Jedną z najczęstszych przyczyn zachorowalności i śmiertelności na świecie jest udar mózgu. Na całym świecie udar niedokrwienny stanowi 68% wszystkich przypadków udaru, podczas gdy w Stanach Zjednoczonych udar niedokrwienny stanowi 87% przypadków udaru1,2. Szacuje się, że obciążenie ekonomiczne związane z udarem sięga 34 miliardów dolarów w Stanach Zjednoczonych2 i 45 miliardów euro w Unii Europejskiej3. Zwierzęce modele udaru mózgu są niezbędne do badania jego patofizjologii, opracowywania nowych metod oceny i proponowania nowych opcji terapeutycznych4.
Udar niedokrwienny występuje z niedrożnością głównej tętnicy mózgowej, zazwyczaj środkowej tętnicy mózgowej lub jednej z jej odgałęzień5. Tak więc modele udaru niedokrwiennego historycznie obejmowały niedrożność tętnicy środkowej mózgu (MCAO)6,7,8,9,10,11,12. Po MCAO, uraz neurologiczny jest najczęściej oceniany przez pomiar strefy zawału (IZ) przy użyciu metody barwienia chlorkiem 2,3,5-trifenylotetrazolu (TTC)13, obrzęk mózgu (BE) przy użyciu suszenia lub obliczania objętości półkuli14,15,16, oraz przepuszczalność bariery krew-mózg (BBB) za pomocą techniki spektrometrii z użyciem barwienia na niebiesko Evansa17,18,19.
Tradycyjna metoda MCAO wykorzystuje osobne zestawy mózgów dla każdego z trzech pomiarów mózgu. W przypadku dużej wielkości próby skutkuje to znaczną liczbą zwierząt poddanych eutanazji, z dodatkowymi względami etycznymi i finansowymi. Alternatywna metoda zmniejszenia tych kosztów polegałaby na pomiarach wszystkich trzech parametrów w jednym zestawie mózgów gryzoni po MCAO.
Poprzednie próby zmierzenia kombinacji parametrów w tej samej próbce mózgu. Równoczesne metody barwienia immunofluorescencyjnego20 oraz inne analizy molekularne i biochemiczne21 zostały opisane po barwieniu TTC w tej samej próbce mózgu. Wcześniej obliczyliśmy objętość półkul mózgowych, aby ocenić obrzęk mózgu i przeprowadziliśmy barwienie TTC, aby obliczyć strefę zawału w tym samym mózgu15.
W obecnym protokole prezentujemy zmodyfikowaną technikę MCAO, która mierzy niedokrwienne uszkodzenie mózgu poprzez określenie przepuszczalności IZ, BE i BBB w tym samym zestawie mózgów gryzoni. IZ mierzy się za pomocą barwienia TTC, BE określa się, obliczając objętość półkuli, a przepuszczalność BBB uzyskuje się metodami spektrometrycznymi19. W tym protokole zastosowaliśmy zmodyfikowany model MCAO, oparty na bezpośrednim wprowadzeniu i unieruchomieniu cewnika monofilamentowego do tętnicy szyjnej wewnętrznej (ICA) oraz dalszym blokowaniu przepływu krwi do tętnicy środkowej mózgu (MCA)22. Ta zmodyfikowana metoda wykazuje zmniejszony wskaźnik śmiertelności i zachorowalności w porównaniu z tradycyjną metodą MCAO16,22.
To nowe podejście zapewnia finansowo solidny i etyczny model pomiaru uszkodzeń neurologicznych po MCAO. Taka ocena głównych parametrów niedokrwiennego uszkodzenia mózgu pomoże w kompleksowym zbadaniu jego patofizjologii.