Modelo de onda de explosão de baixa intensidade para avaliação pré-clínica de lesão cerebral traumática leve de cabeça fechada em roedores

Aric  F. Logsdon; Brandon  P. Lucke-Wold; Ryan  C. Turner; Sean  M. Collins; Evan  L. Reeder; Jason  D. Huber; Charles  L. Rosen; Matthew  J. Robson; Florian Plattner

doi:10.3791/61244

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Artigo de método

Modelo de onda de explosão de baixa intensidade para avaliação pré-clínica de lesão cerebral traumática leve de cabeça fechada em roedores

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DOI:

10.3791/61244

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6 de novembro de 2020

Aric F. Logsdon^*¹^,² , Brandon P. Lucke-Wold^*³ , Ryan C. Turner^*⁴ , Sean M. Collins⁵ , Evan L. Reeder⁵ , Jason D. Huber⁴ , Charles L. Rosen⁶ , Matthew J. Robson^*⁵ , Florian Plattner^*⁷

¹Geriatrics Research Education and Clinical Center, Veterans Affairs, ²Division of Gerontology and Geriatric Medicine, University of Washington, ³Department of Neurosurgery, University of Florida, ⁴Department of Neurosurgery, West Virginia University, ⁵Division of Pharmaceutical Sciences, University of Cincinnati, ⁶Central Illinois Neuro Health Sciences, Bloomington, IL, ⁷Neuro-research, Dallas, TX

^* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Apresentamos aqui um protocolo de um modelo de onda de explosão para roedores para investigar efeitos neurobiológicos e fisiodicos de lesão cerebral traumática leve a moderada. Estabelecemos uma configuração de banco-topo, movida a gás, equipada com sensores de pressão, permitindo uma geração confiável e reprodutível de lesão cerebral traumática leve a moderada induzida por explosão.

Resumo

Lesão cerebral traumática (TCE) é um problema de saúde pública em larga escala. O TBI leve é a forma mais prevalente de neurotrauma e é responsável por um grande número de consultas médicas nos Estados Unidos. Atualmente, não há tratamentos aprovados pela FDA disponíveis para TBI. O aumento da incidência de TBI relacionado a explosões e militares acentua ainda mais a necessidade urgente de tratamentos eficazes de TCE. Portanto, novos modelos de animais pré-clínicos de TCE que recapitulam aspectos do TBI relacionado à explosão humana avançarão muito os esforços de pesquisa nos processos neurobiológicos e fisioterapológicos subjacentes ao TBI leve a moderado, bem como o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para a TBI.

Aqui apresentamos um modelo confiável e reprodutível para a investigação dos efeitos moleculares, celulares e comportamentais de TBI leve a moderada induzida por explosão. Descrevemos um protocolo passo-a-passo para TBI leve de cabeça fechada e induzido por explosão em roedores usando uma configuração de bancada composta por um tubo de choque movido a gás equipado com sensores de pressão piezoelétricas para garantir condições de teste consistentes. Os benefícios da configuração que estabelecemos são seu relativo baixo custo, facilidade de instalação, facilidade de uso e capacidade de alta produtividade. Outras vantagens deste modelo TBI não invasivo incluem a escalabilidade da sobrepressão do pico da explosão e a geração de resultados reprodutíveis controlados. A reprodutibilidade e relevância deste modelo TBI tem sido avaliada em uma série de aplicações a jusante, incluindo análises neurobiológicas, neuropatológicas, neurofisiológicas e comportamentais, apoiando o uso desse modelo para a caracterização de processos subjacentes à etiologia de TCE leve a moderada.

Introdução

A lesão cerebral traumática (TCE) é responsável por mais de dois milhões de visitas hospitalares por ano apenas nos Estados Unidos. TBI leve comumente resultante de acidentes de carro, eventos esportivos ou quedas representam aproximadamente 80% de todos os casos de ^TCE1. O TBI leve é considerado a "doença silenciosa", pois os pacientes muitas vezes não experimentam sintomas a ver com os dias e meses seguintes ao insulto inicial, mas podem desenvolver sérias complicações relacionadas ao TCE mais tarde na ^vida2. Além disso, o TCE leve induzido por explosão é prevalente entre os militares e tem sido associado à disfunção c....