Una tecnica di occlusione dell'arteria cerebrale media per indurre la depressione post-ictus nei ratti
22 maggio 2019
Qui presentiamo un protocollo per indurre la depressione post-ictus nei ratti, occludendo l'arteria cerebrale centrale attraverso l'arteria carotide interna. Usiamo il test di nuoto forzato Porsolt e il test di preferenza del saccarosio per confermare e valutare gli Stati d'animo depressivi indotti.
Il nostro protocollo propone una nuova tecnica di occlusione dell'arteria cerebrale mediale nei ratti per aiutare a studiare il meccanismo dello sviluppo della depressione post-ictus e per trovare una terapia più efficiente. Il vantaggio principale della nostra tecnica è la sua capacità di ridurre la variabilità nei cambiamenti di peso, nell'edema cerebrale e nel volume infarto e di ridurre al minimo le morti legate alla procedura. Dopo aver confermato una mancanza di risposta al pizzico di coda in un ratto Sprague Dawley maschio da 300 a 350 grammi, posizionare l'animale su una piastra riscaldante di 37 gradi Celsius e utilizzare una sonda rettale per monitorare la temperatura corporea del nucleo.
Applicare un unguento sugli occhi dell'animale e radere i capelli dal collo. Quindi, disinfettare la pelle esposta con il 70% di clorexidina alcolica e coprire il topo con il drappo chirurgico sterile prima di eseguire l'occlusione secondo tecniche standard. Per ottenere il punteggio di gravità neurologica, posizionare un ratto occluso su una superficie piana e consentire all'animale di muoversi liberamente.
Dopo un minuto, tirare delicatamente il topo all'indietro per la coda e classificare la risposta dell'andatura dell'animale. Per misurare il volume infarto, scansionare le fette di cervello macchiate preparate con una risoluzione di 1.600 per 1.600 punti per pollice e ritagliare e standardizzare la scala per tutte le immagini. Quindi, caricare le immagini standardizzate in un programma software di analisi delle immagini appropriato e utilizzare uno strumento di tracciamento per misurare l'area del pallore contrassegnato in sei fette consecutive di due millimetri per determinare la dimensione infar zione come percentuale dell'intera fetta cerebrale.
Da 30 a 33 giorni dopo l'intervento chirurgico, trasferire gli animali in una stanza chiusa, silenziosa e leggera in gabbie individuali e posizionare una bottiglia contenente 100 millilitri di soluzione di saccarosio all'1% in ogni gabbia per 24 ore. Il giorno dopo, rimuovere le bottiglie, nonché il cibo e l'acqua potabile per 12 ore. Al termine del periodo di privazione, mettere una bottiglia contenente 100 millilitri di soluzione di saccarosio all'1% e una bottiglia contenente 100 millilitri di acqua di rubinetto in ogni gabbia per quattro ore.
Quindi, registrare il volume della soluzione di saccarosio e dell'acqua consumata per consentire il calcolo dell'affinità con la preferenza per il saccarosio per ciascun animale. Per il test di nuoto forzato di Porsolt, da 30 a 33 giorni dopo l'intervento chirurgico, posizionare prima ogni topo in un cilindro verticale in plexiglass contenente 80 centimetri di acqua di 25 gradi Celsius per 15 minuti. Alla fine del periodo di assuazione, lasciare asciugare il topo per 15 minuti nel recinto riscaldato a 32 gradi Celsius prima di riportare l'animale nella sua gabbia di casa.
Il giorno successivo, riportare il topo al cilindro per gli ultimi cinque minuti, registrando il test di cinque minuti per consentire il calcolo della durata totale dell'immobilità durante quel periodo. L'analisi istologica rivela un volume infarto statisticamente significativo come percentuale del volume totale del cervello post-MCAO rispetto agli animali nel gruppo di controllo fittizio. Un edema cerebrale statisticamente significativo si osserva anche negli animali da esperimento rispetto al gruppo di controllo fittizio.
Gli animali MCAO dimostrano prestazioni neurologiche inferiori rispetto agli animali finti a 50 minuti, 24 ore e sette giorni dopo l'intervento chirurgico. I ratti MCAO consumano anche una quantità significativamente inferiore di saccarosio e mostrano un'immobilità più lunga durante i test di nuoto forzato di Porsalt rispetto agli animali finti. Questo è un modello importante per gli studi di ictus comportamentale e potrebbe servire come strumento per valutare le terapie future o fornire dati preclinici critici sull'efficacia delle sostanze terapeutiche.
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Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per indurre la depressione post-ictus nei ratti mediante occlusione dell'arteria cerebrale media. Lo studio utilizza test comportamentali per valutare gli stati d'animo depressivi nei soggetti.
Componenti Chiave dello Studio
Settore Scientifico
- Neuroscienze
- Scienze del Comportamento
- Ricerca sull'Ictus
Sfondo
- La depressione post-ictus è una complicanza comune dopo un ictus.
- Comprendere i suoi meccanismi può contribuire allo sviluppo di terapie efficaci.
- I metodi attuali possono presentare un'elevata variabilità nei risultati.
- Questo studio mira a perfezionare la tecnica di occlusione per ridurre al minimo la variabilità.
Scopo dello studio
- Stabilire un modello affidabile per lo studio della depressione post-ictus.
- Valutare gli effetti della nuova tecnica di occlusione sui comportamenti depressivi.
- Ridurre le complicanze legate alla procedura nei modelli animali.
Metodi Utilizzati
- Tecnica di occlusione dell'arteria cerebrale media in ratti.
- Valutazioni comportamentali mediante il test della nuotata forzata di Porsolt.
- Test della preferenza per il saccarosio per valutare i cambiamenti dell'umore.
- Monitoraggio dei parametri fisiologici durante la procedura.
Risultati principali
- La nuova tecnica ha dimostrato una ridotta variabilità nei cambiamenti di peso.
- È stata osservata una minore incidenza di edema cerebrale e volume dell'infarto.
- Le morti correlate alla procedura sono state ridotte al minimo.
- Test comportamentali hanno confermato l'induzione di stati depressivi.
Conclusioni
- La tecnica di occlusione perfezionata è efficace per lo studio della depressione post-ictus.
- Fornisce un modello più coerente per le ricerche future.
- Sono necessari ulteriori studi per esplorare interventi terapeutici.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La creazione di modelli preclinici affidabili della depressione post-ictus è fondamentale per ridurre i rischi nella validazione di target neuropsichiatrici nei trattamenti contro l'ictus. Questa tecnica di occlusione dell'arteria cerebrale media riduce la variabilità del volume dell'infarto, dell'edema cerebrale e della mortalità, migliorando l'affidabilità delle previsioni nella fenotipizzazione comportamentale. Una maggiore coerenza del modello supporta le decisioni di avanzamento o interruzione nelle fasi iniziali della scoperta, chiarendo i legami meccanicistici tra ischemia cerebrale e fenotipi depressivi.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Permette l'analisi di ipotesi terapeutiche che collegano il danno ischemico alla fisiopatologia depressiva mediante l'induzione controllata di MCAO.
- Valore operativo: Riduce la variabilità dei risultati relativi ai cambiamenti di peso, al volume dell'infarto e all'edema cerebrale, migliorando la riproducibilità dei saggi negli studi di interazione con il bersaglio.
- Valore predittivo: Favorisce lo screening fenotipico di composti fornendo un sistema rilevante per la malattia, con comportamenti simili alla depressione validati attraverso il test della preferenza per il saccarosio e il test della nuotata forzata.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Prontezza del saggio: Produce sistemi biologici standardizzati con punteggi di gravità neurologica quantificabili e misurazioni del volume dell'infarto per lo screening di composti successivi.
- Output quantitativi: Genera parametri misurabili tra cui rapporti di preferenza per il saccarosio e durata dell'immobilità, consentendo l'analisi dose-risposta nello screening terapeutico.
- Scalabilità: La tecnica di occlusione basata sull'arteria cerebrale media (ICA) permette una generazione costante del modello tra diversi gruppi, supportando il riutilizzo della piattaforma nelle campagne di identificazione dei composti promettenti.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Rilevanza per la malattia: Modella la depressione post-ictus come complicanza neuropsichiatrica comorbida, in linea con la prevalenza clinica della PSD e con il fabbisogno terapeutico insoddisfatto.
- Continuità traslazionale: Collega la riduzione del rischio meccanicistica nella fase di scoperta alla validazione preclinica attraverso la conferma comportamentale e istologica degli stati depressivi.
- Avanzamento ponderato sul rischio: Fornisce dati preclinici sull'efficacia terapeutica correlando il volume dell'infarto indotto da MCAO con gli esiti comportamentali, supportando decisioni di avanzamento o interruzione del progetto.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio all'identificazione del capostazione fino alla sperimentazione dell'efficacia preclinica, consentendo un affinamento iterativo delle ipotesi terapeutiche per i disturbi neuropsichiatrici post-ictus.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica di ipotesi sui meccanismi dell'ictus ischemico che determinano fenotipi depressivi, mediante MCAO controllato e valutazione neurologica.
- Screening: Permette la standardizzazione dei saggi attraverso misurazioni riproducibili del volume dell'infarto e dell'edema cerebrale, fondamentali per lo screening di librerie di composti.
- Analisi: Fornisce variabili dipendenti quantitative, tra cui il consumo di saccarosio e la durata dell'immobilità, facilitando il confronto statistico tra gruppi di trattamento.
- Ricerca traslazionale: Collega il carico lesionale ischemico ai fenotipi comportamentali, supportando l'allineamento di biomarcatori tra volume dell'infarto e esiti simili alla depressione.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma preclinica riutilizzabile per la valutazione di candidati neuroprotettivi e antidepressivi in modelli di comorbilità post-ictus.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia nella validazione dell'obiettivo riducendo l'ambiguità meccanicistica nei modelli di comorbilità tra ictus e depressione.
- Valore operativo: Migliora la riproducibilità e la standardizzazione tra laboratori grazie alla riduzione delle morti e della variabilità legate alle procedure.
- Valore strategico: Migliora l'efficienza del capitale riducendo i falsi positivi nell'identificazione dei composti promettenti mediante modelli biologicamente più sicuri.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione adeguata al rischio delle terapie per l'ictus mirate alle comorbidità neuropsichiatriche, basata su letture fenotipiche coerenti.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nella chirurgia stereotassica su roditori e nella valutazione del punteggio di gravità neurologica.
- È dipendente da strumentazione per la quantificazione del volume dell'infarto mediante analisi dell'immagine di sezioni cerebrali colorate.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di ricerca dei protocolli del test di preferenza per il saccarosio e del test della nuotata forzata per gli esiti comportamentali.
- Le considerazioni per l'adattamento includono la scalabilità della tecnica di occlusione dell'arteria carotide interna su diverse ceppi e età di ratti, monitorando contemporaneamente la temperatura corporea centrale.
- I limiti pratici comprendono la necessità di un monitoraggio postoperatorio per confermare lo sviluppo dell'infarto e i cambiamenti comportamentali a 30–33 giorni dopo l'MCAO.
