Badanie pilotażowe dotyczące powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej poziomów Aβ i Tau w płynie mózgowo-rdzeniowym małpy Rezus

Protokół ten wykorzystuje metodę seryjnego pobierania próbek płynu mózgowo-rdzeniowego cisterna magna w celu zbadania wpływu rTMS na poziomy alfa-beta i tau u małp rezusów. Technika ta wykorzystuje nowatorską metodę pobierania próbek płynu mózgowo-rdzeniowego, która pozwala na wielokrotne pobieranie próbek płynu mózgowo-rdzeniowego w warunkach pełnej czujności przy niskim ryzyku wystąpienia zdarzeń niepożądanych. Procedurę zademonstrują Ying-Qian Zhang, asystentka naukowa z Wydziału Fizjologii Południowo-Zachodniego Uniwersytetu Medycznego oraz Hui-Xin Tan, doktorant z Uniwersytetu Sichuan.

Po podaniu środka przeciwbólowego i potwierdzeniu skutecznego znieczulenia, należy położyć pięcioletniego samca małpy rezus na stole operacyjnym w pozycji bocznej odleżynowej i zdezynfekować obszar wokół dolnej części pleców. Zgarb jego plecy i przyciągnij kolana do klatki piersiowej. Włóż igłę rdzeniową między kręgi lędźwiowe od L4 do L5 i wciśnij ją, aż pojawi się trzask wskazujący wejście do spłuczki lędźwiowej, w której znajduje się więzadło rozszerzone.

Kontynuuj wciskanie igły dalej, aż pojawi się drugi trzask wskazujący na wejście do opony twardej, a następnie wyjmij sztyft z igły rdzeniowej i zbierz krople płynu mózgowo-rdzeniowego. Następnie należy wprowadzić cewnik pod kontrolą fluoroskopową, wprowadzając cewnik zewnątrzoponowy przez igłę do nakłucia do przestrzeni podpajęczynówkowej, aż będzie on pływał w cisterna magna. Następnie, w celu implantacji portu, wykonaj pięciocentymetrowe nacięcie od miejsca nakłucia w kierunku głowy i odizoluj skórę od tkanki podskórnej, aby umieścić port do pobierania próbek.

Podłącz port do końca cewnika zewnątrzoponowego, wszczepij port pod skórę i zszyj nacięcie. Do zbierania płynu mózgowo-rdzeniowego użyj prętów klatki, aby przytrzymać małpę i utrzymać jej zgięty grzbiet. Następnie przetrzyj wacikiem nasączonym alkoholem i włóż strzykawkę do środka portu pobierania próbek, aby wyekstrahować płyn mózgowo-rdzeniowy z cisterna magna przez cewnik.

Wyrzuć pierwsze 200 mikrolitrów płynu mózgowo-rdzeniowego, a następnie zbierz jeden mililitr płynu mózgowo-rdzeniowego do analizy. Zamocuj małpę na krześle dla małp przed eksperymentem, aby uniknąć przerwy podczas interwencji rTMS, a następnie zbierz płyn mózgowo-rdzeniowy do analizy biomarkerów, gdy małpa nie śpi, aby uniknąć wpływu leków znieczulających. Trzeciego dnia po cewnikowaniu podpajęczynówkowym i dwa tygodnie przed rozpoczęciem eksperymentu poddaj małpę treningowi adaptacyjnemu z krzesłem dla małp dwa razy dziennie przez 30 minut za każdym razem.

Przeprowadź trening adaptacyjny rTMS lub stymulację pozorowaną tydzień po treningu adaptacyjnym na krześle małpy i tydzień przed rozpoczęciem formalnego eksperymentu, aby uniknąć utrudniania postępu eksperymentu przez wibracje i dźwięki podczas procesu stymulacji. Do pozorowanej stymulacji użyj pozorowanej cewki, która wytwarza wibracje i dźwięk, ale nie generuje pola magnetycznego. Po stymulacji zaoferuj małpie jedzenie, aby pomóc jej przystosować się do tego procesu.

Zlokalizuj obustronną grzbietowo-boczną korę przedczołową zgodnie z międzynarodowym systemem od 10 do 20 i przeprowadź trzy różne sesje rTMS przy użyciu trzech różnych częstotliwości bez okresu wymywania przekraczającego 24 godziny. Wykonuj pierwszą, drugą i trzecią sesję dwa razy dziennie przez trzy kolejne dni. Aby przeanalizować cztery biomarkery płynu mózgowo-rdzeniowego, należy użyć minimalnie inwazyjnej metody cewnikowania w celu pobrania płynu mózgowo-rdzeniowego.

Zebrać płyn mózgowo-rdzeniowy w pięciu punktach czasowych z czterema próbkami w każdym punkcie czasowym w odstępach trzyminutowych. Po zebraniu łącznie 60 próbek dla trzech częstotliwości, ponumeruj je i przechowuj w lodówce o temperaturze minus 80 stopni Celsjusza przez okres do jednego miesiąca. Po eksperymencie poddaj wszystkie próbki wykrywaniu ciekłych wiórów zgodnie z instrukcjami producenta.

Po jednej hercowej stymulacji rTMS poziom Abeta42 stopniowo wzrastał w ciągu 24 godzin. Podobnie w przypadku rTMS o częstotliwości 20 herców, poziomy Abeta42 wzrosły z czasem i osiągnęły szczyt po sześciu godzinach od stymulacji. W przeciwieństwie do tego, po stymulacji 40 Hz, poziomy Abeta42 znacznie wzrosły natychmiast w punkcie czasowym po rTMS, a następnie powoli spadały.

Stosunek Abeta42 do Abeta40 wykazywał tendencję wzrostową po stymulacji jednym i 20 hercami rTMS i znacznie wzrósł dwie godziny po stymulacji. Nie stwierdzono jednak istotnej różnicy we współczynniku przy 40 hercach. Poziomy tTau w płynie mózgowo-rdzeniowym natychmiast wzrosły po stymulacji rTMS 20 i 40 Hz i stopniowo się zmniejszały.

Nie stwierdzono jednak istotnej różnicy po jednej stymulacji w hercach. Poziom pTau natychmiast wzrósł po stymulacji 40 Hz i spadł poniżej poziomu wyjściowego po 24 godzinach. Natomiast dla stymulacji jedno- i 20-hercowej poziom pTau wykazywał tendencję spadkową.

Badacze wymagający wielu próbek płynu mózgowo-rdzeniowego małp mogą rozważyć tę metodę seryjnego pobierania próbek płynu mózgowo-rdzeniowego cisterna magna.