6 października 2008
Monitorowanie poziomów neurotransmiterów pozakomórkowych w określonych obszarach mózgu swobodnie poruszających się zwierząt dostarcza wiedzy na temat związku między uwalnianiem neurotransmiterów a zachowaniem. Mikrodializa in vivo w połączeniu z detekcją elektrochemiczną zapewnia doskonałą rozdzielczość anatomiczną i chemiczną, a także informacje o tym, w jaki sposób podstawowa neurotransmisja ulega zmianom pod wpływem manipulacji farmakologicznych lub fizjologicznych.
Cześć, jestem Brenda Geiger z Laboratorium Emmanuela POTOs w Katedrze Farmakologii i Terapii Eksperymentalnej na Wydziale Medycyny Uniwersytetu Tufts. A ja jestem Lauren Frank, również z tego laboratorium. Dzisiaj zaprezentujemy procedurę przeżywalnej operacji stereotaktycznej u gryzoni.
Niniejsza procedura obejmuje przygotowanie aparatury i zwierzęcia do zabiegu, a następnie przeprowadzenie operacji stereotaktycznej. Przejdźmy zatem do realizacji. Przed rozpoczęciem procedury należy przygotować aparat stereotaktyczny oraz wszystkie niezbędne materiały.
Należy upewnić się, że obszar roboczy oraz instrumenty są czyste i wysterylizowane. Następnie należy przygotować zwierzę do zabiegu. Dzisiejszą operację zaprezentuję na 10-tygodniowym szczurze rasy Sprague Dawley.
Używamy również trzymiesięcznych szczurów szczepu Spray Dolly oraz dwumiesięcznych myszy C 57 black six J, które wymagają specjalistycznego adaptera platformy. Znieczul szczura poprzez iniekcję doszpikową (IP) koktajlu zawierającego 60 mg/kg ketaminy i 10 mg/kg ksylazyny. Utrzymuj zwierzę w cieple, korzystając z podkładki grzewczej regulowanej termostatem.
Po upewnieniu się, że zwierzę jest pod wpływem sedacji i jego temperatura ciała jest stabilna i odpowiednia, można przystąpić do zabiegu chirurgicznego. Aby rozpocząć operację, należy ogolić zwierzę maszynką elektryczną od uszu aż do miejsca pomiędzy oczami. Następnie należy nanieść jod na ogoloną okolicę, dbając o to, aby chronić oczy przed preparatem.
Następnie zamocuj zwierzę w aparacie stereotaksycznym. W tym celu najpierw umieść jeden pręt uszny w kanale słuchowym, a następnie przytrzymaj go i wsuń drugi pręt uszny tak, aby głowa nie mogła poruszać się na boki, ale pysk mógł być przesuwany w górę i w dół. Zabezpiecz pysk za pomocą przedniego uchwytu linijki użytkownika instrumentu stereotaksycznego, aby upewnić się, że głowa znajduje się w poziomie.
Między linijką a środkiem skóry głowy zwierzęcia powinien znajdować się kąt 90 stopni. Gdy zwierzę zostanie odpowiednio ułożone, wykonaj sterylnym skalpelem nacięcie przednio-tylne na skórze głowy. Przedłuż nacięcie od lambdy aż do miejsca pomiędzy oczami zwierzęcia.
Użyj kleszczyków hemostatycznych, aby odsunąć skórę i utrzymać nacięcie otwarte. Osusz odsłoniętą powierzchnię czaszki za pomocą kilku patyczków bawełnianych. Następnie umieść kaniulę prowadzącą w uchwycie.
Następnie zlokalizuj punkt bgma na czaszce i ustaw kaniulę prowadzącą bezpośrednio nad tym miejscem. Zapisz współrzędne przednią, tylną i boczną względem bgma. Wyznacz właściwe współrzędne niezbędne do umieszczenia sondy.
Z pomocą atlasu stereotaktycznego ustaw kaniulę prowadzącą na właściwe współrzędne, dodając lub odejmując odpowiednią wartość od bgma. Opuszczaj kaniulę prowadzącą, aż dotknie ona czaszki, a następnie zapisz tę współrzędną brzuszna. Zaznacz to miejsce na czaszce ołówkiem.
W tym miejscu zostanie wykonane wiercenie. Aby rozpocząć wiercenie, należy usunąć kaniulę prowadzącą i wysterylizować wiertło.
Następnie wywierć otwór o średnicy 0,5 milimetra w miejscu zaznaczonym ołówkiem, aż przebijesz całą szerokość czaszki. Sprawdź za pomocą kaniuli, czy przechodzi ona przez otwór, nie dotykając jego ścianek. Kontynuuj wiercenie i sprawdzanie, aż kaniula będzie mogła przejść przez otwór po linii prostej.
Należy uważać, aby nie przebić opon mózgowych ani naczyń krwionośnych. Po wykonaniu otworu należy użyć sterylnej igły, aby delikatnie przebić opony, co umożliwi niezakłócone wprowadzenie kaniuli prowadzącej. Następnie, za pomocą wiertarki ręcznej, wykonuje się sześć otworów pod śruby czaszkowe.
Dwie przednie, dwie boczne i dwie tylne w stosunku do otworu kaniuli. Sterylizujemy sześć stalowych śrub kostnych i umieszczamy je w czaszce, aż zostaną mocno zakotwiczone. Po wkręceniu śrub oczyszczamy kaniulę prowadzącą etanolem, pozostawiamy do wyschnięcia, a następnie montujemy prowadnicę i powoli opuszczamy ją do odpowiedniej współrzędnej brzusznej.
Kaniulę przesuwa się powoli w górę i w dół, aby uniknąć uszkodzenia mózgu. Należy upewnić się, że boki nie stykają się i że kaniula wchodzi idealnie pionowo. Następnie należy usunąć kleszczyki hemostatyczne.
Wymieszaj niewielką ilość płynnego cementu dentystycznego i za pomocą szpatułki pokryj cienką warstwą kaniulę prowadzącą, śruby oraz pozostałą część czaszki. Następnie umieść śrubę kotwiczącą przyśrodkowo i za śrubami tylnymi czaszki, utrzymując ją w miejscu pęsetą. Przygotuj kolejną partię cementu, tym razem o gęstszej konsystencji, i całkowicie pokryj kaniulę oraz śruby kotwiczące wystarczającą ilością cementu, aby zostały one unieruchomione po jego stwardnieniu.
Jednak zanim cement stwardnieje, oddziel skórę od cementowej czapeczki i wygładź ją za pomocą szpatułki, aby upewnić się, że jest gładka z każdej strony i nie podrażnia skóry. Następnie dodaje się więcej cementu, aby wzmocnić kaniulę prowadzącą i połączyć ją z resztą uchwytu głownego. Po całkowitym wyschnięciu cementu dentystycznego wyjmij zwierzę z aparatury.
Następnie nanieś miejscowy antybiotyk bacitracynę wokół całej cementowej zaślepki. Następnie podaj domięśniowy zastrzyk z penicyliną, a po nim podskórny zastrzyk z solą fizjologiczną. Umieść zwierzę w klatce i monitoruj je, aż odzyska przytomność.
Następnie należy przenieść zwierzę z powrotem do klatki w celu rekonwalescencji. Po wyzdrowieniu zwierzę należy monitorować codziennie aż do zakończenia eksperymentu pod kątem objawów infekcji oraz oceny bólu i stresu.
Podawaj 0,1 do 0,5 mg/kg buprenorfiny podskórnie dwa razy dziennie w razie potrzeby, jeśli zwierzę wydaje się odczuwać ból. Dodatkowo stosuje się miejscowe leczenie bacytramyną oraz systemowe leczenie penicyliną. W przypadku wystąpienia infekcji pooperacyjnych lub utrzymywania się jakichkolwiek objawów przez ponad 12 h po zabiegu, zwierzę zostaje poddane eutanazji.
Właśnie zaprezentowaliśmy sposób przeprowadzenia przeżywalnej operacji stereotaktycznej u gryzoni. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby pamiętać o zachowaniu sterylnych warunków podczas operacji oraz o uważnym monitorowaniu zwierzęcia po zabiegu w celu uniknięcia infekcji, a także o prawidłowym umieszczeniu zwierzęcia na prętach powietrznych, tak aby położenie kaniuli prowadzącej było poprawne.
To wszystko. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w eksperymentach.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejszy artykuł omawia monitorowanie pozakomórkowych poziomów neuroprzekaźników u zwierząt swobodnie poruszających się, wiążąc uwalnianie neuroprzekaźników z zachowaniem. Podkreśla on zastosowanie mikrodializy in vivo oraz detekcji elektrochemicznej w celu uzyskania lepszej rozdzielczości anatomicznej i chemicznej.
Przeżywalna operacja stereotaksyczna u gryzoni umożliwia precyzyjną implantację kaniul prowadzących i sond do mikrodializy w celu pomiaru poziomu neuroprzekaźników pozakomórkowych in vivo. Możliwość ta jest kluczowa dla badania farmakodynamiki OUN, wspierania walidacji celów terapeutycznych oraz weryfikacji hipotez mechanistycznych w procesie odkrywania leków w neuropsychiatrii i chorobach neurodegeneracyjnych. Podejście to zapewnia wysoką rozdzielczość anatomiczną i chemiczną, co ułatwia zachowanie ciągłości translacyjnej od wczesnej fazy odkrywania po badania przedkliniczne.
Metoda ta wpisuje się w kontinuum od odkrycia do badań przedklinicznych, umożliwiając opartą na hipotezach analizę celów i szlaków w OUN w żywych modelach zwierzęcych.