Mysi model zatrzymania krążenia do obrazowania mózgu i monitorowania fizjologii mózgu podczas niedokrwienia i resuscytacji
14 kwietnia 2023
Ten protokół demonstruje unikalny mysi model zatrzymania krążenia w asfiksji, który nie wymaga ucisku klatki piersiowej do resuscytacji. Model ten jest przydatny do monitorowania i obrazowania dynamiki fizjologii mózgu podczas zatrzymania krążenia i resuscytacji.
Zatrzymanie akcji serca dotyka każdego roku ponad pół miliona osób w USA, prowadząc do upośledzenia funkcji neurologicznych spowodowanych głównie niedotlenieniem i niedokrwieniem mózgu. Aby opracować lepsze metody leczenia, staramy się zrozumieć, w jaki sposób zatrzymanie akcji serca wpływa na fizjologię mózgu, w tym mikrokrążeniowy przepływ krwi i zużycie tlenu, poprzez badania eksperymentalne. Zaawansowane metody obrazowania i monitorowania zostały opracowane w celu zbadania przepływu krwi w mózgu po zatrzymaniu krążenia.
Jednak uzyskanie pełnego obrazu krążenia mózgowego podczas zatrzymania krążenia serca i wczesnej resuscytacji pozostaje wyzwaniem. Nasz protokół obejmuje symulację klinicznego zatrzymania krążenia wywołanego asfiksją u myszy, a następnie recytacji bez uciskania klatki piersiowej. Model ten umożliwia wykorzystanie zaawansowanych metod obrazowania do badania fizjologii mózgu u myszy w całym procesie zatrzymania krążenia.
Model ten nie wymaga skomplikowanych interwencji chirurgicznych i jest stosunkowo łatwiejszy do wykonania. Co ważniejsze, podczas zatrzymania krążenia i resuscytacji zwierzęta mogą być trzymane w pozycji leżącej przy minimalnym ruchu zwierząt, co znacznie ułatwia stosowanie różnych metod obrazowania. Wpływ zatrzymania krążenia i jego strategie leczenia, takie jak podawanie epinefryny, hemodynamika mózgu i funkcje neurologiczne, nie jest jeszcze w pełni poznany.
Nasz mysi model jest idealny do badania dynamicznych zmian w krążeniu mózgowym, reakcjach naczyniowych i utlenowaniu tkanki mózgowej, które występują podczas zatrzymania krążenia i resuscytacji.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia mysi model zatrzymania krążenia wskutek asfiksji, który umożliwia monitorowanie fizjologii mózgu bez konieczności wykonywania uciśnięć klatki piersiowej. Pozwala on na zastosowanie zaawansowanych technik obrazowania w celu zbadania dynamiki mózgu podczas zatrzymania krążenia oraz następującej po nim reanimacji.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Kardiologia
- Fizjologia
Wprowadzenie
- Zatrzymanie krążenia prowadzi do znacznego upośledzenia neurologicznego spowodowanego niedotleniająco- Niedokrwiennym uszkodzeniem mózgu.
- Zrozumienie fizjologii mózgu po zatrzymaniu krążenia jest kluczowe dla opracowania metod leczenia.
- Badanie dynamiki przepływu krwi w mózgu pozostaje wyzwaniem.
- Istniejące modele często wymagają złożonych interwencji, co utrudnia postępy w badaniach.
Cel badania
- Stworzenie uproszczonego modelu do badania krążenia mózgowego podczas zatrzymania krążenia.
- Ocena zmian fizjologicznych w mózgu podczas reanimacji.
- Dalsze badanie wpływu strategii terapeutycznych, takich jak podawanie adrenaliny.
Zastosowane metody
- W niniejszym badaniu wykorzystano model mysi w celu symulacji klinicznego zatrzymania krążenia wywołanego asfiksją.
- Protokół umożliwia reanimację bez uciśnięć klatki piersiowej, co pozwala na zminimalizowanie ruchów zwierzęcia.
- W trakcie procesu zatrzymania krążenia można zastosować różne zaawansowane metody obrazowania.
- Kluczowe ramy czasowe eksperymentu obejmują etapy zatrzymania krążenia oraz następującą po nim reanimację.
Główne wyniki
- Model ten skutecznie monitoruje dynamiczne zmiany w ukrwieniu i oksygenacji mózgu.
- Uzyskano wgląd w reakcje naczyniowe i funkcje neurologiczne w trakcie oraz po zatrzymaniu krążenia.
- Podkreśla to znaczenie zaproponowanego modelu dla zrozumienia fizjologii mózgu w tych warunkach.
Wnioski
- Niniejsze badanie pozwala na lepsze zrozumienie zmian fizjologicznych w mózgu podczas zatrzymania krążenia i reanimacji.
- Nie obejmuje ono analizy multiomicznej ani bezpośrednich pomiarów metabolicznych, lecz ułatwia przyszłe badania w tych obszarach.
- Wyniki zwiększają naszą wiedzę na temat odpowiedzi neuronów na sytuacje nagłego zatrzymania krążenia.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Niezawodne modele przedkliniczne umożliwiające obrazowanie mózgu w czasie rzeczywistym podczas zatrzymania krążenia i reanimacji są kluczowe dla minimalizacji ryzyka w strategiach neuroprotekcyjnych w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym. Ten mysi model asfyktycznego zatrzymania krążenia wspiera analizę mechanistyczną przepływu krwi w mózgu, dynamiki naczyniowej oraz oksygenacji, co bezpośrednio przekłada się na walidację celów terapeutycznych i rozwój biomarkerów translacyjnych. Uproszczony przebieg procedury oraz kompatybilność z zaawansowanym obrazowaniem sprawiają, że model ten stanowi reużywalną platformę dla wczesnych etapów odkrywania leków i integracji z przedklinicznym potokiem badawczym.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia mechanistyczne zmniejszenie ryzyka w badaniach nad celami neuroprotekcyjnymi poprzez bezpośrednią obserwację fizjologii mózgu podczas niedokrwienia i reperfuzji.
- Wspiera funkcjonalną walidację celów dzięki ilościowemu monitorowaniu przepływu krwi w mózgu oraz utlenowania tkanek.
- Ułatwia badanie odpowiedzi naczyniowych i neuronalnych na zatrzymanie krążenia i resuscytację w oparciu o postawione hipotezy.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Zapewnia standaryzowany, powtarzalny model do oceny potencjalnych interwencji wpływających na hemodynamikę mózgu po zatrzymaniu krążenia.
- Umożliwia uzyskanie ilościowych wyników obrazowania, które mogą służyć jako punkt odniesienia dla różnych związków lub strategii terapeutycznych.
- Wspiera opracowywanie testów do monitorowania w czasie rzeczywistym punktów końcowych fizjologicznych istotnych dla neuroprotekcji.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodny z punktami końcowymi istotnymi dla choroby poprzez modelowanie mechanizmów ostrego urazu mózgu u starszych myszy.
- Zapewnia ciągłość od etapu odkrycia po walidację przedkliniczną, wspierając podłużne obrazowanie i monitorowanie fizjologiczne.
- Zmniejsza ryzyko w rozwoju translacyjnym, dostarczając danych prognostycznych na temat efektów interwencji w kontrolowanym, skalowalnym systemie.
Integracja potoków i przepływów pracy
Model ten łączy wczesny etap odkryć z walidacją przedkliniczną, umożliwiając ilościową ocenę fizjologii mózgu w czasie rzeczywistym podczas zatrzymania krążenia i reanimacji.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących mechanizmów naczyniowo-nerwowych oraz efektów interwencji podczas urazu niedokrwiennego.
- Przesiew: Dostarcza powtarzalnych, ilościowych wyników obrazowania do oceny związków i standaryzacji testów.
- Analityka: Zapewnia dane o wysokiej rozdzielczości dotyczące przepływu krwi, struktury naczyniowej i natlenienia do analiz porównawczych.
- Badania translacyjne: Modeluje klinicznie istotne fazy urazu i regeneracji, wspierając dopasowanie biomarkerów i postępy skorygowane o ryzyko.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje skalowalną, małoinwazyjną platformę możliwą do adaptacji w różnych programach badań nad neuroprotekcją.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w walidacji celów neuroprotekcyjnych i ograniczaniu ryzyka mechanistycznego.
- Wartość operacyjna: Optymalizuje przepływy pracy w obrazowaniu i zmniejsza złożoność procedur w celu łatwiejszego wdrożenia w różnych zespołach.
- Wartość strategiczna: Poprawia jakość decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) poprzez dostarczenie rzetelnych, ilościowych danych fizjologicznych.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację strategii i interwencji neuroprotekcyjnych z uwzględnieniem analizy ryzyka.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w zaawansowanych metodach obrazowania oraz monitorowaniu fizjologicznym w modelach zwierząt laboratoryjnych.
- Wymaga dostępu do infrastruktury obrazowania umożliwiającej ocenę przepływu krwi w mózgu oraz utlenowania w czasie rzeczywistym.
- Wymaga stosowania standaryzowanych protokołów w celu zapewnienia powtarzalności wyników pomiędzy zespołami badawczymi i badaniami.
- Możliwość dostosowania do kohort myszy w starszym wieku, co zwiększa znaczenie translacyjne w kontekście urazów mózgu związanych z wiekiem.
- Może nie w pełni odzwierciedlać ludzkiej patofizjologii, co wymaga ostrożnej interpretacji wyników translacyjnych.
