Reproducable Paraplegia por Thoracic Aorta Oclusão em um modelo murino de Medula Espinhal A isquemia-reperfusão
3 de março de 2014
A falta de entendimento mecanicista da medula espinhal lesão de isquemia-reperfusão tem dificultado mais adjuntos para evitar paraplegia após operação da aorta alto risco. Assim, o desenvolvimento de modelos animais é imperativo. Este manuscrito demonstra reprodutível menor paralisia extremidade após oclusão da aorta torácica em um modelo murino.
O objetivo geral do experimento a seguir é estudar os efeitos da isquemia da medula espinhal em um modelo murino. Isso é alcançado primeiramente inserindo uma sonda de doppler a laser sobre a artéria femoral. Em seguida, realiza-se a esternotomia para acessar o arco aórtico e a artéria subclávia esquerda.
Em seguida, realiza-se uma dissecção cuidadosa da aorta e das artérias subclávias para reduzir adequadamente o fluxo sanguíneo arterial para a medula espinhal. São obtidos os resultados. O cho, um déficit neurológico pós-operatório, baseia-se na pontuação do mouse Baso.
A principal vantagem desta técnica em relação a outros métodos existentes, como a toracotomia lateral, é que o espaço pleural não é violado. Este método pode ajudar a responder perguntas sobre a fisiopatologia da medula espinhal, lesão por isquemia e perfusão, e fornecer possibilidades para intervenções farmacológicas. A implicação desta técnica estende-se às terapias na prevenção de paraplegia após isquemia medular.
Embora este método possa fornecer informações sobre a paraplegia, que complica a cirurgia torácica, ele também pode ser aplicado a outros processos patológicos que causem isquemia aguda da medula espinhal, como hipotensão ou patologia vascular. Geralmente, indivíduos novos nesta técnica enfrentam dificuldades na dissecação do arco aórtico, pois é necessário extremo cuidado para evitar morte, hemorragia ou pneumotórax. Assim, pensamos nesta técnica pela primeira vez após termos enfrentado diversas dificuldades com a abordagem de toracotomia lateral, amplamente publicada na literatura, mas que estava associada a uma mortalidade mais elevada em nossos animais.
A demonstração visual deste método é essencial, pois é necessária extrema cautela durante a dissecação mediastinal para prevenir mortalidade intraoperatória. Após anestesiar um camundongo de acordo com o protocolo descrito, certificando-se de que ele está suficientemente sedado e removendo os pelos da região torácica mediana e da superfície ventral do membro inferior esquerdo, insira uma sonda retal lubrificada no reto do camundongo e fixe-a no lugar à mesa cirúrgica. Ajuste a mesa aquecida para uma temperatura retal alvo de 36,5 graus Celsius.
Em seguida, faça uma pequena incisão sobre a artéria femoral e separe a pele do tecido subcutâneo. Então, insira uma sonda de doppler a laser sobre a artéria femoral. Ajuste a posição da sonda até que o monitor de perfusão registre mais de 800 unidades de perfusão para realizar a dissecação do arco aórtico e da artéria subclávia.
Realize uma incisão na pele de dois centímetros acima da escotadura esternal e dissecção suavemente a pele do tecido subcutâneo. Disseque livremente a glândula submandibular se ocorrer sangramento. Use um cotonete para aplicar pressão suave no plano avascular.
Divida a glândula submandibular pela linha média usando pinça. Levante suavemente o esterno e, com tesoura, faça cuidadosamente uma esternotomia mediana de um centímetro através da linha média do esterno. Coloque cinco pontos de retração em cada lado na borda do esterno e retrai lateralmente o esterno, fixando os pontos à mesa cirúrgica.
Em seguida, usando dissecação romba, solte os músculos esternocleidomastoides ao longo da traqueia. Depois, use tesoura para dividir o músculo esternocleidomastoideo esquerdo a fim de melhorar a exposição. Disseque o timo do tecido circundante.
Continue a dissecação romba até que os grandes vasos sejam visualizados. Com extrema cautela para evitar a entrada no espaço pleural, aplique grampos vasculares no arco aórtico e na artéria subclávia esquerda. Verifique se o fluxo distal foi adequadamente interrompido, o que será observado como uma redução superior a 90% nas unidades de perfusão.
Continue a oclusão por quatro a oito minutos. Quando o tempo terminar, remova o clamp vascular e verifique a hemostasia para fechar a esternotomia e a pele. Comece removendo o fio de retração no lado esquerdo do camundongo.
Utilize a sutura de retração adequada para fechar a esternotomia e uma sutura contínua em ponto cinco zero para fechar a pele. Deixe o camundongo se recuperar em uma gaiola colocada sobre uma placa aquecida antes de devolvê-lo a uma gaiola normal com acesso a alimento e água. Monitore-o em busca de sinais de dificuldade respiratória e, se necessário, realize eutanásia de acordo com o protocolo descrito.
Por fim, utilize a escala Baso para camundongos de locomoção para monitorar o animal. Em intervalos de 12 horas, os camundongos foram submetidos a cirurgia simulada ou oclusão aórtica por quatro a oito minutos. E no pós-operatório, os animais foram avaliados pelo sistema de pontuação Baso para camundongos mostrado aqui.
Este gráfico ilustra que os camundongos submetidos a cirurgia simulada não apresentaram déficits funcionais observáveis em nenhum momento pós-operatório. Os camundongos submetidos à isquemia moderada apresentaram função quase normal das patas traseiras após 12 horas, com declínio funcional progressivo até paralisia completa em 48 horas. Já os camundongos do grupo com isquemia prolongada apresentaram paralisia completa após a cirurgia, sem qualquer recuperação funcional.
Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como dissecar com segurança o arco aórtico e reduzir adequadamente o fluxo sanguíneo arterial da medula espinhal.
Veja a transcrição completa e aceda a milhares de vídeos científicos
Visão Geral
Este estudo investiga a lesão por isquemia-reperfusão da medula espinhal utilizando um modelo murino. A pesquisa tem como objetivo estabelecer um método reprodutível para induzir paralisia dos membros inferiores após oclusão da aorta torácica.
Componentes Principais do Estudo
Área de Ciência
- Neurociência
- Biologia Vascular
- Modelos Animais
Antecedentes
- A lesão por isquemia e reperfusão da medula espinhal pode levar à paraplegia.
- Compreender os mecanismos é essencial para desenvolver estratégias preventivas.
- Modelos animais são fundamentais para estudar esta condição.
- A oclusão da aorta torácica é um fator de risco significativo em cirurgias aórticas de alto risco.
Objetivo do Estudo
- Desenvolver um modelo animal confiável para estudar a isquemia da medula espinhal.
- Avaliar os efeitos da redução do fluxo sanguíneo arterial na função da medula espinhal.
- Fornecer insights sobre possíveis intervenções terapêuticas.
Métodos Utilizados
- Inserção de uma sonda de Doppler a laser sobre a artéria femoral.
- Sternotomia para acessar o arco aórtico e a artéria subclávia esquerda.
- Dissecação cuidadosa da aorta e das artérias subclávias.
- Avaliação de déficits neurológicos pós-operatórios utilizando o escore Baso para camundongos.
Resultados Principais
- Foi alcançada paralisia reprodutível dos membros inferiores.
- Os resultados indicam déficits neurológicos significativos após a cirurgia.
- O modelo fornece uma estrutura para estudos futuros sobre isquemia da medula espinhal.
- Os dados apoiam a necessidade de mais pesquisas sobre estratégias protetoras.
Conclusões
- O modelo murino simula efetivamente a lesão por isquemia e reperfusão da medula espinhal.
- Esse modelo pode auxiliar na compreensão dos mecanismos subjacentes.
- Estudos futuros podem levar a melhores desfechos para pacientes submetidos a procedimentos aórticos de alto risco.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Este modelo murino de oclusão aórtica torácica fornece um sistema reprodutível para o estudo da lesão por isquemia-reperfusão da medula espinhal, um mecanismo fundamental subjacente à paraplegia em cirurgias aórticas de alto risco. Ao permitir a indução consistente de déficits neurológicos, o modelo apóia a desmistificação mecanicista de candidatos terapêuticos direcionados à proteção neurovascular. Sua utilidade reside em fluxos de trabalho de descoberta precoce, onde a validação de alvos e a triagem fenotípica exigem sistemas relevantes para a doença com saídas funcionais quantificáveis.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas em vias de isquemia medular por meio de oclusão arterial controlada.
- Valor Operacional: Fornece um fenótipo reprodutível (paralisia de membros posteriores) para validar o engajamento de alvos e a modulação de vias.
- Valor Preditivo: Apoia o triagem pré-clínica ao modelar fenótipos de paralisia imediata e tardia observados em ambientes clínicos.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Científico: Gera escores quantificáveis de déficit neurológico (escala Baso em camundongos) que permitem a avaliação da relação dose-resposta de compostos.
- Valor Operacional: Procedimento cirúrgico padronizado com verificação da perfusão por meio de Doppler a laser garante consistência do ensaio entre os estudos.
- Escalabilidade: Altas taxas de sobrevida e mínima mortalidade intraoperatória permitem o uso repetido em campanhas de identificação de compostos líderes.
Pesquisa Translacional e Pré-Clinica
- Continuidade Translacional: Reflete a lesão isquêmica-reperfusão da medula espinhal clínica provocada pela oclusão aórtica, apoiando estudos de alinhamento de biomarcadores.
- Redução de Riscos Mecanicistas: Permite a avaliação de intervenções farmacológicas para prevenção de paraplegia antes de testes em grandes animais ou ensaios clínicos.
- Confiabilidade Preditiva: O início reprodutível da paralisia (imediato ou tardio) permite a avaliação da eficácia neuroprotetora em diferentes pontos temporais.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O modelo se insere na continuidade entre descoberta e pré-clínico, servindo como uma ferramenta de triagem fenotípica após a identificação do alvo e antes dos testes de eficácia em modelos de doenças complexas. Ele permite a avaliação orientada por hipóteses de agentes neurovasculares protetores, utilizando a locomoção funcional como desfecho primário.
- Biologia da Descoberta: Apoia a clarificação de vias na lesão por isquemia-reperfusão por meio da análise temporal da deterioração neurológica.
- Triagem: O monitoramento da perfusão por laser Doppler (redução >90%) fornece um biomarcador quantitativo e em tempo real para a gravidade isquêmica.
- Análises: A pontuação Baso em camundongos em intervalos de 12 horas permite a avaliação longitudinal da deterioração funcional e do potencial de recuperação.
- Pesquisa Translacional: Um sistema relevante para a doença, modelando a isquemia da medula espinhal humana, apoia a extrapolação para estudos pré-clínicos de segurança e eficácia.
- Reutilização Corporativa: A técnica padronizada de esternotomia e oclusão vascular permite aplicação cruzada em programas de biologia vascular e neurociência.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Reduz a ambiguidade mecanicista em modelos de lesão medular ao proporcionar um insulto isquêmico controlado e reprodutível.
- Valor Operacional: Evita a violação do espaço pleural, reduzindo a mortalidade e aumentando a reprodutibilidade em comparação com abordagens de toracotomia lateral.
- Valor Estratégico: Orienta decisões de prosseguimento ou interrupção ao modelar o risco clínico de paraplegia, reduzindo falhas em estágios avançados em programas neurovasculares.
- Impacto no Portfólio: Permite a priorização ajustada ao risco de candidatos com base em sua capacidade de prevenir ou retardar o início da paralisia.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência em dissecação vascular de camundongos e esternotomia para evitar hemorragia ou pneumotórax.
- Depende de instrumentos de precisão (sonda de Doppler a laser, pinças vasculares) para monitoramento da perfusão e consistência da oclusão.
- Necessita cuidados padronizados no pós-operatório e treinamento em escala neurológica para garantir confiabilidade entre avaliadores.
- A adaptação para outros modelos (por exemplo, rato) pode exigir ajustes na duração da oclusão e no tamanho dos vasos.
- Limitado a estudos de isquemia aguda; os efeitos de reperfusão crônica exigem desenhos alternativos.
