$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Duży udar niedokrwienny mózgu jest jedną z głównych przyczyn zachorowalności i niepełnosprawności na całym świecie1. Mimo to badania nad udarem u myszy napotykają na blokadę translacyjną w prawie wszystkich dotychczasowych testowanych terapiach przedklinicznych2. Wielorakie przyczyny tego problemu i wysiłki zmierzające do jego przezwyciężenia zostały szczegółowo omówione w poprzedniej publikacji2. Wyzwania te wynikają z ograniczonej integracji postępów klinicznych z odpowiednimi modelami zwierzęcymi2 oraz słabości behawioralnych i neurologicznych systemów punktacji w dokładnym i czułym wykrywaniu deficytów po udarze2.
Ostatnie odkrycia3 potwierdzają, że model włókienniczy niedrożności tętnicy środkowej (fMCAo) u myszy ma znaczące zalety translacyjne nad innymi modelami z otwartym uszkodzeniem czaszki i urazem2,4. Co więcej, jest to jedyny, który modeluje reperfuzję i trombektomię mechaniczną w klinicznych warunkach udaru5,6,7. Jednak model boryka się z wysoką śmiertelnością podostrą w okresie od 3 do 7 dni po udarze, co uniemożliwia długoterminowe badania dużych udarów i do niedawna było uważane za nieodłączny i nieprzezwyciężalny artefakt modelu. Ponadto wykrycie deficytów neurologicznych po udarze mózgu jest stosunkowo trudne i stronnicze u myszy ze względu na ich mały rozmiar, szczególnie wśród osób niebędących klinicystami lub niedoświadczonych badaczy8,9. Aby temu zaradzić, różne grupy opracowały różne skale do wykrywania deficytów. Do najczęściej używanych i znanych skal należą: 3-punktowa skala Bedersona (BS)10, 5-punktowa zmodyfikowana skala Bedersona (mBS)11, 5-punktowa skala Longa (LS) (która jest podobna do mBS)6, zmodyfikowana Neurologiczna Skala Udaru Mózgu (mNSS)12,13, 18-punktowa skala Garcii (GS)9 i bardziej szczegółowa DeSimoni14 lub inaczej znany jako "Neuroscore" (NS)9,15 scale. Niestety, niektóre z tych skal są albo zbyt prymitywne i ograniczają się tylko do kilku dni ostrej fazy po udarze (BS, mBS i LS)8,9 lub ich interpretacja jest zatarta przez ogólne deficyty (NS).
Na tym tle, wcześniej opracowaliśmy i zweryfikowaliśmy protokół obsługi mysich jednostek uderzeń (mSU), wraz z eksperymentalną skalą uderzeń (ESS) dla myszy13. Uzasadnieniem dla mSU było dostosowanie wiedzy z rutynowych badań klinicznych (tj. ludzkich oddziałów udarowych) do przedklinicznych badań nad udarem, podczas gdy ESS krytycznie skonsolidował wcześniej istniejące, ale "niewrażliwe" lub nadmiarowe skale udaru w praktyczną, wyrafinowaną, czułą i efektywną czasowo skalę. mSU polega na częstym i dostosowanym monitorowaniu podstawowych parametrów klinicznych myszy z dostosowanym zastosowaniem wsparcia dla zwierząt w celu zwiększenia przeżywalności13.
Rzeczywiście, dane z naszego laboratorium i innych potwierdzają wartość obu metod. mSU tłumaczy kliniczne podstawowe środki wspomagające i rozwija się7 z ludzi na myszy, znacznie zmniejsza śmiertelność fMCAo u myszy z 60-70% do 10-15%13, umożliwiając w ten sposób badania większych udarów i od tego czasu może być skutecznie stosowany w niezależnych laboratoriach16,17,18,19. Ponadto ESS potrafi rozróżniać ogniskowe (komponent ogniskowy ESS, fESS) i ogólne (składowe ogólne ESS, gESS) deficyty i objawy po udarze, modeluje ludzką ocenę kliniczną (rozróżnienie między ogniskowymi i ogólnymi oznakami i objawami u ludzi), jest liniowo powiązany z wielkością zmiany po udarze i jest długoterminowo wrażliwy na deficyty13,20. Mimo to, pomimo udowodnionej wartości i skuteczności zarówno mSU, jak i ESS, brak jasnych, zwizualizowanych, ustandaryzowanych instrukcji nawet dla niedoświadczonych badaczy pozostawia kilka otwartych pytań dotyczących zastosowania mSU i znaczny subiektywizm w ocenie deficytów ogniskowych w fESS.
W związku z tym, nasz obecny artykuł ma na celu dostarczenie przejrzystych instrukcji dla protokołów mSU i fESS. Jesteśmy przekonani, że pomoże to badaczom zajmującym się udarem mózgu w zwiększeniu efektywności translacyjnej ich badań nad udarem, znacznym zmniejszeniu strat zwierząt w ciągu pierwszych 3-10 dni po udarze, zmniejszeniu kosztów eksperymentów i ostatecznie powtarzalnej ocenie deficytów neurologicznych przez wiele miesięcy po udarze13. Dodatkowo, dodatkowa kombinacja testu drabinkowego i testu cylindrycznego może łatwo określić ilościowo ogniskowy niedowład kończyn (kończyny przednie i tylne) spowodowany fMCAo.
Aby pokazać skuteczność mSU i fESS, dostarczamy średnio- (14-dniowe) i długoterminowe (6-miesięczne) dane na myszach po fMCAo. Dwunastotygodniowe samce myszy C57Bl/6J (n = 31) wykorzystano i trzymano w kontrolowanej temperaturze (22 ± 2 °C), z 12-godzinnym okresem cyklu światło-ciemność i dostępem do granulowanego pokarmu i wody ad libitum. Myszy podzielono na dwie kohorty obserwowane odpowiednio przez 14 dni (n = 10, kohorta 1) i 6 miesięcy (n = 15, kohorta 2). Myszy te poddano 60-minutowemu niedokrwieniu mózgu przy użyciu dobrze opisanego modelu fMCAo13,20,21 w znieczuleniu izofluranowym. Zwierzęta operowane pozorami (n=6, operowane jako dwie powyższe kohorty, ale nie wywołano niedokrwienia) obserwowane przez 6 miesięcy służyły jako kontrole. Buprenorfina była stosowana jako przed- i 3-dniowy pooperacyjny środek przeciwbólowy. Testy szczebla drabiny i cylindra przeprowadzono również dla kohorty 6-miesięcznej w ramach oceny neurologicznej.
Wszystkie zwierzęta były codziennie sprawdzane pod kątem humanitarnych punktów końcowych w ciągu pierwszych 14 dni po udaniu, zdefiniowanych jako: 1) ciężka hipotermia (<33 °C) i/lub unieruchomienie (np. wynik 4 w teście 6 fESS lub test "spontanicznej aktywności" gESS), który nie uległ poprawie po leczeniu "mysim Stroke Unit" (tj. pasywnym ogrzewaniu i aktywnym karmieniu, patrz 1.4, 1.6, 1.8) w ciągu jednej godziny, 2) objawy bólu lub zachowania lękowego (np. wynik >2 w teście "lęk/zachowanie automatyczne" gESS), nawet po analgezji pooperacyjnej zgodnie z protokołem.
W tym protokole, wsparcie myszy po udarze w postaci mSU rozpoczyna się natychmiast po powrocie myszy do zdrowia po operacji fMCAo. Składa się ona z 3 faz: fazy A (0-48 godzin po reperfuzji), fazy B (>48 godzin i do "końca potrzebnego aktywnego wsparcia", zwykle w 10-14 dniu, w zależności od fazy B u danego zwierzęcia) i fazy C (od 14 dnia). Obejmuje pięć istotnych interwencji (wizyty/ocena stratyfikacji ryzyka, karmienie, płyny, temperatura i miejscowa dezynfekcja; patrz 1.1 do 1.8 poniżej) dostosowanych do każdego zwierzęcia, zgodnie z każdą fazą (A, B lub C) i jego dziennym rzeczywistym stanem klinicznym ocenianym za pomocą oceny stratyfikacji ryzyka (RSS), patrz rysunek uzupełniający 1 i tabela 1 z trzema typowymi przykładami. Wymagane materiały i narzędzia do mSU są pokazane w Rysunek 1a i opisane w Tabeli materiałów. Udostępniamy również szablon do monitorowania zwierząt podczas mSU (patrz Plik Uzupełniający 1).