Indurre l'epilessia post-traumatica in un modello murino di lesioni cerebrali traumatiche diffuse ripetitive

Il nostro protocollo è il primo a dettagliare un modello di topo di epilessia post-traumatica indotta da lievi lesioni cerebrali traumatiche. L'uso di un lieve modello di lesione cerebrale traumatica diffusa imita un aspetto importante della patologia della lesione cerebrale traumatica umana che ha quasi sempre una componente diffusa. Al fine di sviluppare biomarcatori e trattamenti, è necessaria una ricerca utilizzando modelli che riproducano adeguatamente aspetti della patologia umana.

Il nostro modello di lesione cerebrale traumatica ha anche il potenziale per fornire informazioni sui meccanismi che causano compromissione della funzione cerebrale dopo lieve lesione cerebrale traumatica o commozione cerebrale. Dopo aver confermato una mancanza di risposta al riflesso del dolore, posizionare il mouse su un cuscinetto di schiuma e posizionare la testa del mouse sotto il tubo di caduta del peso. Posizionare un disco piatto di 1,3 centimetri di diametro di un millimetro di spessore di 880 milligrammi di peso in acciaio inossidabile al centro della testa dell'animale tra gli occhi e le orecchie.

Rimuovere il perno nel tubo di caduta del peso per rilasciare l'asta di peso di 100 grammi da un'altezza di 50 centimetri. Per indurre una lesione fittizia nei topi di controllo, rimuovere l'asta di peso dal tubo per evitare il rilascio accidentale del perno durante la caduta di peso. Dopo l'induzione della caduta di peso, posizionare l'animale sulla schiena su un tampone riscaldante coperto da un asciugamano assorbente poli foderato sterile con monitoraggio fino alla piena rimipipisurazione.

Quindi mettere il mouse in una gabbia pulita che è stata riscaldata su una pastiglia riscaldante con gel di recupero e alcuni pezzi di chow inumiditi per 45 minuti. Per preparare il campo chirurgico per l'impianto dell'elettrodo EEG, posizionare un sensore di temperatura sul pad e posizionare il mouse ferito al cervello riaesteti su un drappo sterile sopra la pastiglia di riscaldamento sull'apparato stereotattico. Dopo aver riparato la testa in posizione con le barre dell'orecchio, applicare un unguento lubrificante sugli occhi dell'animale e utilizzare la crema depilatoria per rimuovere i capelli dal cuoio capelluto.

Disinfettare la pelle esposta con tre tamponi alternati di 20 secondi di soluzione antisettica chirurgica di iodio povidone e 70%etanolo in un movimento circolare. Dopo aver rimosso il cuoio capelluto, applicare piccoli hemostat sui bordi della pelle aperti per espandere l'area esposta. Quindi, utilizzare il bisturi per rimuovere delicatamente il periostio e tamponare il cranio con perossido di idrogeno.

Quando il cranio viene eliminato dal tessuto e presenta un aspetto biancastro, asciugare l'osso con una garza sterile o un tampone. Per l'impianto di elettrodi, utilizzare un trapano ad alta velocità con una punta rotonda in acciaio da 0,5 millimetri a 5.000 a 6.000 rotazioni al minuto per creare sei fori di bava per gli elettrodi a vite. Una volta praticati tutti i fori, posizionare i sei elettrodi a vite nei fori di bava e mescolare una mezza pallina di polvere di cemento dentale con diverse gocce di solvente.

Utilizzare una spatola per mescolare fino a quando la miscela di cemento dentale è di cattivo gusto ma malleabile e abbastanza rigida da essere adeguatamente condensata quando posizionata sul cranio dell'animale. Applicare il cemento su tutta la superficie esposta del cranio e su ogni elettrodo a vite. Dopo uno o due minuti, accendere il ferro da saldare e posizionare il supporto della testa tre EEG in un braccio portante stereotattico.

Posizionare il supporto della testa sopra il cranio in modo che le sei posizioni di piombo del filo corrispondano alla posizione del cavo del filo di ogni elettrodo a vite. Abbassare il dispositivo in modo che la sua parte ventrale poggia sopra il cemento dentale. Ruotare il filo di ogni cavo da ciascuno degli elettrodi a vite con il corrispondente cavo del supporto della testa, saldare ogni coppia di fili intrecciati per una corretta conduzione del segnale e utilizzare le forbici per tagliare qualsiasi filo in eccesso.

Piegare ogni coppia saldata di cavi attorno al supporto della testa. Quando tutte le coppie sono state piegate, coprire tutto il filo con cemento dentale fresco lasciando esposta solo la parte nera del supporto della testa. Rilasciare gli emostati che tengono i lembi della pelle e applicare l'antisettico di clorexidina sull'area intorno all'impianto per evitare infezioni.

Quindi trasferire l'animale dall'apparecchio a un equilibrio per misurare il peso dell'animale come riferimento per il monitoraggio futuro prima di posizionare l'animale in una gabbia pulita su una calda pastiglia riscaldante con monitoraggio, gel di recupero e alcuni pezzi di chow inumiditi. In questa figura, viene mostrata una crisi spontanea in un mouse 97 giorni dopo ripetute lesioni cerebrali traumatiche da caduta di peso registrate utilizzando un supporto per la testa EEG tre configurato come dimostrato in questo protocollo video. Qui, viene mostrata una crisi elettrografica spontanea non convulsa registrata in un topo 65 giorni dopo che è stata mostrata una ripetuta lesione cerebrale traumatica da caduta di peso.

In questa figura, una crisi spontanea in un topo 23 giorni dopo ripetute lesioni cerebrali traumatiche da caduta di peso è stata registrata utilizzando un supporto per la testa EEG. La potenza spettrale di una crisi tipica indica che la densità più alta si trova nell'intervallo da 10 a 40 hertz con un picco a 15 hertz. Questo protocollo dimostra le tempistiche per l'insorgenza di convulsioni negli animali dopo che la caduta ripetitiva del peso ha riportato lesioni cerebrali traumatiche dimostrando l'incidenza del clustering delle convulsioni in alcuni animali e sottolineando l'importanza di acquisire registrazioni continue piuttosto che intermittenti.

Il corretto posizionamento del disco d'acciaio, l'accurato impianto degli elettrodi a vite e l'attenta saldatura dei cavi metallici sono tutti fondamentali per un esperimento a lungo termine di successo. Dopo il monitoraggio EEG, gli animali con lesioni cerebrali che sviluppano convulsioni possono essere stratificati da quelli che non lo fanno per la successiva analisi delle loro differenze cellulari, molecolari e fisiologiche. Stratificare gli animali con epilessia post-traumatica da quelli che incorrono in lesioni cerebrali traumatiche ma non sviluppano convulsioni è fondamentale per lo sviluppo di interventi e biomarcatori.