Un modello di ratto di occlusione/riperfusione dell'arteria cerebrale media senza danneggiare la struttura anatomica dei vasi cerebrali
17 maggio 2024
Il protocollo attuale descrive un modello di ratto di occlusione/riperfusione dell'arteria cerebrale media che preserva la struttura anatomica dei vasi cerebrali senza causare danni.
Questo studio sviluppa un modello di ratto per l'occlusione o la riperfusione dell'arteria cerebrale media che mantiene l'integrazione dei vasi cerebrali. Si concentra sull'introduzione di un nuovo metodo per indurre un modello di ictus ischemico di ratto senza compromettere l'anatomia vascolare cerebrale. Il progetto utilizza tecniche microchirurgiche e l'ischemia indotta da filamenti.
Introduce un metodo per indurre l'ischemia senza danneggiare l'arteria carotide comune o il sistema carotideo esterno. Contrariamente alle tecniche che possono compromettere in modo permanente il flusso sanguigno o danneggiare l'anatomia vascolare cerebrale, questo protocollo mantiene l'integrità anatomica di diversi vasi. Fornisce un approccio più accurato e meno dannoso allo studio dell'ictus ischemico.
Per iniziare, posizionare il ratto anestetizzato su una piattaforma operativa. Dopo aver rasato il pelo intorno alla gola e alla zona del collo sinistro, disinfettare il sito chirurgico tre volte con Betadine ed etanolo al 70%. Praticare un'incisione della linea mediana lunga 1,5 centimetri sul lato ventrale del collo e aprire la fascia superficiale.
Eseguire la dissezione contundente per esporre l'arteria carotide esterna, l'arteria carotide interna e l'arteria carotide comune. Posizionare tre suture di seta 4-0 attorno all'arteria carotide comune e un'altra sutura di seta attraverso l'arteria carotide esterna vicino alla biforcazione dell'arteria carotide interna. Fare un nodo scorsoio sganciabile sull'arteria carotide comune prossimale.
Stringere la sutura sull'arteria carotide comune distale usando un emostatico per bloccare il flusso sanguigno. Legare liberamente un altro nodo scorsoio attorno all'arteria carotide comune durante la sutura per assicurarsi che il vaso non sia occluso. Ora, usando le forbici, fai un'incisione di 0,5 millimetri tra la sutura di seta prossimale e la sutura centrale sull'arteria carotide comune.
Introdurre un filamento 4-0 lungo tre centimetri nell'arteria carotide comune. Stringere le suture di seta attorno all'arteria carotide comune per fissare il filamento intraluminale e prevenire il sanguinamento. Quindi rimuovere la sutura dall'arteria carotide comune distale.
Continuare a inserire il filamento nel lume dell'arteria cerebrale media controllando le suture attorno all'arteria carotide esterna. Avvia un timer e registra l'ora in cui inizia l'occlusione. Sutura l'incisione del collo con suture di seta 3-0.
Posizionare con cura l'animale in una gabbia di recupero. Dopo la modellazione ischemica, riaprire l'incisione del collo dal ratto anestetizzato. Al microscopio da dissezione, ritirare delicatamente il filamento occludente posizionando il micromorsetto orizzontalmente vicino al nodo di sutura intraluminale.
Continuare a ritirarsi fino a quando la punta bianca è chiaramente visibile vicino all'incisione dell'arteria carotide comune. Quindi rimuovere completamente il filamento e rilasciare il nodo di sutura intraluminale fissato. Posizionare un altro micro morsetto vicino al lato dell'estremità del cuore del nodo prossimale dell'arteria carotide comune.
Successivamente, rimuovere il nodo di sutura attorno all'arteria carotide comune prossimale. Sciacquare il sito dell'incisione con soluzione fisiologica. Asciugare l'area con un batuffolo di cotone sterile per rimuovere il sangue e ottenere un campo chirurgico chiaro.
Ora con ingrandimento 4x, sutura l'incisione dell'arteria carotide comune utilizzando suture microchirurgiche 11-0 in uno schema interrotto. Dopo la sutura, rimuovere i micro morsetti da entrambe le estremità dell'arteria carotide comune per ripristinare il flusso sanguigno. Applicare pressione con un batuffolo di cotone sterile sul sito di sutura dell'arteria carotide comune per 30 secondi.
Osservare l'arteria carotide comune per due minuti per assicurarsi che non si verifichi sanguinamento. Sutura l'incisione del collo e posiziona il ratto in una scatola di cura a 35 gradi Celsius per il recupero dell'anestesia. Tre giorni dopo la riperfusione dell'ischemia, rimuovere il cervello dal ratto soppresso.
Congela il cervello a meno 20 gradi Celsius per 20 minuti. Dopo il congelamento, usa un bisturi per tagliare il cervello in sezioni coronali spesse due millimetri. Incubare le sezioni cerebrali con il 2% di TTC per 20 minuti a 37 gradi Celsius.
Dopo l'incubazione, trasferire le sezioni cerebrali in una piccola capsula di Petri e scartare il 2% di TTC. Quindi fissare le sezioni cerebrali con il 10% di formalina per 30 minuti a temperatura ambiente. Scartare la formalina e sciacquare le sezioni cerebrali con PBS.
Cattura fotografie digitali di fette consecutive. Utilizzando il software ImageJ, è possibile misurare quantitativamente le aree di infarto. Dopo la colorazione TTC, gli infarti derivanti dall'ischemia cerebrale sono stati osservati sia nello striato che nella corteccia.
A tre giorni dall'ictus ischemico, la percentuale totale di infarto è stata misurata a circa il 30% dell'emisfero con un tasso di mortalità del 16,7% dopo l'intervento chirurgico.
Panoramica
Questo studio sviluppa un modello ratto di occlusione o ripristino del flusso nell'arteria cerebrale media che mantiene l'integrità dei vasi cerebrali. L'attenzione è rivolta a un nuovo metodo per indurre un ictus ischemico senza compromettere la struttura anatomica del sistema vascolare cerebrale.
Componenti Chiave dello Studio
Ambito Scientifico
- Neuroscienze
- Ricerca sull'ictus
- Tecniche chirurgiche
Sfondo
- L'ictus ischemico rappresenta un modello significativo per lo studio delle risposte vascolari cerebrali.
- I metodi tradizionali compromettono spesso l'anatomia vascolare.
- Il mantenimento dell'integrità dei vasi sanguigni è fondamentale per una ricerca accurata sull'ictus.
- Questo protocollo mira a fornire un approccio meno dannoso per la modellizzazione dell'ischemia.
Scopo dello studio
- Sviluppare un metodo meno invasivo per indurre l'ictus ischemico nei ratti.
- Preservare l'architettura dei vasi cerebrali durante la procedura di occlusione.
- Fornire indicazioni pratiche per futuri studi legati all'ictus.
Metodi Utilizzati
- Lo studio impiega tecniche microchirurgiche su ratti anestetizzati.
- Modello biologico chiave: modello di ictus ischemico nel ratto.
- È stato utilizzato un metodo indotto da filamento per indurre l'ischemia preservando l'anatomia vascolare.
- I dettagli includono incisioni specifiche, tecniche di sutura e procedure di recupero.
- Dopo l'ischemia, sezioni cerebrali sono state preparate per l'analisi dell'infarto mediante colorazione con TTC.
Risultati principali
- È stata osservata un'integrità anatomica dei vasi mantenuta con una mortalità minima (16,7%).
- Circa il 30% dell'emisfero è risultato infartuato a tre giorni dalla riperfusione.
- La tecnica ha dimostrato un approccio controllato allo studio dell'ictus ischemico.
- È stata ottenuta la validazione dei metodi mediante quantificazione con il software ImageJ.
Conclusioni
- Lo studio dimostra un modello affidabile di ictus ischemico che minimizza i danni vascolari.
- Questo approccio apre nuove strade per metodologie di ricerca sull'ictus migliorate.
- Viene potenziata la comprensione delle risposte vascolari cerebrali all'ischemia.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Preservare l'anatomia vascolare cerebrale nei modelli preclinici di ictus è fondamentale per garantire fedeltà traduttiva e ridurre i rischi meccanicistici nella scoperta di farmaci neurovascolari. Questo modello rattno permette una valutazione quantitativa del danno ischemico riducendo al minimo i danni vascolari confondenti, sostenendo una maggiore affidabilità predittiva nella validazione precoce degli obiettivi terapeutici. L'approccio migliora le decisioni di portafoglio fornendo un sistema fisiologicamente più rilevante per valutare strategie neuroprotettive e di ripristino del flusso ematico.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Permette l'analisi dei meccanismi di danno neurovascolare senza interferenze anatomiche.
- Consente la validazione funzionale delle target isolando gli effetti ischemici dagli artefatti chirurgici.
- Migliora la fiducia predittiva nella selezione di candidati per indicazioni cerebrovascolari.
Sviluppo di screening e saggi
- Facilita la preparazione di modelli in vivo validati per lo screening dell'efficacia dei composti.
- Fornisce una quantificazione riproducibile dell'infarto mediante colorazione con TTC e analisi digitale delle immagini.
- Consente una valutazione standardizzata degli interventi neuroprotettivi tra diversi studi.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Si allinea alla fisiopatologia rilevante per la malattia preservando l'integrità del vaso durante l'ischemia.
- Permette una continuità dalla scoperta meccanicistica alla validazione preclinica di ipotesi terapeutiche.
- Riduce il rischio di traduzione modellando un danno da riperfusione clinicamente rilevante.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo modello si inserisce nel continuum dalla scoperta precoce alla validazione preclinica nello sviluppo di farmaci neurovascolari, fungendo da ponte tra studi meccanicistici e test di efficacia traslazionale.
- Biologia della Scoperta Permette la verifica di ipotesi sui meccanismi di danno ischemico con minimi confondenti procedurali.
- Screening: Fornisce misurazioni quantitative e riproducibili dell'infarto per la valutazione di composti.
- Analitica: Fornisce la quantificazione basata su immagini digitali della dimensione dell'infarto mediante il software ImageJ.
- Ricerca traslazionale Mantiene l'anatomia del vaso per supportare l'allineamento con la fisiopatologia clinica dell'ictus.
- Riutilizzo aziendale: Offre una piattaforma standardizzata e riutilizzabile in vivo per progetti di ricerca neurovascolare.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nella validazione di bersagli neurovascolari.
- Valore operativo: Migliora la riproducibilità e la standardizzazione dei modelli preclinici di ictus.
- Valore strategico: Migliora le decisioni di avanzamento o interruzione fornendo dati di efficacia fisiologicamente rilevanti.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione basata sul rischio delle risorse neurovascolari da avanzare.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze di microchirurgia e accesso a microscopi stereoscopici per la riparazione dei vasi.
- Richiede strumentazione precisa per l'inserimento del filamento e la sutura vascolare.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro dei protocolli chirurgici e analitici.
- L'adattamento ad altri modelli di roditori potrebbe richiedere un'ottimizzazione del protocollo.
- Le limitazioni potenziali includono la curva di apprendimento chirurgico e le risposte vascolari specifiche per la specie.
Domande frequenti sulla biofarmaceutica
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:19
Ischemic Stroke Modeling Through Carotid Artery Manipulation in Rats
3:15
Microsurgical Suturing of the Common Carotid Artery and Post-Operative Brain Tissue Analysis in Rat Models of Ischemia-Reperfusion
5:45
Representative Results
