Prezentujemy model krwotoku wewnątrzkomorowego u noworodków na szczurzych szczeniętach, który naśladuje patologię obserwowaną u ludzi.
Artykuł metodologiczny
Prezentujemy model krwotoku wewnątrzkomorowego u noworodków na szczurzych szczeniętach, który naśladuje patologię obserwowaną u ludzi.
Noworodkowy krwotok wewnątrzkomorowy (IVH) jest częstą konsekwencją przedwczesnego porodu i prowadzi do uszkodzenia mózgu, wodogłowia pokrwotocznego (PHH) i deficytów neurologicznych na całe życie. Chociaż PHH można leczyć za pomocą tymczasowych i stałych procedur przekierowania płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) (odpowiednio zbiornik komorowy i zastawka komorowo-otrzewnowa), nie ma strategii farmakologicznych zapobiegających lub leczących uszkodzenia mózgu i wodogłowie wywołane zapłodnieniem in vitro. Modele zwierzęce są potrzebne, aby lepiej zrozumieć patofizjologię IVH i przetestować leczenie farmakologiczne. Chociaż istnieją modele IVH u noworodków, te, które niezawodnie prowadzą do wodogłowia, są często ograniczone koniecznością wstrzykiwań o dużej objętości, co może komplikować modelowanie patologii lub wprowadzać zmienność w obserwowanym fenotypie klinicznym.
Ostatnie badania kliniczne wykazały, że hemoglobina i ferrytyna powodują powiększenie komór po IVH. Tutaj opracowujemy prosty model zwierzęcy, który naśladuje kliniczny fenotyp PHH, wykorzystując małe objętościowe wstrzyknięcia dokomorowe produktu rozpadu krwi, hemoglobiny. Oprócz niezawodnego wywoływania powiększenia komór i wodogłowia, model ten powoduje uszkodzenie istoty białej, stan zapalny i infiltrację komórek odpornościowych w obszarach okołokomorowych i istoty białej. W niniejszej pracy opisano tę klinicznie istotną, prostą metodę modelowania IVH-PHH u noworodków szczurów przy użyciu iniekcji dokomorowej i przedstawiono metody ilościowego określania wielkości komór po wstrzyknięciu.
Noworodkowe IVH wywodzi się z macierzy rozrodczej, miejsca szybkiego podziału komórek, które przylega do bocznych komór rozwijającego się mózgu. Ta wysoce unaczyniona struktura jest podatna na niestabilność hemodynamiczną związaną z przedwczesnym porodem. Krew jest uwalniana do komór bocznych w krwotoku z macierzy rozrodczej (GMH)-IVH, gdy pękają kruche naczynia krwionośne w macierzy rozrodczej. W przypadku IVH stopnia IVH okołokomorowy zawał krwotoczny może również przyczyniać się do uwalniania produktów krwiopochodnych w obrębie mózgu. 1 Kombinacja GMH-IVH może powodować PHH, szczególnie po dużym krwotoku (stopnie III i IV)1. PHH można leczyć poprzez założenie zastawki komorowo-otrzewnowej, ale umieszczenie zastawki nie odwraca uszkodzenia mózgu, które może wystąpić w wyniku IVH. Chociaż współczesna intensywna terapia noworodków obniżyła wskaźniki IVH2, 3, nie ma konkretnych metod leczenia uszkodzenia mózgu lub wodogłowia spowodowanego IVH po jego wystąpieniu. Istotnym ograniczeniem w opracowywaniu metod leczenia zapobiegawczego uszkodzeń mózgu wywołanych zapłodnieniem in vitro i PHH jest niepełne zrozumienie patofizjologii zapłodnienia in vitro.
Ostatnio wykazano, że wczesne poziomy hemoglobiny produktu rozpadu krwi w płynie mózgowo-rdzeniowym są związane z późniejszym rozwojem PHH u noworodków z wysokim stopniem IVH4. Co więcej, poziomy płynu mózgowo-rdzeniowego białek szlaku przenoszenia żelaza - hemoglobiny, ferrytyny i bilirubiny - są związane z wielkością komór w noworodkowym IVH. Wykazano to również w wieloośrodkowej kohorcie niemowląt z wcześniakami PHH, gdzie wyższe poziomy ferrytyny w płynie mózgowo-rdzeniowym były związane z większym rozmiarem komory5.
W tym badaniu opracowaliśmy klinicznie istotny model uszkodzenia mózgu i wodogłowia wywołanego IVH, wykorzystując wstrzyknięcie hemoglobiny do komór mózgu, co pozwala na ilościowe określenie uszkodzenia mózgu i PHH oraz testowanie nowych strategii terapeutycznych (Rysunek 1)6, 7. Ten model IVH wykorzystuje nowonarodzone młode szczurów, które są poddawane znieczuleniu ogólnemu na czas zabiegu. Na skórze głowy wykonuje się nacięcie w linii środkowej, a współrzędne wyprowadzone z punktów orientacyjnych czaszki - bregma lub lambda - są używane do celowania w boczne komory do wstrzyknięcia. Powolne wstrzykiwanie za pomocą pompy infuzyjnej dostarcza hemoglobinę do komory. Protokół ten jest łatwy w użyciu, wszechstronny i może modelować różne składniki IVH, które skutkują PHH.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Wszystkie protokoły dotyczące zwierząt zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt instytucji. Szczegółowe informacje na temat wszystkich materiałów, odczynników, sprzętu i oprogramowania użytego w tym protokole można znaleźć w Tabeli materiałów.
1. Przygotowanie roztworów hemoglobiny i płynu mózgowo-rdzeniowego
2. Przygotowanie zwierzęcia do wstrzyknięcia
3. Konfiguracja wtryskiwacza stereotaktycznego
4. Wstrzyknięcie zwierzęcia
5. Opieka pooperacyjna
6. Akwizycja i kwantyfikacja MRI
7. Przetwarzanie i analiza obrazu
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Sukces iniekcji został potwierdzony środkami radiologicznymi i immunohistochemicznymi. Zwierzęta, które poddały się wstrzyknięciu hemoglobiny, rozwinęły umiarkowaną ostrą powiększenie komór podczas oceny za pomocą MRI (Figura 2A), ze znacznie większymi komorami bocznymi po 24 godzinach i 72 godzinach po wstrzyknięciu hemoglobiny w porównaniu ze zwierzętami, którym wstrzyknięto CSF (Figura 2B, C). Chociaż nie było znaczącej różnicy w objętości komory bocznej między ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten model IVH wykorzystujący wstrzyknięcie hemoglobiny pozwala na badanie patologii IVH, w której pośredniczy hemoglobina. W przypadku badań uzupełniających hemoglobina może być również łatwo dostarczana in vitro i nie myli testów biochemicznych dla białek wytwarzanych przez mikroglej / makrofagi, które są obecne we krwi pełnej.
Wiodące teorie IVH-PHH obejmują mechaniczne utrudnienie krążenia płynu mózgowo-rdzeniowego, rozerwanie rzęsek wyściełających ściany wyściółki, stan zapalny, z...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie pozostają w konflikcie interesów.
JMS otrzymał dofinansowanie od NIH/NINDS R01 NS110793 i K12 (Neurosurgeon Research Career Development Program). BAM otrzymał dofinansowanie od NIH/NINDS K08 NS112580-01A1, University of Kentucky Neuroscience Research Priority Area Award oraz Hydrocephalus Association Innovator Award.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Strzykawka insulinowa 0,3 ml | BD Microfine + Strzykawka insulinowa | 230-4533 | 0,3-0,5 ml syntezatorki będą działać |
| Mikroprobówka 1,5 ml | USA Scientific | 1615-5500 | Nr partii K194642H -3 511 |
| 4,7T Rezonans magnetyczny | Agilent/Varian | 4,7T/33 cm | Agilent/Varian DirectDrive 4,7-T (200-MHz) system MRI |
| 6-0 szew monofilamentowy | ETHICON | 667G | |
| 9,4T MRI | Bruker | BioSpec 94/20 | Używany w tym protokole bez kriosondy |
| Waga analityczna | CCURIS Instruments | W3200-320 | |
| Sztuczny płyn mózgowo-rdzeniowy (aCSF) | Tocris Bioscience | 3525 | Nr partii: 72A |
| Betadine | Purdue Products L.P. | 301005-00 | NDC 67618-150-09 |
| Karprofen (do wstrzykiwań) | Zoetis Inc. | PI 4019448 | Rimadyl |
| Ethanol | Decon Laboratories | 2701 | |
| Poduszka grzewcza | Sunbeam | E12107-819 | UL 612A, Z-1228-001 |
| Hemoglobina | MP Biomedicals | 100714 | NR PARTII SR02321 |
| Isoflurane | Piramal Critical Care | NDC 66794-017-25 | |
| Waporyzator izofluranowy | VETEQUIP | 911103 | |
| Światło do instalacji stereotaktycznej | Branże Dolan-Jenner | Fiber-Lite MI-150 | |
| Pompa strzykawkowa do mikroiniekcji | World Precision Instruments | MICRO21 | Serial 184034 T08K |
| Oprogramowanie MRI | Bruker BioSpin | Paravision 360 3.2 | |
| Tlen | Airgas Opieka zdrowotna | UN1072 | NUMER PARTII S1432080XA02 |
| Szczury | Sprague DawleyCharles River Laboratories | Kod szczepu: 001 | |
| Instrument stereotaktyczny | KOPF Instuments | Model 900LS Lazy Susan | |
| Sterylny aplikator z bawełnianą końcówką | Fischerbrand | 23-400-118 | |
| Ostrze chirurgiczne | covetrus | #10 | |
| Miejscowy potrójny antybiotyk | Maść z potrójnym antybiotykiem | NDC 51672-2120-1 | |
| Oprogramowanie do oznaczania ilościowego objętości komór | ITK-SNAP | ITK-SNAP 4.0.0 beta |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie