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Research Article
Hannah E. Korah1, Kevin Cheng1, Stephanie M. Washington2, Matthew E. Flowers1, Harrison J. Stratton1, Amol Patwardhan5, Mohab M. Ibrahim*1,2,3,4, Laurent F. Martin*1,2
1Department of Pharmacology, College of Medicine,The University of Arizona, Tucson, 2Department of Anesthesiology, College of Medicine,The University of Arizona, Tucson, 3Neuroscience Graduate Interdisciplinary Program, College of Medicine,The University of Arizona, Tucson, 4Comprehensive Pain and Addiction Center,The University of Arizona, Tucson, 5Department of Anesthesiology and Pain Management,University of Texas Southwestern Medical Center
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
A ligadura parcial do nervo ciático induz dor neuropática crônica de longa duração, caracterizada por respostas exageradas a estímulos térmicos e mecânicos. Este modelo murino de dor neuropática é comumente usado para estudar terapias inovadoras para o tratamento da dor. Este artigo descreve em detalhes o procedimento cirúrgico para melhorar a padronização e reprodutibilidade.
O manejo da dor crônica permanece desafiador até hoje, e os tratamentos atuais estão associados a efeitos adversos, incluindo tolerância e dependência. A dor neuropática crônica resulta de lesões ou doenças no sistema somatossensorial. Para investigar potenciais terapias com efeitos colaterais reduzidos, modelos de dor em animais são o padrão-ouro em estudos pré-clínicos. Portanto, modelos bem caracterizados e bem descritos são cruciais para o desenvolvimento e validação de terapias inovadoras.
A ligadura parcial do nervo ciático (NPNs) é um procedimento que induz dor neuropática crônica em camundongos, caracterizada por hipersensibilidade mecânica e térmica, dor contínua e alterações na temperatura do membro, tornando esse modelo um ótimo ajuste para estudar a dor neuropática pré-clinicamente. O NPNp é um modelo vantajoso para o estudo da dor neuropática, pois reproduz muitos sintomas observados em humanos com dor neuropática. Além disso, o procedimento cirúrgico é relativamente rápido e simples de ser realizado. O NPNp unilateral de um membro permite a comparação entre as patas ipsilateral e contralateral, bem como a avaliação da sensibilização central.
Para induzir hipersensibilidade neuropática crônica, um fio de nylon inabsorvível 9-0 é usado para ligar o terço dorsal do nervo ciático. Este artigo descreve o procedimento cirúrgico e caracteriza o desenvolvimento de dor neuropática crônica por meio de múltiplos testes comportamentais comumente utilizados. Como uma infinidade de terapias inovadoras estão sendo investigadas para o tratamento da dor crônica, este artigo fornece conceitos cruciais para a padronização e uma descrição precisa das cirurgias necessárias para induzir dor neuropática.
A dor crônica é um problema de saúde significativo em todo o mundo e é um dos problemas de saúde mais caros nos Estados Unidos. O tratamento da dor crônica é mais bem conduzido quando as modalidades farmacológica e não farmacológica são utilizadas de forma multidisciplinar1. O manejo da dor crônica é desafiador e, em alguns casos, não trata adequadamente a dor2. Portanto, métodos novos e complementares são necessários para melhorar o tratamento da dor crônica, e modelos animais são cruciais para investigar terapias inovadoras.
A dor neuropática crônica resulta de lesões ou doenças no sistema somatossensorial, incluindo diabetes, infecções, compressões nervosas ou doenças autoimunes3. A dor neuropática depende tanto de mecanismos de sensibilização periférica quanto central e origina-se de uma lesão dos nervos. Essa dor pode ser caracterizada por hiperalgesia e alodínia evocadas pelo toque e termicamente, dor contínua e mudanças na temperatura do membro afetado4. Para melhor entender os mecanismos e avançar novos tratamentos, vários modelos têm sido desenvolvidos em roedores para mimetizar os sintomas e as causas da dor neuropática5. Por exemplo, a dor neuropática pode ser induzida com injeções de quimioterápicos, ligadura do nervo espinhal (LN), lesão de constrição crônica (ICC) do nervo ciático, LNPp, lesão do nervo poupado, transecção do nervo ciático e trisecção do nervo ciático6. Notadamente, a ligadura do nervo ciático reproduz múltiplas características da dor neuropática observadas em humanos, como hipersensibilidade mecânica e térmica, ou alterações na temperatura do membro afetado, características da síndrome dolorosa complexa regional (SDCR)7. Assim, esse modelo é adequado para o estudo da SDCR ou de qualquer outra lesão nervosa que induza dor neuropática crônica. O modelo foi desenvolvido pela primeira vez por Seltzer em 19908, sendo amplamente utilizado em estudos de dor para investigar novos compostos analgésicos ou avaliar os efeitos cognitivos da dor crônica 9,10,11,12,13. O modelo apresenta alta reprodutibilidade, e a ligadura parcial preserva as respostas comportamentais aos estímulosperiféricos6.
Muitos dos modelos atualmente utilizados apresentam deficiências não observadas no PNLp. O modelo CCI apresenta uma variabilidade de lesão muito maior entre cada animal, dependendo do conforto do constritor, e a autotomia altera os dígitos da pata traseira, tornando o modelo inadequado para análisecomportamental6. O modelo SNL é uma cirurgia muito mais complicada e mais longa, que não só requer habilidades técnicas avançadas, mas também apresenta um alto risco de déficits motoresgraves3. Essas deficiências não são observadas no modelo pSNL. A facilidade de reprodutibilidade, a curta duração da cirurgia e o risco reduzido de déficits motores observados no pós-operatório tornam esse modelo valioso para o estudo da dor neuropática periférica 8,14. No entanto, o próprio procedimento de ligadura parcial pode ter variabilidade entre os experimentadores, resultando em menor consistência no número de fibras nervosas ligadas. Assim, apresentar os detalhes da cirurgia é fundamental para aumentar a reprodutibilidade entre os estudos.
Para induzir neuropatia crônica, uma sutura de náilon inabsorvível 9-0 é usada para ligar um terço da largura do nervo ciático. Após a cirurgia, as respostas aos estímulos térmicos e mecânicos são exageradas, iniciando-se no 1º dia de pós-operatório e durando mais de 50dias8. Aqui, as sensibilidades térmica e mecânica foram avaliadas ao longo de 28 dias usando os testes de Hargreaves, placa quente e filamento de von Frey. Todos os ensaios comportamentais demonstraram a consistência da hipersensibilidade de longa duração. Demonstrou-se que esse modelo tem efeitos dose-dependentes tanto da morfina quanto do ibuprofeno, confirmando que é adequado para estudos pré-clínicos de dor. Notavelmente, este artigo descreve as instruções para uma ferramenta de vidro artesanal única, conhecida como "gancho de vidro nervoso". Esta ferramenta é usada no lugar da pinça para manipular o nervo e evitar lesões nervosas adicionais não intencionais durante a cirurgia.
Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade do Arizona e estão em conformidade com as diretrizes para o uso de animais de laboratório do National Institutes of Health (publicação do NIH nº 80-23, 1966). Camundongos C57Bl6/J adultos livres de patógenos (peso no teste: 22-28 g) foram alojados em gaiolas de camundongos do biotério padrão (cinco camundongos por gaiola) em salas climatizadas em um ciclo claro/escuro de 12 h e tiveram acesso a comida e água ad libitum. Todos os experimentos comportamentais foram conduzidos por experimentadores cegos para as condições de tratamento.
1. Linha de base: a medida da sensibilidade mecânica
2. Linha de base: a medida da sensibilidade térmica usando o teste de Hargreaves
3. Linha de base: a medida da sensibilidade térmica usando o teste da placa quente
4. Preparo pré-operatório
NOTA: Certifique-se de que as gaiolas limpas estão disponíveis para recuperar os ratos após a cirurgia. Limpar a área cirúrgica com etanol 70%, desinfetar as mãos com etanol 70%, usar luvas estéreis, usar equipamentos de proteção individual (EPIs) adequados (jaleco, rede de cabelo, sapatilhas) e praticar técnicas estéreis durante toda a cirurgia.
5. Procedimento cirúrgico
6. Procedimento de cirurgia simulada para animais controle
7. Testes comportamentais pós-cirúrgicos
NOTA: Certifique-se de que o experimentador está cego para qualquer tratamento. A dor neuropática crônica se desenvolverá ao longo de 2 semanas após a cirurgia, após as quais testes comportamentais podem ser realizados após a administração de compostos de interesse.
8. Análise dos dados
9. Instruções sobre como fazer o gancho de vidro do nervo
OBS: Pratique a segurança contra incêndio durante todo esse processo. Use proteção adequada, como luvas ou óculos resistentes ao calor, conforme necessário.
A dor neuropática crônica foi induzida pela ligadura parcial do nervo ciático de camundongos machos C57Bl6/J (Figura 1A). A sensibilidade mecânica foi avaliada utilizando-se filamentos de von Frey e o método "up-and-down". A sensibilidade térmica ao calor foi avaliada pelos testes de Hargreaves e placa quente. Todos os dados foram analisados com ANOVA two-way para medidas repetidas com correção de Geisser-Greenhouse para comparar o efeito da cirurgia de NPNp em animais simulados ao longo do tempo ou os efeitos de diferentes doses de morfina e ibuprofeno.
Camundongos submetidos à cirurgia de NPNp demonstraram limiares mais baixos para estímulos mecânicos em comparação com animais simulados ao longo de 28 dias (Figura 1B). Resultados semelhantes foram obtidos com a avaliação de hipersensibilidade térmica; as latências de retirada da pata após exposição ao estímulo térmico radiante foram aumentadas nos animais do pSNL (Figura 1C), assim como as latências de retirada quando os animais foram colocados em uma placa de 52 °C (Figura 1D).
Após o estabelecimento da dor neuropática crônica, 14 dias após a cirurgia, avaliamos os efeitos antinociceptivos de diferentes doses de morfina ou ibuprofeno. Os camundongos foram injetados intraperitonealmente com solução salina ou duas doses diferentes de morfina (1 e 5 mg/kg). Ambos os grupos injetados com morfina apresentaram reversão da hipersensibilidade induzida pela NPN, que durou de 1 (1 mg/kg) a 2 h (5 mg/kg) (Figura 2A). A hipersensibilidade mecânica retornou aos valores basais 4 h após a injeção de morfina. Quando duas doses diferentes de ibuprofeno (10 e 30 mg/kg) foram administradas intraperitonealmente aos camundongos, os resultados demonstraram menor hipersensibilidade mecânica em comparação aos camundongos injetados com solução salina (Figura 2B). Os efeitos antinociceptivos do ibuprofeno duraram até 2 h. Em geral, os resultados demonstraram que a cirurgia do NPNp induz dor neuropática crônica de longa duração. Além disso, pudemos demonstrar que esse modelo é sensível a diferentes doses de analgésicos.

Figura 1: Hipersensibilidade térmica e mecânica de longa duração em camundongos devido à ligadura parcial do nervo ciático. A sensibilidade térmica ao calor (teste de Hargreaves e placa quente) e mecânica aos filamentos de von Frey foram avaliadas para examinar a indução e persistência da hipersensibilidade em um modelo de dor neuropática crônica (NPNp). Os valores basais foram medidos antes da ligadura do nervo ciático, e a hipersensibilidade foi avaliada ao longo de 28 dias após a cirurgia. (A) A ilustração representa a ligadura parcial do nervo ciático. (B) Os limiares de retirada mecânica foram comparados entre camundongos sham e pSNL em cada momento. A ANOVA two-way para medidas repetidas com correção de Geisser-Greenhouse revelou efeito significativo do pSNL (F(1, 10) = 222,3, p < 0,0001, n = 5-7 por condição). O teste de comparações múltiplas de Sidak demonstrou um aumento significativo da hipersensibilidade entre os dias 1 e 28 (p < 0,05). (C) As latências de retirada térmica, medidas pelo teste de Hargreaves, foram comparadas entre camundongos sham e pSNL. A ANOVA two-way para medidas repetidas com correção de Geisser-Greenhouse revelou efeito significativo do pSNL (F(1 , 8) = 113,8; p < 0,0001, n = 4-6 por condição). O teste de comparações múltiplas de Sidak demonstrou aumento significativo da hipersensibilidade nos dias 2 e 14 (p < 0,05). (D) As latências de retirada térmica, medidas pelo teste da placa quente, foram comparadas entre camundongos sham e pSNL. A ANOVA bidirecional comum revelou um efeito significativo do pSNL (F(1, 32) = 19,10, p = 0,0001, n = 4-6 por condição). O teste de comparações múltiplas de Sidak demonstrou um aumento significativo da sensibilidade ao calor em 4 semanas após a cirurgia de NPNp (p = 0,0026). Os dados são apresentados como média ± S.E.M. Abreviaturas: NPNp = ligadura parcial do nervo ciático; BL = linha de base. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Reversão dose-dependente da hipersensibilidade mecânica induzida pelo pSNL por injeção intraperitoneal de morfina ou ibuprofeno. A hipersensibilidade mecânica (usando filamentos de von Frey) foi avaliada para examinar os potenciais efeitos antinociceptivos da morfina ou ibuprofeno em um modelo de camundongo de pSNL. Os valores basais (pré-NPNp) foram adquiridos antes da ligadura do nervo isquiático. Após o estabelecimento da dor neuropática crônica, no dia 14 os animais foram submetidos à base uma segunda vez para garantir a hipersensibilidade induzida pelo pSNL (pós-NPNp). Em seguida, duas doses de morfina (1/5 mg/kg) ou ibuprofeno (10/30 mg/kg) foram injetadas por via intraperitoneal. A potencial reversão da hipersensibilidade mecânica foi avaliada ao longo de 4 h após as injeções. (A) Os limiares de retirada mecânica foram comparados entre a condição salina e as duas doses de morfina. A ANOVA two-way para medidas repetidas com correção de Geisser-Greenhouse revelou efeito significativo de 1 mg/kg de morfina (F(1, 11) = 11,16, p = 0,0066, n = 6-7 por condição) e efeito significativo de 5 mg/kg de morfina (F(1, 10) = 21,78, p = 0,0009, n = 6 por condição). O teste de comparações múltiplas de Sidak demonstrou uma diminuição significativa da hipersensibilidade mecânica 1 h após a injeção para ambas as doses, mas apenas um efeito significativo para a condição de 5 mg/kg em 2 h (*p < 0,05). (B) Os limiares de retirada mecânica foram comparados entre a condição salina e as duas doses de ibuprofeno. A ANOVA two-way para medidas repetidas com correção de Geisser-Greenhouse revelou um efeito significativo de 10 mg/kg de iburofeno (F(1, 11) = 7,788, p = 0,0176, n = 6-7 por condição) e um efeito significativo de 30 mg/kg de ibuprofeno (F(1, 10) = 18,79 , p = 0,0015, n = 6 por condição). O teste de comparações múltiplas de Sidak demonstrou uma diminuição significativa da hipersensibilidade mecânica 1 e 2 h após a injeção para ambas as doses (*p < 0,05). Os dados são apresentados como média ± S.E.M. Abreviaturas: NPNp = ligadura parcial do nervo ciático; IP = intraperitoneal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura Suplementar S1: Ferramentas cirúrgicas. As duas figuras ilustram as diferentes ferramentas utilizadas para a cirurgia. (A) Porta-agulhas Castroviejo fino; (B) porta-agulhas Castroviejo; (C) Pinça Micro Adson; (D) pinça Graefe extra fina; (E) gancho de vidro nervoso; (F) tesoura fina (11,5 cm); (G) tesoura fina (9 cm); (H) pinça de amarração; (I) fórceps de íris. Clique aqui para baixar este arquivo.
Figura suplementar S2: Padrão representativo das respostas de retirada da pata medidas pelo teste do filamento de von Frey. Para esta tentativa, o camundongo não respondeu às três primeiras estimulações, mas retirou a pata na quarta estimulação com o filamento 4,56. Após resposta positiva (x), utilizou-se um filamento mais fino (4,31), seguido de filamentos de tamanhos menores até que o camundongo não respondesse a outro filamento (neste caso, 4,08). O experimentador deve diminuir o tamanho dos filamentos, um a um, até a ausência de resposta (o). Após a ausência de resposta, o experimentador utilizou um filamento mais espesso até obter uma resposta positiva e diminuir seu tamanho após a resposta positiva (obtida aqui com o filamento 4,31). Quatro estímulos foram realizados após a primeira resposta positiva; o padrão cronológico de cada estimulação é anotado com números em vermelho no painel A. Neste caso, os filamentos de 2,44 a 3,22 nunca foram utilizados, pois o animal não apresentou resposta positiva com o filamento 3,61. (B) O padrão de respostas foi então preenchido no software Allodynia, relatado na mesma ordem em que os filamentos foram aplicados (000xx0x0), na caixa destacada em branco. O limiar resultante foi então calculado pelo software (2,60839). Clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela Suplementar S1: Ficha de coleta de dados para o teste de von Frey. Esta tabela permite que os experimentadores preencham padrões de respostas ao usar filamentos de von Frey. Clique aqui para baixar este arquivo.
Os autores não têm conflitos de interesse a declarar. Nenhum dos autores do manuscrito recebeu qualquer remuneração ou qualquer reembolso ou honorários de qualquer outra forma. Os autores não são afiliados a nenhum fornecedor ou empresa farmacêutica associada a este estudo.
A ligadura parcial do nervo ciático induz dor neuropática crônica de longa duração, caracterizada por respostas exageradas a estímulos térmicos e mecânicos. Este modelo murino de dor neuropática é comumente usado para estudar terapias inovadoras para o tratamento da dor. Este artigo descreve em detalhes o procedimento cirúrgico para melhorar a padronização e reprodutibilidade.
Esta pesquisa foi apoiada pelo Centro Nacional de Saúde Complementar e Integrativa [R01AT009716, 2017] (M.M.I.), pelo Centro Abrangente de Dor Crônica e Dependência-Universidade do Arizona (M.M.I.) e pelo Programa de Treinamento de Cientistas Médicos (MSTP) da Universidade do Arizona, Faculdade de Medicina, Tucson.
| 5/0, FS-2, 30" PGA Trançado Ácido Poliglicólico Sintético Sutura Absorvível | CP Medical | 421A | https://cpmedical.com/suturesearch/product/421a-visorb-50-fs-2-30/ |
| 6/0, P-1, 18" Sutura Não Absorvível de Monofilamento de Polipropileno Azul | CP Medical | 8697P | |
| https://cpmedical.com/suturesearch/product/8697p-polypro-60-p-1-18/ 9/0 (0,3 métrico) Monofilamento Preto de Nylon Sutura | Crestpoint Oftalmics | MANI 1407 | https://crestpointophthalmics.com/mani-1407-suture-trape-spatula-nylon-black-mono-box-of-12.html |
| Allodynia Software | National Instruments, LabView 2015 | Quantificação dos limiares médios de retirada (dados de Von Frey) camundongos | |
| C57Bl6 / J | The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME | 000664 | https://www.jax.org/strain/000664 |
| Porta-agulhas Castroviejo | Ferramentas de Belas Ciências | 12565-14 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Wound-Closure/Needle-Holders/Castroviejo-Needle-Holder/12565-14 |
| Teste de Placa Fria | Bioseb | BIO-CHP | https://www.bioseb.com/en/pain-thermal-allodynia-hyperalgesia/563-cold-hot-plate-test.html |
| Suporte de malha metálica elevado para Von Frey | Bioseb | BIO-STD2-EVF | https://www.bioseb.com/en/pain-mechanical-allodynia-hyperalgesia/1689-elevated-metal-mesh-stand-30-cm-height-to-fit-up-to-2-pvf-cages.html |
| Pinça Graefe extra fina | Ferramentas de Belas Ciências | 11152-10 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-curved-medium-point-general-purpose-forceps/16100110 |
| Porta-agulhas Castroviejo fino | Simovision/Geuder | 17565 | https://simovision.com/assets/Uploads/Brochure-Geuder-Ophthalmic-Surgical-Instruments-EN2.pdf |
| Tesouras finas (11,5 cm) | Ferramentas de Belas Ciências | 14558-11 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Scissors/Standard-Scissors/Fine-Scissors-Tungsten-Carbide-ToughCut%C2%AE/14558-11 |
| Tesoura fina (9 cm) | Ferramentas de Belas Ciências | 14558-09 | |
| https://www.finescience.com/en-US/Products/Scissors/Standard-Scissors/Fine-Scissors-Tungsten-Carbide-ToughCut%C2%AE/14558-09 Pinça de íris | Ferramentas de Belas Ciências | 11064-07 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Forceps-Hemostats/Fine-Forceps/Iris-Forceps/11064-07 |
| Micro Adson fórceps | Fine Science Tools | 392487 | https://www.fishersci.com/shop/products/micro-adson-tissue-forceps-1x2-teeth-german-steel/13820072#?keyword=adson%20forceps |
| Gaiolas modulares para ratos e camundongos | Bioseb | BIO-PVF | https://www.bioseb.com/en/pain-mechanical-allodynia-hyperalgesia/1206-modular-holder-cages-for-rats-and-mice.html |
| Moretti/Effetre #240 Hastes de vidro azul cobalto claro 4 mm | Ebay | N/A | https://www.ebay.com/itm/402389491328?hash=item5db0485e80:g:agYAAOS w9CtfnIVJ& amdata=enc %3AAQAHAAAAwCoqvgWRo NTe5Vq8PWOgfE4ygWeW4tL k81J1AFu%2Fkcbsk6pxYtJi6 digE5TL9SzlgMzYUMNDr%2B dku2%2B%2FEvB1qXqFmebE 020SGs9LPDXLL5w21un7jrM0 9xfWYvVmebEbr/ 9xfWYvM0br/ 9xfWYvB1qXqFmebEbr IzBYQYh6FRWyUJngC uuA9Bkjb9lxtZoYlg5y6PyFR2P 34xFk5xaNC5ib65M1%2Fr%2F 4w2Iw45QqsSyXH2cuUKRom0 AGBoBaIr%2BbJw1VnlMjGuc9dtx 4fbPbqoBNSWjj3RbZPOPTYS8Q %3D%3D%7Ctkp% 3ABk9SR4q6- 6LfYA |
| Teste Plantar para Estimulação Térmica - Aparelho Hargreaves | Ugo Basile | 37570 | https://ugobasile.com/products/categories/pain-and-inflammation/plantar-test-for-thermal-stimulation |
| Avaliadores Sensoriais de Teste de Toque, Conjunto de 20 Monofilamentos | North Coast Medical | NC12775-99 | https://www.ncmedical.com/products/touch-test-sensory-evaluators_1278.html |
| Pinça de amarração | Duckworth & Kent | 2-504ER8 | https://duckworth-and-kent.com/product/tying-forceps-9/ |