Preparazione del modello di sottosquadro epilettogenesi Post-Traumatico in roditori
15 settembre 2011
Parzialmente isolato corteccia ("sottosquadro") è un modello animale efficiente epilettogenesi post-traumatico. Qui mostriamo come fare un nuovo dispositivo chirurgico e usarlo per fare le lesioni più precisi e concordanti per generare questo modello.
Questa procedura illustrerà come preparare un modello di epilettogenesi post-traumatica con undercut nei ratti. Il primo passo consiste nel realizzare un dispositivo semplice che migliori la precisione e la riproducibilità dell'intervento chirurgico di undercut. Successivamente, l'animale viene preparato per l'intervento e viene praticata una finestra cranica sulla superficie del cranio per accedere al cervello.
Infine, l'ago del dispositivo di sottotaglio viene inserito nella sostanza bianca della corteccia cerebrale e ruotato per produrre un sottotaglio a forma di ventaglio nella regione bersaglio. In definitiva, è possibile ottenere risultati che mostrano attività di tipo epilettico in fette cerebrali mediante la registrazione del potenziale di campo. Il vantaggio principale di questa tecnica è che si possono ottenere collisioni del cordoncino più precise e riproducibili utilizzando un semplice dispositivo chirurgico realizzato su misura.
E questo modello animale può essere utilizzato per rispondere a domande fondamentali relative all'epilettogenesi dopo una lesione cerebrale traumatica. Sebbene questo topo venga spesso utilizzato nel riso, può essere applicato anche ai topi. In generale, le persone nuove a questo metodo incontrano difficoltà, poiché creare una lesione così precisa della corteccia del roditore a mano libera è difficile.
Il dispositivo chirurgico è composto da tre parti: una piastra di supporto, un tubo guida e un ago piegato ad angolo retto vicino alla punta. Per preparare un dispositivo undercut per un intervento chirurgico su ratti di tre o quattro settimane di età, tagliare innanzitutto un pezzo di acciaio inossidabile o di plastica trasparente spesso da uno a 1,5 millimetri e di dimensioni comprese tra sette e dieci millimetri per 30 millimetri. Per realizzare la piastra di supporto, prendere un ago per siringa da 25 gauge e uno da 22 gauge e misurare la lunghezza dell'ago da 25 gauge.
Successivamente, tagliare l'estremità in plastica dell'ago da 22 gauge e misurare la lunghezza totale del segno lasciato dall'ago; quindi tagliare l'ago da 22 gauge in un punto tale che la lunghezza finale del tubo guida sia di circa cinque-sei millimetri più corta rispetto all'ago della siringa da 25 gauge. Carteggiare l'estremità per appiattirla e renderla liscia. Utilizzare una colla a base di cianoacrilato per fissare il tubo guida sulla piastra di supporto, assicurandosi che l'ago sia perpendicolare e allineato al bordo della piastra di supporto.
Inserire l'ago della siringa da 25 gauge nel tubo guida e piegare l'ago di 90 gradi a una distanza di 2,5-3 millimetri dalla punta. Infine, fissare un piccolo filo di rame o un piccolo pezzo di nastro all'estremità superiore dell'ago, nella stessa direzione della punta piegata.
Il filo o nastro indica l'angolo di rotazione dell'ago durante l'intervento chirurgico sottocutaneo. Prima di iniziare questa procedura, consultare il comitato istituzionale per la cura degli animali per ottenere l'approvazione necessaria per le seguenti operazioni. In primo luogo, assicurarsi che tutti gli strumenti chirurgici siano stati sterilizzati mediante un metodo approvato e che sia disponibile un campo sterile per l'intervento.
Anestetizzare l'animale secondo il protocollo approvato, assicurarsi che l'anestesia sia completa eseguendo una compressione della coda. Utilizzare un rasoio elettrico per rasare il cuoio capelluto dell'animale nella zona in cui verrà effettuata l'incisione. Successivamente disinfettare il cuoio capelluto utilizzando una soluzione di iodopovidone al 10%, seguita da etanolo al 70%.
Applicare un unguento oftalmico sugli occhi dell'animale per impedire che si secchino. Durante l'intervento chirurgico, posizionare l'animale su un apparato stereotassico per mantenere la testa in una posizione fissa e stabile. È consigliabile mantenere l'animale su un tappetino riscaldante per prevenire l'ipotermia.
Utilizzando un bisturi, effettuare un'incisione mediana anteroposteriore sul cuoio capelluto, estendendola da Lambda fino a un punto tra gli occhi. Successivamente, utilizzare pinze emostatiche per spostare la pelle lateralmente ed esporre adeguatamente il lato sinistro del cranio. Usare il bisturi per effettuare un'incisione rettangolare sul lato sinistro del cranio e per raschiare via il periostio.
Questo passaggio ridurrà il sanguinamento e faciliterà la foratura del cranio. Per prima cosa, pulire il cranio utilizzando soluzione salina sterile e diversi bastoncini di ovatta per rimuovere il sangue e asciugare l'area. Quindi applicare una goccia di soluzione salina sterile al centro del lato sinistro del cranio.
Quindi iniziare a trapanare per creare una scanalatura rettangolare di quattro per cinque millimetri al centro del lato sinistro del cranio. Dopo aver trapanato circa due terzi della profondità ossea, rimuovere il liquido fisiologico in eccesso e pulire l'area trapanata con un bastoncino di ovatta. Procedere lentamente e con attenzione, continuando a trapanare in profondità fino a quando la porzione centrale dell'osso risulti mobile al semplice tocco delicato con una pinzetta.
Rimuovere con attenzione la porzione centrale dell'osso afferrando delicatamente il frammento osseo con una pinzetta ed elevando lentamente il lembo osseo per esporre l'emisfero sinistro, mantenendo saldamente il dispositivo di undercut. Orientare l'ago in direzione parasagittale e la piastra di supporto perpendicolarmente alla linea mediana. Puntare la punta dell'ago da uno a due millimetri lateralmente rispetto alla sutura sagittale superiore, nel centro della finestra cranica, evitando i vasi sanguigni di maggiori dimensioni.
Successivamente, inserire l'ago in direzione orizzontale attraverso la dura e al di sotto del pilastro. Per evitare di danneggiare i vasi sanguigni, posizionare la base del dispositivo di undercut su entrambi i margini della finestra cranica in modo che l'ago risulti perpendicolare alla superficie corticale. Accertarsi che l'ago si trovi al di sotto del pilastro sollevandolo leggermente.
Quindi abbassare lentamente l'ago per creare un taglio transcorticale fino a quando l'ago non riesce più a penetrare. Successivamente, ruotare l'ago di 180 gradi lontano dalla linea mediana per creare un sottile strato profondo di sostanza bianca a forma di mezzaluna nello strato sei. Infine, sollevare nuovamente l'ago fino a quando non si trova al di sotto del pilone.
Quindi inclinare all'indietro il dispositivo di undercut ed estrarre l'ago. Posizionare un pezzo di pellicola di plastica sulla finestra cranica per proteggerla. Successivamente, rimuovere le pinze emostatiche, inumidire il cuoio capelluto con soluzione salina sterile se necessario e riportarlo nella posizione originale.
Chiudere l'incisione con punti di sutura. Successivamente, rilasciare l'animale dall'apparato stereotassico e posizionarlo su un tappetino riscaldante fino al risveglio dall'anestesia. Dopo aver riportato l'animale nella gabbia di alloggio, assicurarsi di somministrare un'adeguata analgesia secondo quanto definito dal protocollo IACUC relativo.
Qui, sezioni corticali coronali sono state preparate due settimane dopo l'intervento per valutare il successo dell'intervento chirurgico di undercut. Le incisioni transcorticali e quelle di undercut sono distinguibili con l'obiettivo a basso ingrandimento di un microscopio. Questa registrazione del potenziale di campo rivela un'attività evocata di tipo epilettiforme nella corteccia parzialmente isolata.
Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in circa 30 minuti se effettuata correttamente. Tuttavia, nel tentativo di eseguire questa procedura, è importante ricordare di esercitarsi nell'uso del dispositivo chirurgico prima dell'intervento. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come preparare un modello non sezionato di epilettogenesi post-traumatica nei roditori.
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Panoramica
Questa procedura illustra come preparare un modello di epilettogenesi post-traumatica con undercut in ratti. Viene utilizzato un dispositivo chirurgico personalizzato per migliorare la precisione e la riproducibilità durante l'intervento chirurgico.
Componenti Chiave dello Studio
Settore Scientifico
- Neuroscienze
- Epilettogenesi
- Tecniche chirurgiche
Sfondo
- L'epilettogenesi post-traumatic è un'area di ricerca significativa nelle neuroscienze.
- I modelli animali sono essenziali per lo studio dei meccanismi dell'epilessia.
- La precisione nelle tecniche chirurgiche può migliorare la coerenza del modello.
- Il modello undercut consente un'indagine mirata delle lesioni corticali.
Scopo dello studio
- Sviluppare un nuovo dispositivo chirurgico per la creazione di lesioni cerebrali.
- Migliorare la precisione della procedura di undercut.
- Generare un modello affidabile per lo studio dell'epilessia post-traumatica.
Metodi Utilizzati
- Preparazione di un dispositivo chirurgico personalizzato per l'undercutting.
- Preparazione dell'animale e creazione della finestra cranica.
- Inserimento del dispositivo nella corteccia cerebrale.
- Registrazione dei potenziali di campo per valutare l'attività epilettica.
Risultati principali
- Creazione con successo di un sottosquadro a forma di ventaglio nella regione bersaglio.
- Attività di tipo epilettico dimostrata in fette di cervello.
- Maggiore coerenza nella creazione delle lesioni mediante l'utilizzo del dispositivo personalizzato.
- I risultati supportano l'efficacia del modello con sottosquadro per la ricerca.
Conclusioni
- Il dispositivo chirurgico personalizzato migliora la precisione nella creazione di lesioni cerebrali.
- Questo modello rappresenta uno strumento prezioso per lo studio dell'epilettogenesi post-traumatica.
- Le ricerche future potranno basarsi su questi risultati per esplorare i meccanismi dell'epilessia.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Il modello dell'undercut fornisce un sistema pertinente alla malattia per lo studio dell'epilettogenesi post-traumatica, consentendo la riduzione dei rischi meccanicistici delle ipotesi terapeutiche. Generando lesioni corticali costanti che imitano la patologia da lesione cerebrale traumatica, il modello supporta la validazione degli obiettivi e lo sviluppo di saggi nella ricerca sull'epilessia. Ciò migliora l'affidabilità predittiva negli screening preclinici e negli sforzi di identificazione di composti promettenti.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche relative ai meccanismi di epilettogenesi.
- Valore operativo: Fornisce un sistema biologicamente depurato da rischi per la validazione funzionale delle target.
- Valore scientifico: Sostiene la previsione con maggiore affidabilità modellando le caratteristiche fisiopatologiche chiave dell'epilessia post-traumatica.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Genera sistemi biologici validati con attività epilettiforme quantificabile per lo screening di composti.
- Valore operativo: Migliora la standardizzazione e la riproducibilità del saggio attraverso la creazione precisa di lesioni.
- Valore scientifico: Consente la valutazione affidabile di composti antiepilettici mediante letture di registrazioni dei potenziali di campo.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Offre rilevanza clinica riproducendo l'isolamento corticale osservato nel trauma cranico.
- Valore operativo: Garantisce una continuità traslazionale dalle fasi di scoperta fino alla validazione preclinica.
- Valore scientifico: Supporta decisioni di avanzamento corrette per il rischio riducendo l'ambiguità meccanicistica nei percorsi di epilettogenesi.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il modello di undercut si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio alla valutazione preclinica, in particolare per i flussi di lavoro focalizzati sull'epilessia che richiedono un'analisi meccanicistica.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi e la chiarificazione dei percorsi di ricerca nell'epilettogenesi.
- Screening: Fornisce prontezza del saggio e output quantitativi mediante la registrazione dei potenziali di campo in fette cerebrali.
- Analisi: Offre misurazioni elettrofisiologiche che permettono il confronto tra condizioni sperimentali.
- Ricerca traslazionale: Si collega alla continuità preclinica attraverso letture di attività epilettiforme allineate ai biomarcatori.
- Riutilizzo aziendale: Funziona come piattaforma riutilizzabile per la generazione coerente di modelli tra diversi gruppi di ricerca.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Affidabilità predittiva, validazione degli obiettivi terapeutici, riduzione dell'ambiguità meccanicistica nell'epileptogenesi.
- Valore operativo: Standardizzazione, riproducibilità e scalabilità della generazione di lesioni.
- Valore strategico: Migliori decisioni di avanzamento o interruzione dello sviluppo, efficienza del capitale e riduzione del rischio biologico in fase avanzata nei programmi per l'epilessia.
- Impatto sul portafoglio: Prioritizzazione e decisioni di avanzamento corrette per il rischio, basate su dati di efficacia derivati dal modello.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in neurochirurgia su roditori e tecniche stereotassiche.
- È vincolato alla disponibilità di strumentazione per la creazione di finestre craniche e la fabbricazione di dispositivi.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro riguardo all'uso del dispositivo chirurgico e alle cure postoperatorie.
- Comporta considerazioni di adattamento per diverse ceppi e età di roditori.
- È limitato dalle difficoltà tecniche nel realizzare lesioni corticali precise in assenza del dispositivo guida.
