Una tecnica di emisezione laterale del midollo spinale minimamente invasiva e veloce per modellare le lesioni aperte del midollo spinale nei ratti
23 marzo 2022
Qui, descriviamo una nuova tecnica veloce che modella la lesione del midollo spinale aperto nei ratti che elimina la laminectomia. L'emisezione laterale viene eseguita durante la visualizzazione attraverso un microscopio. La tecnica è versatile e può essere utilizzata anche nelle regioni cervicale, toracica e lombare del midollo spinale di altri animali.
Questo protocollo è significativo perché le lesioni del midollo spinale sono ancora prevalenti oggi e la ricerca è necessaria per approfondire la comprensione di queste lesioni e sviluppare possibili terapie. Questa tecnica è più accurata e riproducibile rispetto alle lesioni da compressione e contusione e meno invasiva rispetto alle lesioni con laminectomia completa. Quindi potrebbe essere un'opzione migliore per una simulazione di lesione del midollo spinale rispetto alle procedure descritte in precedenza.
Per iniziare, utilizzare una lama di bisturi 20 per aprire l'area chirurgica praticando un'incisione lunga da due a 2,5 centimetri attraverso tutti gli strati della pelle lungo la colonna vertebrale. Posizionare questa incisione parallelamente alla colonna vertebrale utilizzando la vertebra L1 come punto centrale, estendendola di circa un centimetro sia in direzione cranica che in direzione del coccolo lungo la colonna vertebrale. Mobilizzare i lati della ferita tagliando il tessuto connettivo che circonda i muscoli.
Quindi posizionare due incisioni parallele lungo la colonna vertebrale, penetrando nel periostio. Posiziona le incisioni proprio accanto ai processi spinali su entrambi i lati, coprendo la distanza tra le vertebre toraciche 13 e L1. Sezionare i muscoli attaccati alle vertebre con l'otto di un respiratore fino a quando tutti i legamenti spinali sono visibili.
Posiziona un divaricatore. Quindi rimuovere i processi spinali della 13a vertebra toracica e della prima vertebra lombare Utilizzando una pinza ossea dentale per visualizzare l'intera area chirurgica. Utilizzare una garza sterile per controllare il sanguinamento durante la procedura, quando necessario.
Sollevare con cautela il resto dei processi spinali L1, sollevando l'arco vertebrale L1. Rimuovere il legamento flavum per accedere al midollo spinale. Solleva ulteriormente i processi spinali del coccolone, consentendo l'accesso alla dura madre spinale recisa.
Inclinare i processi spinali del coccolo in direzione cranica per visualizzare la pia madre. Guarda attraverso la pia madre per la vena mediana posteriore, mostrando la linea mediana della colonna vertebrale. Usando la vena come bisettrice direzionale, posiziona un'incisione usando un bisturi microchirurgico risparmiando la vena.
Posizionare l'incisione sotto la vena sul piano trasversale attraverso il diametro anteriore posteriore del midollo spinale. Eseguire l'emisezione spostando lateralmente la lama lontano dalla linea centrale. Posizionare l'incisione per evitare di tagliare l'arteria spinale anteriore.
Assicurarsi che non venga applicata una pressione eccessiva sul corpo vertebrale quando si taglia il midollo spinale per risparmiare l'arteria spinale anteriore sul lato ventrale del midollo spinale. Non chiudere la dura madre direttamente durante la chiusura della ferita. Suturare strettamente i muscoli e i processi spinali, chiudendo indirettamente la piccola ferita sulla dura madre.
Chiudere lo strato di tessuto connettivo dorsale con punti di sutura. Questo nuovo metodo di lesione midollare minimamente invasiva viene eseguito molto più velocemente rispetto all'approccio chirurgico tradizionale che utilizza la laminectomia e non richiede ulteriore strumentazione specializzata. La colorazione con ematossilina ed eosina è stata utilizzata per visualizzare il sito della lesione.
Altre sezioni possono essere eseguite lungo il midollo spinale imitando specifiche lesioni neurali. Anche la rigenerazione può essere studiata, poiché con questo metodo è possibile posizionare elettrodi o cellule staminali. La maggior parte delle tecniche che utilizzano modelli di lesione del midollo spinale a ferita aperta che implementano l'emisezione o la transazione possono essere semplificate e velocizzate utilizzando questa tecnica.
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Panoramica
Questo studio presenta una nuova e efficiente tecnica per la modellizzazione della lesione del midollo spinale aperta nei ratti, che elimina la necessità di laminectomia. Il metodo permette la visualizzazione di emiseczioni laterali attraverso un microscopio ed è applicabile a diverse regioni del midollo spinale in vari modelli animali.
Componenti Chiave dello Studio
Ambito Scientifico
- Neuroscienze
- Lesione del midollo spinale
- Tecniche chirurgiche nei modelli animali
Sfondo
- Le lesioni del midollo spinale rimangono comuni, rendendo necessaria la ricerca per comprenderle e sviluppare terapie.
- Le tecniche attuali sono spesso invasive e meno riproducibili.
- Questo nuovo metodo offre un'alternativa meno invasiva rispetto ai modelli tradizionali.
- La tecnica è facilmente adattabile a diverse regioni vertebrali.
Scopo dello studio
- Introdurre un modello di lesione del midollo spinale più rapido e maggiormente riproducibile.
- Migliorare la precisione chirurgica e ridurre al minimo l'invasività rispetto ai metodi esistenti.
- Facilitare gli studi sulla rigenerazione permettendo l'accesso per elettrodi o cellule staminali.
Metodi Utilizzati
- Questo studio ha utilizzato un protocollo chirurgico su ratti per modellare lesioni del midollo spinale.
- Il modello biologico prevedeva un'emiseczione laterale del midollo spinale.
- Non è stato menzionato alcun flusso di lavoro multiomica.
- I passaggi principali includono incisioni precise e la mobilizzazione muscolare per esporre il midollo spinale.
- La procedura è stata progettata per essere rapida e non richiede strumenti specializzati.
Risultati principali
- La nuova tecnica si è rivelata più rapida e più efficiente rispetto agli approcci tradizionali di laminectomia.
- La colorazione con ematossilina ed eosina ha permesso la visualizzazione del sito della lesione.
- Altre sezioni del midollo spinale possono essere bersagliate per simulare specifiche lesioni neurali.
- Questo metodo consente ulteriori approfondimenti sui meccanismi di rigenerazione.
Conclusioni
- Lo studio stabilisce un modello promettente e minimamente invasivo per la ricerca sulle lesioni del midollo spinale.
- Sebbene non sia stata impiegata un'analisi multi-omica, il metodo apre la strada a diverse applicazioni negli studi sulla rigenerazione.
- Nel complesso, migliora la comprensione delle lesioni del midollo spinale e delle potenziali strategie terapeutiche.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Contenuto
I modelli di lesione del midollo spinale poco invasivi sono fondamentali per la neuroscienza traslazionale e la valutazione terapeutica preclinica. Questa tecnica rapida di emiseczione laterale riduce la variabilità procedurale e il trauma tissutale, favorendo modelli animali più riproducibili e predittivi. L'efficienza operativa e l'invasività ridotta hanno un impatto diretto sulla scoperta precoce e sulla riduzione del rischio meccanicistico nei percorsi di neuro-rigenerazione.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Permette una modellizzazione precisa di lesioni del midollo spinale simili a lacerazioni per studi basati su ipotesi.
- Riduce le variabili di confondimento minimizzando i danni tissutali secondari e i detriti ossei.
- Migliora la riproducibilità e l'accuratezza nella validazione di bersagli funzionali nella ricerca sulle neurotraumatologie.
- Consente una riduzione del rischio meccanicistica permettendo una localizzazione e un'estensione della lesione controllate.
Sviluppo di screening e saggi
- Facilita la preparazione di modelli animali standardizzati per lo screening di composti rigenerativi o neuroprotettivi.
- Permette un'induzione lesiva costante, supportando letture quantitative di parametri comportamentali e istologici.
- Riduce il tempo delle procedure, aumentando la produttività negli studi preclinici di screening.
- Minimizza il carico sugli animali, in linea con le migliori pratiche etiche e operative.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Fornisce un sistema rilevante per la malattia per valutare interventi rigenerativi, come il posizionamento di cellule staminali o di elettrodi.
- Mantiene l'integrità del canale vertebrale, sostenendo una continuità traslazionale dalla scoperta alla validazione preclinica.
- Permette una modellizzazione mirata di specifiche lesioni neurali, migliorando il valore predittivo per lo sviluppo di terapie.
- Consente decisioni di avanzamento aggiustate per il rischio, basate su esiti di lesione riproducibili.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questa tecnica si integra nel percorso iniziale della scoperta e della fase preclinica, collegando la validazione del bersaglio, gli studi meccanicistici e la ricerca traslazionale nei modelli di lesione del midollo spinale.
- Biologia della Scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi e la chiarificazione dei percorsi biologici consentendo l'induzione controllata di lesioni.
- Screening: Fornisce modelli riproducibili per la valutazione quantitativa di terapie sperimentali.
- Analisi: Produce risultati istologici e comportamentali costanti per il confronto tra diverse condizioni.
- Ricerca Translazionale: Si integra nei flussi di lavoro della medicina rigenerativa permettendo studi di intervento mirati.
- Riutilizzo su Scala Aziendale: Offre un protocollo ampiamente adattabile per diversi programmi di ricerca sul neurotrauma.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nella modellizzazione delle lesioni del midollo spinale.
- Valore operativo: Migliora la standardizzazione, la riproducibilità e l'efficienza procedurale.
- Valore strategico: Favorisce decisioni più accurate di tipo go/no-go e una maggiore efficienza nell'uso del capitale riducendo le variabili di lesione confondenti.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione dei candidati neuroprotettivi e neuroregenerativi adeguata al livello di rischio.
Considerazioni sull'Implementazione
- Richiede competenze chirurgiche in procedure microchirurgiche spinali e nell'utilizzo di animali.
- Necessita di strumenti chirurgici da laboratorio standard e di accesso alla microscopia per il controllo visivo.
- Richiede una standardizzazione tra i gruppi nei protocolli di induzione della lesione e di assistenza post-operatoria.
- È adattabile a diverse regioni del midollo spinale del ratto, ma limitata agli spazi intervertebrali per l'emisezione.
- Una tecnica accurata è essenziale per evitare lesioni vascolari e garantire la coerenza del modello.
