Elektromagnetycznie sterowany model zamkniętej głowy łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu u myszy
28 września 2022
Protokół opisuje łagodne urazowe uszkodzenie mózgu w modelu mysim. W szczególności w pełni wyjaśniony jest protokół krok po kroku mający na celu wywołanie łagodnego urazu głowy w linii środkowej oraz charakterystyka modelu zwierzęcego.
Większość urazowych urazów mózgu jest łagodna lub bardziej znana jako wstrząs mózgu. Procedura CHI modeluje patologów, którzy mogą wystąpić po łagodnym TBI u ludzi. Protokół CHI jest wysoce powtarzalny z niską zmiennością i wymaga tylko jednego uderzenia w zamkniętą głowicę, dzięki czemu model jest dostępny dla nowych użytkowników. Oprócz zrozumienia, jak zmienia się mózg po łagodnym TBI, model CHI może być wykorzystany do testowania terapii przyspieszających powrót do zdrowia. Jednym z najtrudniejszych etapów wykonywania operacji CHI jest zabezpieczenie zwierzęcia w ramie stereotaktycznej. W szczególności najtrudniejszą częścią jest umieszczenie nauszników. Tego można się nauczyć tylko poprzez praktykę. Do przeprowadzenia operacji należy użyć wyznaczonego obszaru operacyjnego, takiego jak kaptur lub dedykowana sala operacyjna. Upewnij się, że w polu operacyjnym znajduje się poduszka grzewcza, rama stereotaktyczna wyposażona w impaktor elektromagnetyczny oraz maska anestezjologiczna przeznaczona do podawania izofluranu. Aby skonfigurować impaktor, wybierz pięciomilimetrową końcówkę sondy. Przykręć końcówkę sondy do tłoka w dolnej środkowej części siłownika i delikatnie dokręć sondę, nie przykładając nadmiernej siły. Ponownie dokręć końcówkę między uderzeniami. Następnie ustaw prędkość uderzenia, obracając duże pokrętło po lewej stronie skrzynki sterowniczej, aż prędkość uderzenia wyniesie 5,0
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy protokół opisuje indukcję łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) z wykorzystaniem modelu zamkniętego urazu głowy (CHI) u myszy. Szczegółowo przedstawia on kroki niezbędne do przeprowadzenia procedury oraz charakterystykę modelu zwierzęcego, co pomaga w zrozumieniu mechanizmów powrotu do zdrowia po łagodnych TBI.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Urazy czaszkowo-mózgowe
- Modele zwierzęce
Wstęp
- Lekkie urazy czaszkowo-mózgowe (TBI), powszechnie znane jako wstrząśnienia mózgu, występują często i mogą wpływać na funkcje mózgu.
- Procedura CHI została opracowana w celu modelowania urazów i procesów regeneracji obserwowanych przy wstrząśnieniach mózgu u ludzi.
- Model ten zapewnia powtarzalną metodę dla nowych badaczy w tej dziedzinie.
Cel badania
- Aby odtworzyć warunki łagodnego TBI w modelu zwierzęcym na potrzeby badawcze.
- Aby zrozumieć zmiany biologiczne następujące po łagodnym TBI.
- Aby przetestować potencjalne terapie mające na celu przyspieszenie rekonwalescencji po łagodnych TBI.
Zastosowane metody
- Platforma obejmuje techniki chirurgiczne służące do indukowania łagodnego zamkniętego urazu czaszkowo-mózgowego w linii środkowej.
- Model wykorzystuje myszy do oceny skutków łagodnego TBI po pojedynczym zamkniętym uderzeniu w głowę.
- Kluczowe kroki obejmują unieruchomienie zwierzęcia w ramie stereotaktycznej oraz podanie gazowego izofluranu w celu znieczulenia.
- Opisano konfigurację uderzenia, w tym zastosowanie końcówki sondy o średnicy 5 mm oraz ustawienie odpowiednich prędkości uderzenia.
Główne wyniki
- Protokół przedstawia metodę indukcji łagodnego TBI oraz opisuje istotną konfigurację mechaniczną niezbędną do zapewnienia powtarzalności wyników.
- Wyniki szczegółowo opisują, w jaki sposób model ten może dostarczać informacji na temat ścieżek regeneracji i służyć do testowania interwencji terapeutycznych.
Wnioski
- Badanie dostarcza ustrukturyzowanego podejścia pozwalającego badaczom na analizę skutków i procesu powrotu do zdrowia po łagodnym TBI.
- Model ten pogłębia zrozumienie odpowiedzi neuronalnych na uraz i pomaga w ocenie terapii wspomagających rekonwalescencję.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Powtarzalne modele łagodnych urazów czaszkowo-mózgowych (TBI) są niezbędne do zmniejszania ryzyka we wczesnych etapach odkrywania terapii ośrodkowego układu nerwowego (CNS) oraz do zrozumienia neurobiologicznych zmian wywołanych urazem. Model elektromagnetycznie sterowanego urazu zamkniętego (CHI) u myszy umożliwia standaryzowaną ocenę efektów poznawczych i neuropatologicznych bez widocznych zmian strukturalnych, co zwiększa wiarygodność predykcyjną w przedklinicznych badaniach TBI. Charakterystyka czasowa tego modelu oraz jego kompatybilność z protokołami badania rozproszonych i ogniskowych TBI podnoszą jego wartość dla programów neuronauki translacyjnej.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia badanie mechanizmów łagodnych TBI oraz zmian w szlakach sygnałowych związanych z wstrząśnieniem mózgu u ludzi.
- Wspiera biologiczną redukcję ryzyka poprzez zapewnienie spójnego fenotypu urazu do walidacji funkcjonalnych celów terapeutycznych.
- Ułatwia uzyskanie wiarygodnych wyników prognostycznych w wiązaniu zmian wywołanych urazem z upływem czasu z zaburzeniami poznawczymi.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Przygotowuje zwalidowane modele zwierzęce do późniejszych badań przesiewowych terapii oraz badań interwencyjnych.
- Standaryzuje indukcję urazu, zapewniając powtarzalność oraz ilościową ocenę punktów końcowych w zakresie zachowania i neuropatologii.
- Umożliwia skalowalne porównania między badaniami przy użyciu tego samego urządzenia uderzeniowego dla modeli zarówno łagodnych, jak i umiarkowanych do ciężkich TBI.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Zgodność z punktami końcowymi istotnymi dla choroby poprzez modelowanie upośledzenia funkcji poznawczych oraz zmian neurochemicznych obserwowanych u pacjentów z łagodnym TBI.
- Wsparcie ciągłości procesu od etapu odkrywania po walidację przedkliniczną dzięki możliwości długoterminowego monitorowania wyników do jednego roku po urazie.
- Zapewnienie platformy do dostosowanego do ryzyka rozwoju kandydackich terapii ukierunkowanych na powrót do zdrowia po TBI.
Integracja rurociągów i przepływów pracy
Ten model CHI wpisuje się w kontinuum od wczesnego etapu odkrywania do walidacji przedklinicznej, umożliwiając testowanie hipotez, ograniczanie ryzyka związanego z wyborem celu terapeutycznego oraz opracowywanie biomarkerów translacyjnych dla programów badań nad uszkodzeniami OUN.
- Biologia odkrywcza: Wspiera badania mechanistyczne nad zmianami w mózgu wywołanymi urazem oraz mapowanie szlaków sygnałowych.
- Przesiewanie: Zapewnia powtarzalną platformę do oceny skuteczności terapeutycznej i wyników behawioralnych.
- Analityka: Dostarcza ilościowych wyników neuroobrazowania, analiz neurochemicznych i behawioralnych do porównań między różnymi warunkami.
- Badania translacyjne: Łączy odkrycia przedkliniczne z punktami końcowymi w badaniach klinicznych poprzez modelowanie trwałych deficytów poznawczych.
- Wykorzystanie przedsiębiorstwa: Umożliwia laboratoriom modelowanie zarówno rozproszonych, jak i ogniskowych TBI za pomocą jednego systemu uderzeniowego, co maksymalizuje wartość infrastruktury.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celów terapeutycznych w TBI.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzowaną, powtarzalną i skalowalną indukcję urazu w celu zachowania spójności między badaniami.
- Wartość strategiczna: Poprawia proces podejmowania decyzji go/no-go oraz efektywność kapitałową dzięki umożliwieniu rzetelnej oceny przedklinicznej leków ukierunkowanych na CNS.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój zasobów skoncentrowanych na TBI.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymagane jest doświadczenie w chirurgii stereotaktycznej i obchodzeniu się ze zwierzętami w celu dokładnego wywołania urazu.
- Niezbędny jest dostęp do aparatu stereotaktycznego, elektromagnetycznego uderzacza oraz infrastruktury do znieczulenia.
- Wymagana jest standaryzacja parametrów urazu i oceny wyników pomiędzy zespołami.
- Metoda jest dostosowana do modelowania zarówno lekkich, jak i umiarkowanych lub ciężkich TBI przy użyciu tego samego urządzenia.
- Ograniczenia praktyczne obejmują konieczność ćwiczenia pozycjonowania zwierząt oraz potencjalną zmienność punktów końcowych behawioralnych.
