$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Grote ischemische beroerte is wereldwijd een van de belangrijkste oorzaken van morbiditeit en invaliditeit1. Toch wordt onderzoek naar muizenberoertestot nu toe in bijna alle preklinisch geteste behandelingen geconfronteerd met een translationele blokkade. De vele redenen voor dit probleem en de inspanningen om het te overwinnen zijn in detail besproken in eerdere publicatie2. Deze uitdagingen komen voort uit de beperkte integratie van klinische vooruitgang in relevante diermodellen2 en de zwakke punten van gedrags- en neurologische scoresystemen bij het nauwkeurig en gevoelig detecteren van tekorten na een beroerte2.
Recente ontdekkingen3 ondersteunen dat het filamentmodel van occlusie van de middelste slagader (fMCAo) bij muizen aanzienlijke translationele voordelen heeft ten opzichte van andere modellen met open schedelletsel en trauma 2,4. Bovendien is dit de enige die de reperfusie en mechanische trombectomie van klinische beroerte-instellingen 5,6,7 modelleert. Het model wordt echter geconfronteerd met een hoge subacute mortaliteit tussen 3-7 dagen na een beroerte, wat langetermijnstudies van grote beroertes verbiedt en tot voor kort werd beschouwd als het inherente en onoverkomelijke artefact van het model. Bovendien is de detectie van neurologische gebreken na een beroerte relatief moeilijk en bevooroordeeld bij muizen vanwege hun kleine formaat, vooral bij niet-clinici of onervaren onderzoekers 8,9. Om dit aan te pakken, hebben verschillende groepen verschillende schalen ontwikkeld om tekorten op te sporen. De meest gebruikte en bekende schalen zijn de 3-punts Bederson-schaal (BS)10, de 5-punts gemodificeerde Bederson-schaal (mBS)11, de 5-punts Longa-score (LS) (die vergelijkbaar is met mBS)6, de gemodificeerde Neurological Stroke Scale (mNSS)12,13, de 18-punts Garcia-schaal (GS)9 en de meer gedetailleerde DeSimoni14 of anders bekend als "Neuroscore" (NS)9, 15 schaal. Helaas zijn sommige van deze schalen ofwel te grof en zijn ze alleen beperkt tot de paar dagen in de acute fase na een beroerte (BS, mBS en LS)8,9 of wordt hun interpretatie vertroebeld door algemene tekorten (NS).
Met deze achtergrond hebben we eerder het Mouse Stroke Unit (mSU) ondersteuningsprotocol ontwikkeld en gevalideerd, samen met de experimentele stroke scale (ESS) voor muizen13. De grondgedachte voor mSU was om kennis uit de klinische routine (d.w.z. menselijke beroerte-eenheden) aan te passen aan preklinisch onderzoek naar beroerte, terwijl ESS eerder bestaande maar "ongevoelige" of overbodige beroerteschalen kritisch consolideerde tot een praktische, verfijnde, gevoelige en tijdbesparende. De mSU bestaat uit frequente en aangepaste monitoring van de klinische basisparameters van muizen met aangepaste toepassing van dierondersteuning om de overleving te verbeteren13.
Gegevens van ons laboratorium en anderen bevestigen inderdaad de waarde van beide methoden. De mSU vertaalt klinische ondersteunende basismaatregelen en gaat7 van mensen naar muizen, vermindert de mortaliteit van de fMCAo bij muizen aanzienlijk van 60-70% naar 10-15%13, waardoor studies van grotere beroertes mogelijk zijn, en kan sindsdien effectief worden toegepast in onafhankelijke laboratoria 16,17,18,19. Bovendien kan het ESS onderscheid maken tussen focale (focale component van ESS, fESS) en algemene (algemene component van ESS, gESS) tekorten en symptomen na een beroerte, modelleert het de klinische score bij de mens (differentiatie tussen focale en algemene tekenen en symptomen bij mensen), is lineair gerelateerd aan de grootte van de beroertelaesie en is op lange termijn gevoelig voor tekorten13,20. Ondanks de bewezen waarde en werkzaamheid van zowel mSU als ESS, laat het gebrek aan duidelijke, gevisualiseerde, gestandaardiseerde instructies voor zelfs onervaren onderzoekers verschillende open vragen over de toepassing van mSU en aanzienlijke subjectiviteit over het scoren van focale tekorten op fESS.
Als zodanig is ons huidige artikel bedoeld om video-ondersteunde en duidelijke instructies te geven voor mSU- en fESS-protocollen. We zijn ervan overtuigd dat het beroerte-onderzoekers zal ondersteunen om de translationele efficiëntie van hun beroertestudies te vergroten, het verlies van dieren gedurende de eerste 3-10 dagen na een beroerte aanzienlijk te verminderen, de experimenteerkosten te verlagen en uiteindelijk neurologische gebreken maandenlang na een beroerte reproduceerbaar te evalueren13. Bovendien kan de aanvullende combinatie van de laddersporttest en de cilindertest gemakkelijk de focale ledemaatparese (voor- en achterpoten) kwantificeren als gevolg van fMCAo.
Om de mSU- en fESS-efficiëntie aan te tonen, bieden we gegevens op middellange (14 dagen) en lange termijn (6 maanden) over muizen na fMCAo. Twaalf weken oude mannelijke C57Bl/6J-muizen (n= 31) werden gebruikt en gehuisvest onder gecontroleerde temperatuur (22 ± 2 °C), met een licht-donkercyclusperiode van 12 uur en toegang tot gepelleteerd voedsel en water ad libitum. Muizen werden verdeeld in twee cohorten die respectievelijk gedurende 14 dagen (n=10, cohort 1) en 6 maanden (n=15, cohort 2) werden gevolgd. Deze muizen werden onderworpen aan een cerebrale ischemie van 60 minuten met behulp van het goed beschreven model van fMCAo 13,20,21 onder isofluraananesthesie. Nep-geopereerde dieren (n=6, geopereerd als de bovenstaande twee cohorten, maar er werd geen ischemie geïnduceerd) die gedurende 6 maanden werden gevolgd, dienden als controles. Buprenorfine werd gebruikt als pre- en 3-daagse postoperatieve pijnstiller. De laddersport- en cilindertests werden ook uitgevoerd voor het cohort van 6 maanden als onderdeel van de neurologische score.
Alle dieren werden gedurende de eerste 14 dagen na het stoken dagelijks gecontroleerd op humane eindpunten, gedefinieerd als: 1) ernstige onderkoeling (<33 °C) en/of immobiliteit (bijv. score 4 op test 6 van fESS of "spontane activiteit"-test van gESS) die niet werd verbeterd door behandeling met "mouse Stroke Unit" (d.w.z. passieve verwarming en actieve voeding, zie 1.4, 1,6, 1,8) binnen een uur, 2) tekenen van pijn of angstgedrag (bijv. score >2 in de "angst/automatisch gedrag"-test van gESS), zelfs na postoperatieve analgesie volgens het protocol.
In dit protocol begint de ondersteuning van de muizen na een beroerte in de vorm van mSU onmiddellijk na het herstel van de muis van de fMCAo-operatie. Dit bestaat uit 3 fasen: fase A (0-48 uur na reperfusie), fase B (>48 uur en tot het "einde van de benodigde actieve ondersteuning", meestal op dag 10-14, afhankelijk van fase B van het individuele dier) en fase C (vanaf dag 14). Het heeft vijf significante interventies (bezoeken/Risk Stratification Score, voeding, vloeistoffen, temperatuur en lokale desinfectie; zie 1.1. tot 1.8. hieronder) afgestemd op elk dier, volgens elke fase (A, B of C) en zijn dagelijkse werkelijke klinische status beoordeeld door de Risk Stratification Score (RSS), zie aanvullende figuur 1 en tabel 1 met drie typische voorbeelden. De benodigde materialen en gereedschappen voor mSU worden weergegeven in figuur 1a en beschreven in de materiaaltabel. We bieden ook een sjabloon voor diermonitoring tijdens mSU (zie aanvullend dossier 1).