Udar mózgu jest drugą najczęstszą przyczyną zgonów i trzecią główną przyczyną śmierci i niepełnosprawności Combined1. Ze względu na przyczynę, udar może być niedokrwienny lub krwotoczny, przy czym udar niedokrwienny jest znacznie bardziej rozpowszechniony w praktyce klinicznej. Udar niedokrwienny powstaje w wyniku zablokowania tętnicy dostarczającej krew do tkanki mózgowej, co prowadzi do niedokrwienia, śmierci komórek i stanu zapalnego. Od czasu pojawienia się terapii reperfuzyjnych, takich jak tromboliza i trombektomia mechaniczna, poczyniono ogromne postępy w leczeniu udaru mózgu. Jednak wszystkie terapie reperfuzyjne niosą ze sobą ryzyko pogorszenia stanu pacjenta poprzez spowodowanie tego, co jest powszechnie określane jako uraz reperfuzyjny2. Dokładny mechanizm uszkodzenia reperfuzyjnego pozostaje niejasny, a badania przedkliniczne mają na celu zidentyfikowanie potencjalnych przyczyn i środków zapobiegawczych. W tym celu kluczowe staje się opracowanie odpowiedniego modelu zwierzęcego uszkodzenia reperfuzyjnego, które następuje po udarze niedokrwiennym.
Zamknięcie tętnicy środkowej mózgu (MCAO) jest najczęściej używanym modelem zwierzęcym do badania udaru niedokrwiennego. Przeprowadza się go głównie na gryzoniach i ma wiele różnych wariantów opisanych do tej pory w literaturze naukowej3,4. Dwa główne typy, Koizumi i Longa, znane jako warianty tętnicy szyjnej wspólnej (CCA) i tętnicy szyjnej zewnętrznej (ECA), technicznie różnią się miejscem wprowadzania włókien w arteriotomii5,6. W naszym niedawnym artykule, monitorując in vivo perfuzję naczyniową, wykazaliśmy, że tylko metoda Longa może być naprawdę uważana za model niedokrwienia/reperfuzji mózgu7. Procedura polega na wprowadzeniu włókna do ECA, przepuszczeniu go przez ICA i zabezpieczeniu go w punkcie rozgałęzienia tętnicy środkowej mózgu (MCA) w celu wywołania niedokrwienia tkanki mózgowej. Po z góry określonym okresie niedokrwienia, wycofanie włókna umożliwia reperfuzję, symulując przejściowe niedokrwienie mózgu. Po wystąpieniu udaru mózgu podstawową zmienną wynikową stosowaną w badaniach jest najczęściej objętość zmiany zawałowej, którą można zmierzyć za pomocą histologii ex vivo lub skanów mózgu in vivo. Wyzwania w modelach MCAO koncentrują się wokół niskiej odtwarzalności przypisywanej wariancjom międzywariantowym, międzyoperatorskim i międzyosobniczym, przy czym te ostatnie stanowią znaczące ograniczenie w przedklinicznych badaniach nad udarem4.
Ponadto, obszary zawału po MCAO u gryzoni są ogromne w stosunku do wielkości mózgu gryzonia. Ponadto tylne obszary mózgu hipokampa często są rekrutowane do objętości zawału, mimo że te regiony są głównie zależne od przepływu krwi z tylnej tętnicy mózgowej (PCA), a nie MCA8. Podobnie jak w przypadku metod Koizumi i Longa opisanych w literaturze, CCA jest utrzymywane w stanie ligacji w okresie niedokrwienia ze względu na niepełną drożność koła Willisa u myszy, co prowadzi do indukcji niedokrwienia w znacznie szerszym regionie niż zamierzono5,6,9. Nawet w metodach, w których CCA jest ponownie otwierane lub naprawiane po okresie niedokrwienia, zwykle 30-60 minut niedokrwienia powoduje nieodwracalne uszkodzenie tkanek w regionach niebędących MCA10. Ponadto, wbrew oczekiwaniom, wcześniejsze badania wykazały, że długość powłoki silikonowej filamentu nie ma wpływu na rozmiar zmiany11. Jednak wybór długości powłoki silikonowej filamentu był poruszany wyłącznie w modelach z podwiązanym CCA w okresie okluzji.
Celem tej metody było zmodyfikowanie metody Longa MCAO u myszy, aby umożliwić nieprzerwany przepływ krwi z CCA podczas okresu niedokrwienia, zwiększając tym samym selektywność MCAO, a także zapewniając pełną reperfuzję obszaru po zabiegu. Modyfikacje te przyniosłyby ogromne korzyści w badaniach podłużnych badających uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne u myszy, obniżając śmiertelność i zmniejszając wariancję między osobnikami.