$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
W artykule przedstawiono ulepszony protokół rozszerzania naczyń mózgowych, zapewniając precyzyjne i proste podejście do wstrzykiwania elastazy do Cisterna magna myszy. Ten anatomiczny punkt służy jako bezpośrednia brama do płynu mózgowo-rdzeniowego, oferując cenną drogę do badania różnych chorób neurologicznych. Jedną z głównych zalet tej zmodyfikowanej techniki jest to, że wstrzyknięcie pojedynczej dawki elastazy do Cisterna magna myszy było w stanie spowodować i utrzymać rozszerzenie dużych naczyń krwionośnych przez co najmniej 3 miesiące bez konieczności powtarzalnego wstrzykiwania lub wszczepiania kaniuli. Podejście polegające na podawaniu elastazy do mysiego modelu AD jest kolejną godną uwagi zaletą, szczególnie w przypadku przyspieszania odkładania się blaszek amyloidowych w mózgu. Zazwyczaj modele AD, takie jak myszy AppNL-F (wykorzystane w tym badaniu) wykazywały tworzenie się płytki nazębnej w wieku 6 miesięcyw wieku 28 lat. Model ten został wybrany, ponieważ myszy te naturalnie wykazują odkładanie się amyloidu podobne do ludzkiego w normalnych warunkach starzenia. Wstrzyknięcie elastazy do Cisterna magna w wieku 3 miesięcy może zaostrzyć patologię AD poprzez zmniejszenie przepływu krwi wmózgu16 i zwiększenie zaburzeń bariery krew-mózg 12,13.
Ważne jest, aby pamiętać, że wstrzykiwanie substancji do Cisterna magna może być utrudnione przez ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego. Zajęliśmy się tym ograniczeniem, opracowując metodę mającą na celu zminimalizowanie jego wpływu, uznając, że nie możemy wyeliminować potencjalnej interferencji płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) na dostarczanie elastazy do mózgu. Zdolność elastazy do trawienia elastyny powoduje zmniejszenie sztywności tętnic, osłabiając w ten sposób tętnice i powodując wydłużenie naczyń krwionośnych i ich krętość29,30, co czyni ją odpowiednią interwencją w wywoływaniu dolichoektazji.
Zazwyczaj wykonanie chirurgicznego wstrzyknięcia do Cisterna magna na mysz zajmuje około 20 minut. Podczas tego procesu myszy są znieczulane 1,5%-2% izofluranem stosowanym jako znieczulenie ogólne. Zaleca się stosowanie ramy stereotaktycznej z listwą zębatą i nausznikami, aby zapewnić stabilność i twardość główki myszy podczas operacji, co jest delikatnym i kluczowym krokiem. Nieprawidłowe ułożenie na ramie stereotaktycznej może skutkować pochyloną głową i nieprecyzyjnym podawaniem, a także możliwością uderzenia w naczynie krwionośne. Delikatnie przeciąć skórę, przesuwając skalpel poniżej podstawy kości potylicznej, aby odsłonić linię środkową karku. Skalpel następnie przesuwał się wzdłuż linii środkowej, aby wykonać zgrabne cięcie, a do rozdzielenia mięśni używano cienkich kleszczy. Ogólnie rzecz biorąc, minimalizuje to krwawienie, co pomaga myszy znacznie szybciej się regenerować.
Zdecydowaliśmy się na dawkę elastazy 15 mU w oparciu o wyniki poprzednich prac20, które wykazały, że nie ma różnicy między dawkami 15 mU i 25 mU. Ponadto zauważyli, że wyższe stężenia prowadziły do zwiększonej śmiertelności. Podczas gdy śmiertelność na poziomie 28% odnotowano przy dawce 15 mU20, metoda zastosowana w tym badaniu nie przyniosła żadnych zgonów w kohorcie. Mieliśmy zerową śmiertelność podczas całego procesu chirurgicznego wszystkich myszy i 5-10% śmiertelność po operacji do 3 miesięcy po niej. Jednak głównym celem tego badania jest zrozumienie dolichoektazji, rozszerzenia dużych naczyń krwionośnych. Ten nacisk skłonił nas do skoncentrowania się na tętnicy podstawnej jako podstawowym punkcie odniesienia do pomiaru poszerzenia. Dodatkowo wstrzyknięcie elastazy do Cisterna magna myszy wywołuje szeroki efekt, rozszerzając zarówno duże, jak i małe naczynia krwionośne.
Podczas wstrzykiwania do cysterny magna jakiegokolwiek zwierzęcia ważne jest, aby wziąć pod uwagę odległość między tkanką mózgową a przestrzenią Cisterna magna, aby uniknąć uszkodzenia mózgu igłą. Ze względu na to, że myszy mają stosunkowo niewielką odległość, do Cisterna magna wkładamy tylko skos strzykawki. Aby zminimalizować ryzyko infekcji, zabieg musi być wykonany przy użyciu sterylnego sprzętu chirurgicznego, przy znieczuleniu myszy. Podanie bupiwakainy i leku Metacam przed zabiegiem może pomóc w zmniejszeniu dyskomfortu pooperacyjnego i przyspieszyć powrót zwierząt do zdrowia. Cisterna magna, znajdująca się u podstawy czaszki, jest uwidoczniona poprzez dokładne osuszenie pola operacyjnego sterylnym wacikiem. W obecnym badaniu obszar chirurgiczny ma rozmiar około 1 cm, co jest maksymalnym obszarem, który można wykorzystać do uzyskania wyraźnego widoku Cisterna magna. Dodatkowo małe miejsce nacięcia pomaga zwierzęciu szybciej się goić.
Kluczowe znaczenie ma maksymalizacja retencji narkotyków w przestrzeni Cisterna magna. Wcześniejsze badania miały na celu zapobieganie wyciekom leku poprzez umieszczenie bawełnianego wacika w miejscu wstrzyknięcia po podaniu elastazy21. Mamy jednak obawy co do skuteczności tej metody, ponieważ chłonny charakter bawełny w miejscu wstrzyknięcia może potencjalnie zagrozić skuteczności elastazy poprzez jej ponowne wchłanianie po wstrzyknięciu. Podobnie, w innym badaniu20, igła została szybko usunięta po wstrzyknięciu elastazy do Cisterna magna, co stanowi kolejne potencjalne wyzwanie w zapewnieniu, że optymalny lek dostanie się do przestrzeni Cisterna magna, potencjalnie prowadząc do wycieku elastazy do płynu mózgowo-rdzeniowego. Dlatego proponowana metoda rozpoczyna się od nakłucia Cisterna magna w celu uwolnienia płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF), a następnie umieszczenia sterylnego bawełnianego wacika w miejscu nakłucia, aby wchłonąć nadmiar płynu mózgowo-rdzeniowego i złagodzić ciśnienie w przestrzeni. Następnie wacik jest usuwany, a igła jest ponownie wkładana w to samo miejsce w celu wstrzyknięcia elastazy do przestrzeni cysterny bez ponownego nakładania wacika. Co więcej, zdecydowaliśmy się trzymać igłę na miejscu przez 1-2 minuty po wstrzyknięciu, pozwalając elastazie odpowiednio dyfuzjować się po całym Cisterna magna przed delikatnym wycofaniem. Należy jednak zauważyć, że technika ta wymaga wykonywania ręki bez iniekcji i stabilnego zakotwiczenia igły podczas nakłuwania Cisterna magna i powolnego wstrzykiwania elastazy. Ponadto ważne jest, aby unikać uszkodzenia dużych naczyń krwionośnych w poprzek Cisterna magna podczas wstrzykiwania, ponieważ może to spowodować powikłania, takie jak krążenie po operacji, co jest punktem końcowym i wymaga eutanazji. Ogólnie rzecz biorąc, metoda wykazuje dylatację trwającą do 3 miesięcy od pojedynczego wstrzyknięcia elastazy do Cisterna magna, przewyższając 2-tygodniową dylatację obserwowaną w poprzednich metodach 20,21. Podsumowując, takie podejście wydłuża czas trwania dylatacji, ale także konsekwentnie dostarcza substancje, takie jak elastaza, bezpośrednio do mózgu. Metoda ta jest preferowana ze względu na minimalnie inwazyjne podejście do transportu substancji przez barierę krew-mózg, co stanowi dodatkową zaletę, ponieważ można ją dodatkowo rozszerzyć w celu dostarczania leków do ośrodkowego układu nerwowego.