Een pilotstudie naar de repetitieve transcraniële magnetische stimulatie van Aβ- en Tau-niveaus in cerebrospinale vloeistof van resusapen

Dit protocol maakt gebruik van seriële cisterna magna CSF bemonsteringsmethode om de effecten van rTMS op alfa-bèta- en tau-niveaus bij resusapen te onderzoeken. Deze techniek maakt gebruik van een nieuwe csf-bemonsteringsmethode die herhaalde csf-bemonstering mogelijk maakt onder volledig wakkere omstandigheden met een laag risico op bijwerkingen. De procedure wordt gedemonstreerd door Ying-Qian Zhang, een onderzoeksassistent van de afdeling Fysiologie aan de Southwest Medical University, en Hui-Xin Tan, een afgestudeerde student van de Universiteit van Sichuan.

Na het toedienen van analgesie en het bevestigen van succesvolle anesthesie, plaatst u de vijfjarige mannelijke resusaap op de operatietafel in de laterale decubituspositie en desinfecteert u het gebied rond de onderrug. Buig zijn rug en breng zijn knieën naar de borst. Steek een spinale naald tussen de lumbale wervels L4 tot L5 en duw deze naar binnen totdat er een pop is die wijst op toegang tot de lumbale cisterne waar het ligamentum flavum is gehuisvest.

Blijf de naald verder duwen totdat er een tweede pop is die wijst op binnenkomst in de dura mater, trek dan de stylet uit de spinale naald en verzamel druppels CSF. Voer vervolgens het inbrengen van de katheter uit onder fluoroscopische begeleiding door de epidurale katheter via de punctienaald in de subarachnoïdale ruimte in te brengen totdat deze in de cisterna magna drijft. Maak vervolgens voor poortimplantatie een incisie van vijf centimeter van de punctieplaats naar het hoofd en isoleer de huid van het onderhuidse weefsel om de bemonsteringspoort te plaatsen.

Sluit de poort aan op het uiteinde van de epidurale katheter, implanteer de poort onder de huid en hecht de incisie. Gebruik voor het verzamelen van CSF de kooistaven om de aap in bedwang te houden en zijn rug gebogen te houden. Veeg vervolgens af met een alcoholdoekje en steek de spuit in het midden van de bemonsteringspoort om csf uit de cisterna magna via de katheter te extraheren.

Gooi de eerste 200 microliter CSF weg en verzamel vervolgens één milliliter CSF voor analyse. Bevestig de aap op de apenstoel voor het experiment om onderbreking tijdens de rTMS-interventie te voorkomen en verzamel vervolgens CSF voor biomarkeranalyse wanneer de aap wakker is om de invloed van anesthetica te voorkomen. Op de derde dag na de subarachnoïdale katheterisatie en twee weken voor het begin van het experiment, onderwerp de aap aan adaptieve training met de apenstoel tweemaal daags gedurende 30 minuten telkens.

Voer de rTMS adaptieve training of schijnstimulatie een week na de adaptieve training uit met de apenstoel en een week voor de start van het formele experiment om te voorkomen dat de voortgang van het experiment wordt belemmerd door trillingen en geluiden tijdens het stimulatieproces. Gebruik voor schijnstimulatie een schijnspoel die trillingen en geluid produceert, maar geen magnetisch veld genereert. Bied na stimulatie voedsel aan de aap aan om hem te helpen zich aan te passen aan het proces.

Lokaliseer de bilaterale dorsolaterale prefrontale cortex volgens het internationale 10 tot 20-systeem en voer drie verschillende sessies van rTMS uit met behulp van drie verschillende frequenties zonder een uitwasperiode van meer dan 24 uur. Voer de eerste, tweede en derde sessie twee keer per dag uit gedurende drie opeenvolgende dagen. Om de vier CSF-biomarkers te analyseren, gebruikt u een minimaal invasieve katheterisatiemethode om de CSF te verzamelen.

Verzamel CSF op vijf tijdstippen met vier monsters op elk tijdstip met intervallen van drie minuten. Na het verzamelen van in totaal 60 monsters voor drie frequenties, nummer en bewaar ze in een koelkast van min 80 graden Celsius voor maximaal een maand. Na het experiment worden alle monsters onderworpen aan vloeistofchipdetectie volgens de instructies van de fabrikant.

Na één hertz rTMS-stimulatie namen de Abeta42-spiegels geleidelijk toe gedurende 24 uur. Evenzo met rTMS bij 20 hertz, namen de Abeta42-niveaus toe met de tijd en bereikten een piek zes uur na stimulatie. Daarentegen namen de Abeta42-niveaus na 40 hertz-stimulatie onmiddellijk significant toe op het post-rTMS-tijdstip en daalden vervolgens langzaam.

De verhouding van Abeta42 tot Abeta40 vertoonde een opwaartse trend na stimulatie met één en 20 hertz rTMS en nam twee uur na stimulatie significant toe. Er was echter geen significant verschil in de verhouding bij 40 hertz. De tTauspiegels in csf namen onmiddellijk toe na stimulatie van 20 en 40 hertz rTMS en daalden geleidelijk.

Er was echter geen significant verschil na één hertz-stimulatie. Het pTau-niveau nam onmiddellijk toe na 40 hertz-stimulatie en daalde na 24 uur tot onder het uitgangsniveau. Voor de stimulatie van één en 20 hertz vertoonde het pTau-niveau daarentegen een neerwaartse trend.

Onderzoekers die meerdere monsters van apen-CSF nodig hebben, kunnen deze seriële cisterna magna CSF-bemonsteringsmethode overwegen.