piastrine, formandotromboni rapidi e riproducibili 11. La trombosi indotta daFeCl 3 è stata ampiamente applicata in roditori econigli 11,24. Tuttavia, questo metodo danneggia direttamente l'endotelio, che potrebbe non riprodurre accuratamente i fattori clinici della CVST umana, come infiammazione, ipercoagulabilità o compressione venosa. Inoltre, la trombosi indotta da FeCl₃ subisce una ricanalizzazione spontanea, rendendo questo modello inadatto a studi a lungo termine. Nonostante queste limitazioni, il modello FeCl3 rimane vantaggioso per le indagini sui processi fisiopatologici a valle della CVST e per la valutazione di terapie antitrombotiche o trombolitiche.
Trombosi fotochimica
I modelli fotochimici, più comunemente che utilizzano colorante Rose Bengal attivato da luce verde, generano tromboni ricchi di piastrine in vasi superficialiselezionati 25. Meccanicamente, l'illuminazione della Rose Bengal produce specie reattive di ossigeno che causano lesioni endoteliali localizzate e stress ossidativo, esponendo proteine della matrice subendoteliale che favoriscono l'adesione, l'aggregazione e la coagulazione dellepiastrine 25. Questo approccio consente un controllo spaziale preciso della posizione e della dimensione del trombo e, in alcuni casi, possono essere creati tromboni parzialmente reversibili. I modelli fotochimici sono particolarmente utili per simulare la trombosi venosa corticale, o trombosi SSS, quando combinati con la trombina, permettendo così un'indagine dettagliata di alterazioni emodinamiche localizzate e rispostemicrovascolari 13. Questo modello può essere applicato indipendentemente solo alle vene corticali ed è non adatto per indurre trombosi nei seni venosi maggiori. Il danno risultante non è strettamente confinato alle vene mirate, poiché anche i vasi circostanti possono essere esposti alla luce o influenzati dalla diffusione di specie reattive di ossigeno. La trombosi è indotta principalmente tramite una lesione diretta dell'endotelio, che non riproduce completamente la fisiopatologia della trombosi spontanea del seno venoso.
Agenti trombogeni o iniezione di coaguli
Somministrazione intraluminale diretta di trombombina o tromboplastina nel seno venoso, causando la rapida formazione di coaguli caratterizzata da una composizione distinta di fibrina epiastrine 24,26. L'iniezione di una sospensione caolino-cefalina nell'SSS induce anche la formazione di trombosi in ratti econigli 27,28. Tuttavia, l'iniezione di agenti trombogeni è raramente utilizzata da sola ed è più comunemente combinata con altri metodi, come la legatura, l'applicazione di FeCl₃ o la trombosifotochimica 13,23,27. L'iniezione autologa o preformata di coaguli può essere utilizzata anche in topi esuini 15,29. In questo approccio, coaguli preparati vengono introdotti direttamente nel lumen sinusale, generando tromboni molto simili a coaguli formati naturalmente con regioni ricche di eritrociti efibrine 29. Il seno trasverso bilaterale o vena giugulare è stato successivamente legato. Gli agenti trombogeni o l'iniezione di coaguli sono particolarmente adatti per valutare le terapie trombolitiche, poiché dimensioni, composizione e localizzazione dei coaguli possono essere standardizzate. Le limitazioni includono il rischio di embolizzazione distale e le difficoltà tecniche nel raggiungere una posizione precisa dei coaguli.
Dispositivi impiantabili
I modelli di ratti basati su impianti rappresentano una categoria importante ma precedentemente sottovalutata di modelli sperimentali di trombosi venosa. Questi modelli tipicamente inducono la trombosi posizionando impianti intravascolari, che portano a disturbi localizzati del flusso e formazione di trombo, piuttosto che tramite legatura diretta dei vasi o lesioni endoteliali chimicamente indotte. I dispositivi progettati per l'impianto o l'espansione, inclusi innesti di plastica, barre di silicone, cateteri a palloncino e polimeri gonfiabili in acqua, inducono l'ostruzione venosa occupando il lumen sinusale ed esercitando un effetto di massameccanico 14,16,17,18. Mu et al.16 hanno riportato un modello di ratto riproducibile e irreversibile del CVST stabilito inserendo un dispositivo in gomma gonfiabile all'acqua nell'SSS. Dopo l'impianto, il polimero gonfiabile all'acqua si espande gradualmente all'interno del lumen sinusale, simulando così un'ostruzione venosa a esordio lento e progressiva. Una barra di silicone con un diametro di 1,2 mm veniva inserita nell'SSS fino a quando il suo bordo posteriore non era confluente con i seni, inducendo così l'ostruzione di uscitavenosa 17. Analogamente, un innesto plastico costituito da un segmento conico anteriore con diametro massimo di 0,12 cm e un segmento posteriore che si affusola gradualmente e si appiattisce, con larghezza di 0,2 cm e lunghezza di 0,1 cm, è stato inserito all'interno dell'SSS per indurre l'ostruzione del flussovenoso 18. I cateteri a palloncino possono essere posizionati e gonfiati nei seni venosi per creare un restringimento luminale temporaneo o in progressiva intensificazione. Sono spesso usati in combinazione con trombona o altri agenti pro-trombotici per favorire la formazione di trombosi nei modelli suini ecanini 14,30. Tali modelli basati su impianti vanno distinti da quelli tradizionali di ligatura o modelli indotti daFeCl 3, poiché i loro meccanismi di trombogenesi e implicazioni traslazionali differiscono sostanzialmente.
Considerazioni sulla specie
Modelli di topi
Nei topi, i modelli CVST sono prevalentemente creati nel seno sagittale superiore (SSS), anche se le vene corticali possono essere interessate. Sono disponibili diversi approcci di induzione. La lesione fotochimica con Rose Bengal e luce verde induce tromboni arricchiti di piastrine nelle vene SSS o superficiali, offrendo una regolazione spaziale precisa e una parziale reversibilità31. L'applicazione di FeCl3 genera lesioni endoteliali ossidative lungo la parete sinusale, produendo tromboni costantie riproducibili 32,33. In alternativa, l'iniezione di coaguli preparati nell'SSS forma rapidamente blocchi intraluminali29. Il principale vantaggio del modello murino è la sua manipolabilità genetica e l'ampia disponibilità di ceppi knockout, che facilitano indagini dettagliate sui processi immunitari e infiammatori. Tuttavia, la piccola dimensione dei seni murini pone difficoltà tecniche, complicando la chirurgia e l'imaging in vivo.
Modelli di topi
Nei ratti, il CVST tipicamente influenza la SSS, anche se i seni trasversali possono essere coinvolti. Esistono molteplici strategie di induzione. L'esposizione topica aFeCl 3 sull'SSS esposto provoca danni endoteliali etrombosi 11. L'iniezione diretta di agenti trombogeni nell'SSS produce rapidamente tromboni ricchi di fibrina, permettendo risultatiriproducibili 34. La legatura parziale o completa combinata con l'iniezione di agenti trombogenici, con o senza l'applicazione aggiuntiva di FeCl₃, induce un'ostruzione multi-sinusale piùestesa 23,35. La trombosi fotochimica, sola o abbinata alla trombina, può portare all'occlusioneSSS 13,36. Inoltre, l'inserimento di un dispositivo polimerico gonfiabile dall'acqua o di un innesto plastico nell'SSS può indurre un'ostruzione prolungata del flusso venoso, consentendo lo studio delle disabilità croniche16,18. Inoltre, l'inserimento e la rimozione di una barra di silicone possono ottenere un'occlusione acuta e la successiva ricanalizzazione dell'SSS17. Rispetto ai topi, i ratti possiedono un diametro dei seni più grandi, migliorando l'accessibilità chirurgica e consentendo immagini dettagliate come la risonanza magnetica o la MRV. Tuttavia, la limitata disponibilità di strumenti genetici limita gli studi meccanicistici.
Modelli di gerbilli
I gerbilli sono stati utilizzati anche per modellare il CVST, fornendo una piattaforma complementare per piccoli animali. In questi modelli, la stasi è tipicamente indotta legando il segmento posterioredell'SSS 22,37. Negli animali con meno vene da ponte (bridging venes), l'occlusione SSS ha portato a una marcata riduzione del flusso sanguigno cerebrale regionale e della saturazione di ossigeno dell'emoglobina, mentre gli individui con un numero maggiore di vene da ponte hanno mantenuto un flusso sanguigno relativamentemigliore 22. Questi risultati suggeriscono che le variazioni anatomiche interindividuali possano influenzare significativamente l'emodinamica cerebrale, potenzialmente riducendo la riproducibilità e la stabilità degli esiti sperimentali in questo modello.
Modelli di coniglio
I modelli CVST Rabbit coinvolgono tipicamente il seno trasverso, anche se a volte il seno sigmoideo è preso di mira. I metodi di induzione includono l'applicazione diFeCl 3 sulla parete sinusale, causando disturbo locale dell'endotelio e formazione di coaguli, oltre all'iniezione diretta di trombona o sospensione di caolino-cefalina nellumen 24,28. Il calibro venoso maggiore nei conigli rispetto ai roditori supporta interventi intravascolari e la somministrazione di farmaci, rendendoli adatti alla valutazione delle terapie anticoagulanti e trombolitiche. Tuttavia, la mancanza di strumenti di modifica genetica e la limitata idoneità ai test comportamentali o neurologici ne limitano l'uso più ampio.
Modelli gatto
I gatti sono stati occasionalmente utilizzati come modelli animali di medie dimensioni per indagare le conseguenze fisiopatologiche del CVST. Ad oggi, solo uno studio ha stabilito un modello di infarto venoso cerebrale tramite la microligatura chirurgica della porzione posteriore della SSS nei gatti. In questo modello, l'occlusione della SSS posteriore ha prodotto una riduzione significativa e riproducibile del flusso sanguigno cerebrale regionale, che ha colpito circa il 45% del cervello, e l'esame istologico ha rivelato un infarto venoso subacuto, riproducendo così caratteristiche chiave del drenaggio venoso compromesso osservato nei pazienti gravi conCVST 21. Tuttavia, questo approccio rappresenta un'ostruzione meccanica piuttosto che la formazione spontanea di trombosi, il che ne limita l'idoneità per studi sulla trombogenesi o trombolisi. Le variazioni nelle vene di collegamento possono anche compromettere la riproducibilità e la stabilità di questo modello.
Modelli per suini
Nei suini, i modelli CVST tendono tipicamente a mirare sull'SSS e, occasionalmente, alla vena giugulareinterna 38. Sono stati proposti diversi metodi di induzione, tra cui il gonfiaggio con catetere a palloncino combinato con l'amministrazione endovascolare di trombina, tromboplastina o colla difibrina 14,26,30,39, oltre a un approccio combinato che prevede l'iniezione autologa di coaguli nella SSS e la legatura del seno trasverso bilaterale 15. I suini mostrano un'architettura venosa e emodinamica che somigliano molto a quelle umane, rendendoli ideali per la validazione delle modalità di imaging, il test di dispositivi medici e la valutazione di interventi farmacologici traslazionali. Tuttavia, gli elevati costi operativi, i requisiti perioperatori intensivi e la limitata accessibilità ne limitano l'applicazione diffusa.
Modelli canini
Nei cani, la trombosi SSS è stata indotta tramite cateteri a palloncino a doppio lumen inseriti tramite ciascuna vena giugulare interna e posizionati all'Herophili torcolare. L'inflazione dei palloncini ha causato stasi venosa, ulteriormente promossa dall'iniezione intraluminale di trombina, portando alla formazione di trombi che potevano essere visualizzate con la CT40.
Modelli di primati non umani
Sebbene i primati non umani mostrino notevoli somiglianze anatomiche con gli esseri umani nelle strutture venose cerebrali, vincoli etici ostacolano notevolmente lo sviluppo dei modelli e, ad oggi, non è stato segnalato alcun modello CVST in primati nonumani 41. I ricercatori dovrebbero valutare attentamente la fattibilità, inclusi gli elevati costi sperimentali e la limitata disponibilità di primati non umani, l'approvazione etica e la giustificazione scientifica nella considerazione di modelli di primati non umani.
Classificazioni dei modelli
Modelli reversibili vs irreversibili
I modelli sperimentali CVST sono classificati come reversibili o irreversibili, a seconda che l'occlusione trombotica possa essere alleviata naturalmente o meccanicamente. I modelli reversibili permettono un ripristino controllato del flusso sanguigno, rendendoli ideali per lo studio della risoluzione del trombo, della fibrinolisi e della reperfusione terapeutica. I tromboni indotti da FeCl₃ hanno mostrato una parziale ricanalizzazione spontanea entro il giorno7 e 11. I trombombi indotti da agenti trombogeni come la tromboplastica hanno mostrato una ricanalizzazione spontanea, con un tasso di ricanalizzazione del 40% a 4 settimanee 34. Sebbene i deficit neurologici abbiano mostrato miglioramenti entro il settimo giorno, non si sa se l'occlusione sinusale suba una ricanalizzazione spontanea nel modello CVST indottofotochimicamente 13. Poiché è stato dimostrato che la trombosi fotochimica ridipisce spontaneamente nelle arterie cerebrali medie, un processo reversibile simile potrebbe potenzialmente verificarsi nel modello CVST, anche se ciò non è ancora stato confermatosperimentalmente 42. Inoltre, la barra di silicone impiantabile e l'innesto di plastica possono essere lasciati nella SSS per generare un modello irreversibile oppure rimossi per creare un modello reversibile. Questi modelli reversibili sono preziosi per indagare il tempismo e l'efficacia delle terapie anticoagulanti e trombolitiche, poiché permettono l'osservazione di ricanalizzazione spontanea o indotta.
Al contrario, i modelli irreversibili inducono un'occlusione persistente del seno venoso con minima o nessuna ricanalizzazione spontanea, rendendoli particolarmente adatti allo studio dell'ostruzione trombotica terminale, delle lesioni tissutali secondarie e delle sequele a lungo termine. Esempi comuni includono la legatura permanente, sola o in combinazione con trombomba e FeCl3-23. L'applicazione di FeCl₃ combinata con l'iniezione di trombombina ha inoltre mostrato una marcata diminuzione del tasso diricanalizzazione 24. Inoltre, l'ostruzione indotta da coaguli iniettati o da cateteri a palloncino combinati con trombomba è generalmente considerata irreversibile, poiché non è stata osservata alcuna ricanalizzazione spontanea nei primi 7giorni 14,29. Anche la gomma gonfiabile con acqua induce un'occlusione irreversibile in questo periodo16. Tuttavia, va notato che l'irreversibilità di queste occlusioni non è ancora stata convalidata su periodi di tempo più lunghi. Questi approcci generano tromboni stabili e aderenti che persistono per lunghi periodi, fornendo una piattaforma affidabile per indagare la congestione venosa cronica, l'infarto e le alterazioni neuropatologiche a valle. Sebbene questi modelli irreversibili siano molto utili per valutare gli esiti fisiopatologici a lungo termine dell'ostruzione venosa, sono meno adatti per studi che si concentrano sulla ricanalizzazione spontanea, la fibrinolisi o interventi trombolitici a breve termine, poiché i tromboni sono progettati per rimanere in gran parte permanenti. La reversibilità complessiva di questi modelli è illustrata nella Figura 2.
Modelli lievi contro gravi
I modelli sperimentali CVST possono anche essere classificati in base alla gravità del carico trombotico e all'entità della lesione parenchimosa. I modelli lievi, come la trombosi fotochimica, l'iniezione di coaguli, la barra di silicone, l'innesto plastico o l'applicazione localizzata di FeCl3 , producono congestione venosa limitata e danni parenchimatosi minimi. Questi modelli sono particolarmente utili per indagare risposte infiammatorie sottili, alterazioni microvascolari precoci o adattamenti emodinamici compensatori senza indurre gravi deficit neurologici o alta mortalità.
Al contrario, i modelli gravi prevedono trombosi multi-sinusale e occlusione venosa più estesa, che spesso vengono ottenute tramite una combinazione di gonfiaggio con catetere con palloncino e iniezione di trombina, legatura completa combinata con iniezione di trombina, trombosi fotochimica combinata con iniezione di trombina, o legatura parziale combinata con iniezione di trombocina e applicazione di FeCl₃ 13,14,23,35. Questi approcci portano a un diffuso infarto venoso, edema cerebrale, crisi epilettiche e maggiore mortalità, fornendo una solida piattaforma per studiare la fisiopatologia della trasformazione emorragica, gravi lesioni cerebrali e interventi terapeutici aggressivi. Studi recenti su ratti hanno dimostrato che tali modelli combinati riproducono costantemente fenotipi gravi, rendendoli estremamente preziosi per le indagini traslazionali di CVST ad alto rischio e per il test di nuove terapie anticoagulanti o trombolitiche. La gravità complessiva di questi modelli è illustrata nella Figura 3.
Validazione del modello animale CVST
Il successo dei modelli animali CVST viene valutato principalmente in due domini complementari: flusso venoso cerebrale e lesioni parenchimanti. Una valutazione completa del flusso venoso e delle alterazioni parenchimatose garantisce che i modelli CVST replichino accuratamente le caratteristiche emodinamiche e a livello tissutale delle malattie umane, fornendo così una solida base per la validazione dei modelli e la ricerca traslazionale.
Valutazione del flusso del seno venoso
Confermare l'occlusione dei seni e quantificare le alterazioni nell'emodinamica venosa cerebrale sono essenziali per valutare il successo del modello. Le modalità di imaging non invasive, come la venografia a risonanza magnetica (MRV) o la tomografia microcomputerizzata (TC) nei roditori, consentono la visualizzazione diretta della presenza di trombo e del flussoresiduo 43,44. L'imaging laser a contrasto di speckle (LSCI) fornisce una valutazione in tempo reale e ad alta risoluzione della perfusione relativa del sangue nelle regioni corticali SSS e parasinusali, consentendo il monitoraggio dinamico delle alterazioni del flussovenoso 45. L'ecografia Doppler consente la valutazione in vivo della dimensione del trombo e della velocità del flusso sanguigno all'interno del lumen residuo dell'SSS46. Insieme, questi metodi determinano l'estensione, la completezza e la stabilità dei tromboni indotti. L'istituzione con successo del modello CVST richiede evidenza diretta di occlusione sinusale, caratterizzata da difetti di riempimento luminale, interruzione del flusso venoso o evidenze istopatologiche della formazione di trombo intraluminali.
Valutazione della lesione parenchimatosa cerebrale
Il CVST spesso porta a lesioni parenchimase secondarie a causa di congestione venosa, ischemia e trasformazione emorragica. L'imaging a risonanza magnetica (MRI) consente la rilevazione in vivo di edema, infarto ed emorragia, mentre tecniche istopatologiche come la colorazione di ematossilina ed eosina (H&E), la colorazione con cloruro 2,3,5-trifeniltetrazolio (TTC) e l'immunoistochimica per marcatori neuronali o neurogliali permettono una valutazione dettagliata dei dannitissutali 11,43,45 . Analisi quantitative, incluse misurazioni del volume infarcto o emorragico e della perdita neuronale, caratterizzano ulteriormente l'entità della lesione. La valutazione dell'integrità della barriera emato-encefalica può essere effettuata utilizzando l'estravasazione di Evans blue, mentre l'edema cerebrale può essere valutato utilizzando il contenuto di acquacerebrale 24,35. Test comportamentali come il punteggio neurologico, il test a campo aperto, il test a trave di equilibrio e il rotoodio forniscono evidenze di disfunzione neurologica, compromessoparenchimante 35,45. Il danno parenchimoso cerebrale rappresenta una conseguenza a valle della CVST ed è quindi considerato opzionale per l'istituzione del modello.
I modelli di roditori offrono un'eccellente trattabilità genetica e sono ben adatti a studi meccanicistici sulle vie immunitarie einfiammatorie 47. Tuttavia, le loro piccole strutture venose presentano sfide per una manipolazione chirurgica precisa e una valutazione emodinamica. Le specie più grandi, come canini e suini, offrono un'anatomia venosa più accessibile, permettendo l'induzione della trombosi in più seni venosi, oltre a una valutazione emodinamica dettagliata e testfarmacologici 15. Tuttavia, la complessità logistica, gli alti costi e la limitata disponibilità di strumenti genetici ne ostacolano l'uso diffuso. Sebbene i primati non umani assomiglino più agli umani in termini di fisiologia e comportamento, rimangono in gran parte sottoutilizzati a causa della mancanza di modelli riproducibili. La mancanza di modelli standardizzati di primati non umani limita le indagini su interazioni emodinamiche complesse e interventi basati su dispositivi direttamente traducibili alla CVST umana. Sviluppare modelli riproducibili in specie più grandi aiuterebbe a colmare questo divario e a migliorare sostanzialmente la rilevanza traslazionale della ricerca preclinica. Va considerato il carico animale tra specie, poiché animali più piccoli hanno uno stress fisiologico inferiore ma strutture venose molto piccole, mentre gli animali più grandi sperimentano uno stress fisiologico più elevato e una maggiore complessità chirurgica nonostante un'anatomia venosa più grande.
I modelli reversibili sono adatti per studiare i meccanismi della fase acuta, la risoluzione del trombo e l'efficacia dei farmaci, mentre i modelli irreversibili sono più adatti per esplorare i processi fisiopatologici a valle successivi alla CVT nella fase acuta o cronica, poiché simulano un'ostruzione venosa graduale o persistente. La gravità della trombosi influisce anche sull'utilità del modello: i modelli lievi inducono occlusione parziale o completa del seno con sottile lesione parenchimatosa, mentre i modelli gravi portano a un infarto parenchimale esteso ed edema. Collettivamente, questi modelli forniscono un quadro completo per indagare l'evoluzione temporale e i meccanismi fisiopatologici della CVST, nonché per valutare interventi terapeutici mirati. Considerazioni etiche e il benessere animale dovrebbero guidare la selezione del modello CVST e del disegno sperimentale. La gravità del modello, inclusa l'entità dell'occlusione venosa, la lesione parenchimatose secondaria e i deficit neurologici, dovrebbe essere predefinita per minimizzare la sofferenza animale. I ricercatori dovrebbero anche tenere conto degli endpoint umani e dare priorità al modello valido meno grave e allineato alla questione scientifica per evitare danni eccessivi. Integrare queste salvaguardie etiche con lo sviluppo del modello aumenta il rigore scientifico e la rilevanza traslazionale.
I modelli ad alto valore traslazionale includono modelli su grandi animali che utilizzano cateteri a palloncino combinati con agenti trombogenici, e modelli di iniezione di coaguli di roditori, poiché questi generano tromboni intraluminali ricchi di fibrina e eritrociti, permettono la validazione per immagini e consentono test di terapie farmacologiche. I modelli a valore traslazionale moderato includono modelli indotti daFeCl 3 e fotochimici, che sono riproducibili e utili per i meccanismi a valle e lo screening terapeutico ma si basano su lesioni endoteliali artificiali. I modelli a basso valore traslazionale includono approcci basati su legatura permanente, che enfatizzano eccessivamente la stasi venosa e sono quindi sconsigliati per studi di eziologia, anticoagulazione o trombolisi.
Tutti questi modelli possono essere applicati a studi focalizzati sulle conseguenze fisiopatologiche a valle del CVST. Gli studi sulla trombolisi dovrebbero utilizzare preferentemente modelli di iniezione di coaguli o cateteri a palloncino combinati con agenti trombogenici, e dovrebbero evitare legature permanenti, inserzione di bastoncini di silicone e innesti plastici. Le indagini meccanicistiche incentrate su infiammazione, lesioni endoteliali o recanalizzazione possono utilizzare modelli basati suFeCl 3 o basati su fotochimica. I modelli a base di gomma gonfiabile con acqua sono particolarmente adatti per studiare forme di CVST a lenta progressività, poiché l'espansione graduale dell'impianto all'interno del seno venoso imita il progressivo restringimento luminale e l'ostruzione ritardata dell'uscita venosa. La validazione dei dispositivi intravascolari e gli studi di imaging traslazionale dovrebbero dare priorità ai modelli suini che utilizzano cateteri a palloncino in combinazione con agenti trombogenici. La Tabella 1 riassume le applicazioni raccomandate per le tecniche di induzione comunemente utilizzate.
I modelli indotti daFeCl 3, i modelli con iniezione di coaguli, la legatura combinata con agenti trombogeni e l'inserimento di bacchette di silicone sono generalmente altamente possibili in ambiti di laboratorio di routine. Al contrario, i modelli fotochimici e i cateteri a palloncino combinati con agenti trombogeni dipendono maggiormente da apparecchiature specializzate e infrastrutture tecniche. L'induzione fotochimica del CVST richiede una fonte luminosa stabile di una lunghezza d'onda specifica, sistemi di messa a fuoco e posizionamento ottici precisi e una gestione controllata di agenti fotosensibilizzanti, rendendo questo approccio fortemente dipendente da apparecchiature ottiche specializzate e competenze tecniche. Analogamente, i modelli basati su catetere con palloncino richiedono strumentazione endovascolare e guida fluoroscopica per una posizione accurata del catetere e competenze avanzate dell'operatore nella manipolazione intravascolare, limitandone così la fattibilità a laboratori con strutture e competenze interventiste dedicate. La fattibilità di questi metodi di induzione è fornita nella Tabella 1.
La riproducibilità varia notevolmente tra i modelli CVST. I modelli basati solo sulla legatura mostrano una bassa riproducibilità, dovuta principalmente alla variabilità anatomica nel drenaggio venoso e nella circolazione collaterale. Il catetere a palloncino combinato con agenti trombogeni mostra una moderata riproducibilità, poiché gli esiti procedurali dipendono fortemente dall'operatore, e i modelli fotochimici sono altrettanto sensibili alla distanza di illuminazione e alla precisione del mirare. Al contrario, i modelli indotti daFeCl 3, quelli con iniezione di coaguli e l'inserimento di aste in silicone generalmente dimostrano un'elevata riproducibilità quando vengono applicati protocolli standardizzati. La riproducibilità di questi metodi di induzione è riassunta nella Tabella 1.
Tuttavia, rimangono diverse limitazioni che limitano la rilevanza clinica degli approcci attuali. Le tecniche di induzione attuali producono in modo affidabile l'occlusione venosa, ma raramente catturano le complessise eziologie multifattoriali osservate nella CVST umana, come la trombofilia genetica, l'infiammazione sistemica, le infezioni, i disturbi autoimmuni o la compressione venosa. Di conseguenza, la maggior parte dei modelli riflette principalmente le conseguenze a valle della formazione del trombo piuttosto che gli eventi patologici iniziali. Questa limitazione limita la loro capacità di ricapitolare completamente i meccanismi dellamalattia 19.
Sviluppare modelli specifici per eziologia rappresenta una direzione futura importante. Tecniche come l'iniezione di trombomba o coaguli, l'applicazione di FeCl3 e le lesioni fotochimiche generano tromboni di dimensioni e composizione riproducibili, ma non riflettono fattori di rischio rilevanti per il paziente o condizioni sistemiche. Incorporare fattori come stati ipercoagulabili, stimoli infiammatori, influenze ormonali o condizioni multifattoriali combinate potrebbe aumentare significativamente la rilevanza clinica dei modelli preclinici, facilitando la ricerca terapeutica mirata. Nonostante queste limitazioni, i modelli esistenti rimangono cruciali per valutare terapie farmacologiche, come anticoagulanti e trombolitici, e per convalidare tecniche di imaging e dispositivi interventistici. Studi futuri dovrebbero integrare fattori di rischio genetici e sistemici, metodi di induzione multimodali e tecniche avanzate di imaging per modellare più accuratamente la fisiopatologia della CVST umana, migliorando così il potenziale traslazionale e supportando lo sviluppo di terapie mirate basate su meccanismi.
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L'affermazione con successo dei modelli CVST è definita da evidenze dirette di occlusione sinusale, con le lesioni parenchimate considerate opzionali. La trombosi indotta da FeCl₃ o metodi fotochimici è generalmente reversibile, mentre i modelli basati su legatura permanente, iniezione autologa di coaguli, catetere a palloncino combinato con trombomba o gomma gonfiabile con acqua tipicamente portano a un'occlusione irreversibile. La maggior parte dei modelli induce una lieve patologia, m...
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Gli autori non hanno conflitti di interesse da dichiarare.
Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China (82401527).
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