Szczurzy model niedrożności/reperfuzji tętnicy środkowej mózgu bez uszkadzania struktury anatomicznej naczyń mózgowych
17 maja 2024
Obecny protokół opisuje szczurzy model okluzji/reperfuzji tętnicy środkowej mózgu, który zachowuje anatomiczną strukturę naczyń mózgowych bez powodowania uszkodzeń.
W tym badaniu opracowano szczurzy model niedrożności lub reperfuzji tętnicy środkowej mózgu, który utrzymuje integrację naczyń mózgowych. Koncentruje się na wprowadzeniu nowej metody wywoływania modelu udaru niedokrwiennego u szczurów bez naruszania anatomii naczyń mózgowych. W projekcie wykorzystano techniki mikrochirurgiczne oraz niedokrwienie wywołane filamentem.
Wprowadza metodę wywoływania niedokrwienia bez uszkadzania tętnicy szyjnej wspólnej lub układu szyjnego zewnętrznego. W przeciwieństwie do technik, które mogą trwale zaburzyć przepływ krwi lub uszkodzić anatomię naczyń mózgowych, protokół ten utrzymuje integralność anatomiczną kilku naczyń. Zapewnia dokładniejsze, mniej szkodliwe podejście do badania udaru niedokrwiennego.
Aby rozpocząć, umieść znieczulonego szczura na platformie operacyjnej. Po ogoleniu sierści wokół gardła i lewej szyi należy trzykrotnie zdezynfekować miejsce operowane Betadine i 70% etanolem. Wykonaj nacięcie linii środkowej o długości 1,5 centymetra po brzusznej stronie szyi i otwórz powięź powierzchowną.
Wykonaj rozwarstwienie, aby odsłonić tętnicę szyjną zewnętrzną, tętnicę szyjną wewnętrzną i tętnicę szyjną wspólną. Umieść trzy jedwabne szwy 4-0 wokół wspólnej tętnicy szyjnej i kolejny jedwabny szew przez tętnicę szyjną zewnętrzną w pobliżu rozwidlenia tętnicy szyjnej wewnętrznej. Zawiąż rozwiązywalny węzeł poślizgowy na bliższej tętnicy szyjnej wspólnej.
Zaciśnij szew na dystalnej tętnicy szyjnej wspólnej za pomocą hemostatu, aby zablokować przepływ krwi. Podczas szycia luźno zawiąż kolejny węzeł ślizgowy wokół wspólnej tętnicy szyjnej, aby upewnić się, że naczynie nie jest niedrożne. Teraz za pomocą nożyczek wykonaj 0,5-milimetrowe nacięcie między proksymalnym szwem jedwabnym a środkowym szwem na tętnicy szyjnej wspólnej.
Wprowadź trzycentymetrowe włókno 4-0 do wspólnej tętnicy szyjnej. Zaciśnij jedwabne szwy wokół tętnicy szyjnej wspólnej, aby zabezpieczyć włókno śródświetlne i zapobiec krwawieniu. Następnie usuń szew z dystalnej tętnicy szyjnej wspólnej.
Kontynuuj wprowadzanie włókna do światła środkowej tętnicy mózgowej, kontrolując szwy wokół tętnicy szyjnej zewnętrznej. Uruchom minutnik i zarejestruj czas, w którym rozpoczyna się okluzja. Zszyj nacięcie szyi jedwabnymi szwami 3-0.
Ostrożnie umieść zwierzę w klatce regeneracyjnej. Po modelowaniu niedokrwiennym ponownie otwórz nacięcie szyi od znieczulonego szczura. Pod mikroskopem preparacyjnym delikatnie wycofaj włókno okluzyjne, umieszczając mikrozacisk poziomo w pobliżu węzła szwu śródświetlnego.
Kontynuuj wycofywanie, aż biała końcówka będzie wyraźnie widoczna w pobliżu nacięcia tętnicy szyjnej wspólnej. Następnie całkowicie usuń włókno i zwolnij zabezpieczony węzeł szwu śródświetlnego. Umieść kolejny mikrozacisk w pobliżu strony serca bliższego węzła tętnicy szyjnej wspólnej.
Następnie usuń węzeł szwu wokół bliższej tętnicy szyjnej wspólnej. Przepłukać miejsce nacięcia solą fizjologiczną. Osusz obszar sterylnym wacikiem, aby usunąć krew i uzyskać czyste pole operacyjne.
Teraz przy 4-krotnym powiększeniu zszyj nacięcie tętnicy szyjnej wspólnej za pomocą szwów mikrochirurgicznych 11-0 w przerwanym wzorze. Po zszyciu usuń mikrozaciski z obu końców wspólnej tętnicy szyjnej, aby przywrócić przepływ krwi. Uciskaj sterylnym wacikiem w miejscu szwu tętnicy szyjnej wspólnej przez 30 sekund.
Obserwuj tętnicę szyjną wspólną przez dwie minuty, aby upewnić się, że nie wystąpi krwawienie. Zszyj nacięcie szyi i umieść szczura w pudełku do pielęgnacji o temperaturze 35 stopni Celsjusza w celu odzyskania znieczulenia. Trzy dni po reperfuzji niedokrwiennej usuń mózg z uśpionego szczura.
Zamroź mózg w temperaturze minus 20 stopni Celsjusza na 20 minut. Po zamrożeniu za pomocą skalpela pokrój mózg na odcinki koronalne o grubości dwóch milimetrów. Inkubuj sekcje mózgu z 2% TTC przez 20 minut w temperaturze 37 stopni Celsjusza.
Po inkubacji przenieś skrawki mózgu na małą szalkę Petriego i odrzuć 2% TTC. Następnie utrwal sekcje mózgu 10% formaliną przez 30 minut w temperaturze pokojowej. Wyrzuć formalinę i przepłucz skrawki mózgu PBS.
Rób cyfrowe zdjęcia kolejnych wycinków. Za pomocą oprogramowania ImageJ zmierz ilościowo obszary zawału. Po barwieniu TTC zaobserwowano zawały wynikające z niedokrwienia mózgu zarówno w prążkowiu, jak i w korze.
Po trzech dniach od udaru niedokrwiennego całkowitego odsetka zawału mierzono na poziomie około 30% półkuli, a śmiertelność po operacji wynosiła 16,7%.
Przegląd
Niniejsze badanie opracowuje model szczura w celu wywołania niedokrwienia i reperfuzji tętnicy środkowej mózgu, który zachowuje integralność naczyń mózgowych. Koncentruje się ono na nowej metodzie indukcji udaru niedokrwiennego bez naruszania struktury anatomicznej układu naczyniowego mózgu.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Badania nad udarem
- Techniki chirurgiczne
Wprowadzenie
- Udar niedokrwienny stanowi istotny model badania reakcji naczyniowych mózgu.
- Tradycyjne metody często naruszają anatomię naczyń krwionośnych.
- Zachowanie integralności naczyń jest kluczowe dla dokładnych badań nad udarem.
- Niniejszy protokół ma na celu zapewnienie mniej szkodliwego podejścia do modelowania niedokrwienia.
Cel badania
- Opracowanie mniej inwazyjnej metody indukowania udaru niedokrwiennego u szczurów.
- Zachowanie architektury naczyń mózgowych podczas procedury okluzji.
- Przedstawienie praktycznych wskazówek dla przyszłych badań nad udarem.
Zastosowane metody
- W badaniu zastosowano techniki mikrochirurgiczne na znieczulonych szczurach.
- Kluczowy model biologiczny: model udaru niedokrwiennego u szczura.
- Wykorzystano metodę z użyciem filamentu w celu wywołania niedokrwienia przy jednoczesnym zachowaniu anatomii naczyniowej.
- Szczegóły obejmują konkretne nacięcia, techniki szycia oraz procedury rekonwalescencji.
- Po niedokrwieniu przygotowano przekroje mózgu do analizy obszaru zawału za pomocą barwienia TTC.
Główne wyniki
- Zaobserwowano zachowanie integralności anatomicznej naczyń przy minimalnej śmiertelności (16,7%).
- Trzy dni po reperfuzji stwierdzono zawał około 30% półkuli.
- Technika ta wykazała kontrolowane podejście do badania udaru niedokrwiennego.
- Walidację metod osiągnięto poprzez kwantyfikację przy użyciu oprogramowania ImageJ.
Wnioski
- Badanie przedstawia wiarygodny model udaru niedokrwiennego, który minimalizuje uszkodzenia naczyniowe.
- Podejście to otwiera nowe możliwości w zakresie ulepszenia metodologii badań nad udarem.
- Zwiększono zrozumienie reakcji naczyń mózgowych na niedokrwienie.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Zachowanie anatomii naczyń mózgowych w przedklinicznych modelach udaru jest kluczowe dla wierności translacyjnej i minimalizacji ryzyka mechanistycznego w procesie odkrywania leków neurovascularnych. Ten model szczurzy umożliwia ilościową ocenę uszkodzenia niedokrwiennego przy jednoczesnym ograniczeniu zakłócających uszkodzeń naczyniowych, co wspiera pewność prognostyczną w początkowej fazie walidacji celu. Podejście to usprawnia podejmowanie decyzji portfelowych, zapewniając system bardziej relewantny fizjologicznie do oceny strategii neuroprotekcyjnych i reperfuzyjnych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia badanie mechanizmów uszkodzeń naczyniowo-nerwowych bez zakłóceń anatomicznych.
- Wspiera funkcjonalną walidację celów poprzez oddzielenie efektów niedokrwiennych od artefaktów chirurgicznych.
- Zwiększa pewność predykcyjną przy wyborze kandydatów w wskazaniach naczyniowo-mózgowych.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Ułatwia przygotowanie zwalidowanych modeli in vivo do badań skuteczności związków.
- Zapewnia powtarzalną kwantyfikację obszaru zawału przy użyciu barwienia TTC i cyfrowej analizy obrazu.
- Umożliwia standaryzowaną ocenę interwencji neuroprotekcyjnych w różnych badaniach.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodny z patofizjologią istotną dla danej choroby poprzez zachowanie integralności naczyń podczas niedokrwienia.
- Zapewnia ciągłość od odkrycia mechanistycznego po przedkliniczną walidację hipotez terapeutycznych.
- Zmniejsza ryzyko translacyjne poprzez modelowanie klinicznie istotnego uszkodzenia reperfuzyjnego.
Integracja potoku i przepływu pracy
Model ten wpisuje się w kontinuum od wczesnego etapu odkrywania do walidacji przedklinicznej w rozwoju leków naczyniowo-nerwowych, stanowiąc pomost między badaniami nad mechanizmami a testami skuteczności translacyjnej.
- Biologia odkrywcza: Umożliwia testowanie hipotez dotyczących mechanizmów uszkodzeń niedokrwiennych przy zminimalizowaniu czynników zakłócających procedurę.
- Przesiew: Zapewnia powtarzalne, ilościowe pomiary obszaru zawału do oceny związków chemicznych.
- Analityka: Pozwala na cyfrową kwantyfikację wielkości zawału w oparciu o obrazowanie z wykorzystaniem oprogramowania ImageJ.
- Badania translacyjne: Zachowuje anatomię naczyń, co zapewnia zgodność z kliniczną patofizjologią udaru.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje zestandaryzowaną, wielokrotnie wykorzystywalną platformę in vivo dla portfeli badań neuronaczyniowych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwa
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i zmniejsza niejednoznaczność mechaniczną w walidacji celów naczyniowo-nerwowych.
- Wartość operacyjna: Poprawia powtarzalność i standaryzację przedklinicznego modelowania udaru.
- Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) poprzez dostarczenie fizjologicznie istotnych danych dotyczących skuteczności.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację aktywów naczyniowo-nerwowych przeznaczonych do dalszego rozwoju w oparciu o analizę ryzyka.
Uwagi dotyczące implementacji
- Wymaga wiedzy z zakresu mikrochirurgii oraz dostępu do mikroskopów dissectingowych w celu naprawy naczyń.
- Wymaga precyzyjnych instrumentów do wprowadzania filamentów i szycia naczyń krwionośnych.
- Konieczna jest standaryzacja protokołów chirurgicznych i analitycznych pomiędzy zespołami.
- Adaptacja do innych modeli gryzoni może wymagać optymalizacji protokołu.
- Potencjalne ograniczenia obejmują krzywą uczenia się zabiegów chirurgicznych oraz gatunkowe różnice w odpowiedziach naczyniowych.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:19
Ischemic Stroke Modeling Through Carotid Artery Manipulation in Rats
3:15
Microsurgical Suturing of the Common Carotid Artery and Post-Operative Brain Tissue Analysis in Rat Models of Ischemia-Reperfusion
5:45
Representative Results
