Rosnąca wiedza na temat patofizjologii tętniaków śródczaszkowych u ludzi doprowadziła do głębszego zrozumienia procesów wzrostu i pękania IA. W minionych dziesięcioleciach badania i strategie terapeutyczne koncentrowały się głównie na koncepcjach mechanicznych zorientowanych na światło, aby zapobiec lub zablokować przepływ krwi do tętniaka. Jednak dalsze badania w ostatnich latach ujawniły fundamentalną rolę cech biologicznych związanych z chorą ścianą naczynia, takich jak zwyrodnienie ściany tętniaka, przebudowa skrzepliny, zdolność do wzrostu i potencjalne pęknięcie IA 1,2.
Przedkliniczne eksperymenty na zwierzętach w znacznym stopniu przyczyniły się do zrozumienia patofizjologii IA. W związku z tym opracowanie i wykorzystanie odpowiedniego modelu zwierzęcego ma ogromne znaczenie w celu zbadania tego stanu klinicznego w warunkach przedklinicznych3. W modelach przedklinicznych niewielka modyfikacja parametrów eksperymentalnych lub technik pomiaru wyników może mieć duży wpływ na wyniki4. W wyniku zwiększonej świadomości powszechnego błędu metodologicznego i oczywistych przeszkód translacyjnych, ustanowienie ustandaryzowanych protokołów dla wszystkich etapów eksperymentów na zwierzętach, w tym planowania, projektowania, realizacji i raportowania, ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia odtwarzalności wyników i ostatecznie zapewnienia tłumaczenia klinicznego5.
Niniejszy zbiór ma na celu przedstawienie obecnie stosowanych metodologii przedklinicznych i technik pomiaru wyników do badania patofizjologii ludzkich IAs w modelach przedklinicznych.
Wśród licznych przedklinicznych modeli tętniaków jednym z najpopularniejszych jest wewnątrznaczyniowy model perforacji krwotoku podpajęczynówkowego (SAH) u myszy. Jednak wiele badań z wykorzystaniem tego modelu nie informuje o parametrach eksperymentalnych, a dobór parametrów (takich jak rozmiar filamentu czy zastosowane środki znieczulające) jest ogromny. W związku z tym literatura wykorzystująca ten model charakteryzuje się znaczną niejednorodnością w raportowanej śmiertelności zwierząt i mierzonych wynikach. Liu i wsp. przedstawiają szczegóły techniczne i proponują dobór parametrów, aby wyznaczyć standard dla modelu perforacji wewnątrznaczyniowej6. Ponadto udoskonalają model, wykonując standardowe obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) w ciągu 24 godzin od indukcji SAH w celu weryfikacji krwawienia i wykluczenia innych patologii wewnątrzczaszkowych.
Praca Wanderera i wsp. opisuje nowy model tętniaka u królika7. Badania histopatologiczne u ludzi wykazały, że IAs podatne na wzrost i pękanie charakteryzują się utratą komórkowości w ścianach tętniaka. Biorąc pod uwagę ten fakt, modyfikacja eksperymentalnej ściany tętniaka - w szczególności w celu decelularyzacji ściany tętniaka - została po raz pierwszy opisana w helsińskim modelu tętniaka ściany bocznej szczura8. Przesuwając się w górę drabiny translacyjnej, prezentowany model królika uwzględnia również sytuację hemodynamiczną, tworząc autologiczne tętniaki worka tętniczego w prawdziwej konstelacji bifurkacji, aby naśladować różne warunki ściany. Tętniaki pozbawione komórek w tym modelu wykazują utrzymującą się długoterminową drożność i wzorce wzrostu w czasie.
Biorąc za punkt wyjścia wyżej wspomniany model bifurkacji królika i ściśle stosując zasady 3R (reduce, replace, refine), Boillat i wsp. prezentują udoskonalenie modelu tętniaka królika9. Ich niewielka modyfikacja kroków chirurgicznych umożliwia stworzenie kikuta i prawdziwego tętniaka bifurkacji podczas jednej operacji. Pozwala to na testowanie nowatorskich urządzeń wewnątrznaczyniowych w tętniakach o różnej angioarchitekturze i warunkach hemodynamicznych w obrębie jednego zwierzęcia, a także pozwala na różne warunki ścian.
Artykuł Popadic i wsp. poświęcony jest powstawaniu gigantycznych tętniaków u królików10. Autologiczny worek żylny wywodzący się z żyły szyjnej zewnętrznej jest zszywany w sztucznie powstałym rozwidleniu między tętnicami szyjnymi wspólnymi. Pooperacyjne podawanie kwasu acetylosalicylowego i długotrwałe podawanie niskocząsteczkowej heparyny są kluczowymi punktami tego protokołu. Jeśli etapy eksperymentalne zostaną starannie wykonane, model ten ma wyjątkowo niską zachorowalność i wysoki wskaźnik drożności tętniaka, a zatem jest idealny do testowania nowych urządzeń wewnątrznaczyniowych.
Stały pomiar ciśnienia śródczaszkowego (ICP) jest podstawowym działaniem podejmowanym w klinicznym leczeniu SAH. Grupa Petersona i wsp. przedstawia technikę bezpiecznego umieszczania światłowodowego czujnika ciśnienia w miąższu mózgu szczurów11. Pozwala to na precyzyjne monitorowanie ICP z jednoczesnym pomiarem średniego ciśnienia tętniczego (MAP) w celu obliczenia ciśnienia perfuzji mózgowej. Chociaż szczegółowo opisana dla krwotoku śródczaszkowego u szczurów, ta sama technika może być stosowana w przypadku różnych patologii charakteryzujących się zmienionym ciśnieniem śródczaszkowym, a także u innych gryzoni.
Artykuł na temat śledzenia komórek autorstwa Wanderera i wsp. obejmuje bardziej podstawowe zagadnienia związane z badaniaminaukowymi 12. W pracy autorzy badają pochodzenie komórek, które pośredniczą w gojeniu tętniaka po leczeniu wewnątrznaczyniowym. W pracochłonnym otoczeniu chirurgicznie tworzonych tętniaków ściany bocznej u genetycznie zmodyfikowanych szczurów, lokalnie wstrzykują lipofilowy znacznik komórkowy (barwnik CM-Dil) w celu śledzenia komórek śródbłonka i ich pochodnych pochodzących z tętnicy macierzystej poniżej tętniaka.
Podsumowując, wszystkie przedstawione badania mają na celu większą standaryzację przedklinicznych modeli tętniaków. Wybór najbardziej adekwatnego modelu jest w dużym stopniu uzależniony od intencji badania. Na przykład przedstawione powyżej trzy różne modele królików mają inny cel (tj. stan ściany tętniaka, hemodynamikę lub rozmiar tętniaka). Ustalenie większej spójności parametrów eksperymentalnych i uświadomienie sobie ograniczeń wybranego modelu zwierzęcego nie tylko zwiększy odtwarzalność eksperymentów, ale może ostatecznie odblokować drogę translacyjną od stanowiska laboratoryjnego do łóżka pacjenta.