Name: Um modelo de mouse de lesões cerebrais traumáticas leves simples e repetitivas (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-20T12:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 19 s
Description: Aprenda a criar um modelo de lesão cerebral traumática leve em camundongos usando impactador pneumático de alta velocidade. Este método permite estudos repetitivos sem fraturas cranianas, auxiliando na compreensão das alterações fisiológicas cerebrais após concussões.

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Este trabalho foi apoiado pelo R01 NS067417 do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Stroke (MPB).

Estes estudos foram realizados em estrita conformidade com as recomendações do Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório da National Institutes Health. O protocolo foi aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais na Universidade de Georgetown. Os ratos foram alojados em uma instalação animal controlada por temperatura e foram mantidos em um ciclo de 12 h luz / 12 h escuro. Comida e água estavam disponíveis ad libitum . 1. Preparação do aparelho mTBI NOTA: O aparelho mTBI inclui uma caixa de aquisição de dados (DAQ) para controlar parâmetros de impacto, um pêndulo pneumático de alta velocidade para executar a impactação e uma base cheia de gel moldado para desacelerar a cabeça após o impacto. <ol><li> Ligue o ar comprimido e inicialize o pêndulo pneumático de alta velocidade para uma configuração de pressão de 861,85 kPa. </li><li> Calibre o sistema de controle DAQ para os seguintes parâmetros: velocidade do pistão de 2,35 m / s, tempo de superfície timE de 31,5 ms. </li><li> Coloque a base cheia de gel moldada (compressibilidade 64 kPa / mm) de modo que a linha média seja perpendicular à trajetória da ponta do impacto. </li></ol> 2. Impacto do mTBI <ol><li> Registre os pesos de todos os ratos para serem usados. </li><li> Anestesiar ratos com 3% de isoflurano em oxigênio por 120 s em uma câmara de indução. </li><li> Transfira ratos para o aparelho mTBI, continuando a anestesia através de um cone de nariz flexível e não fixo. </li><li> Enquanto estiver no cone do nariz, posicione a cabeça do mouse na almofada de gel de modo que a superfície plana do crânio seja apresentada perpendicularmente à ponta do impactor. </li><li> Coloque a fita na cabeça do mouse para criar uma superfície plana e segure os ouvidos longe do local de impacto. </li><li> Abaixe a ponta do pêndulo de politetrafluoroetileno para alinhar com a linha média sagital no centro da cabeça. A ponta do impactor utilizada é de 10 mm de diâmetro e cobrirá a área do couro cabeludo logo atrás dos olhos até a linha média das orelhas. Ajuste o pêndulo por isso é juTocando a superfície da cabeça do mouse. </li><li> Retirar a ponta do impactor e marcar manualmente a profundidade de deflexão necessária (7,5 mm). </li><li> Arme o sistema de controle do DAQ e pressione o botão do gatilho para impactar a cabeça do mouse, ou seja, um impacto singular ou repetitivo. Os impactos repetitivos são entregues sucessivamente sem atraso entre cada impacto. </li><li> Imediatamente após o impacto final, retire o mouse da anestesia e do aparelho mTBI e coloque na posição supina. </li><li> Usando um cronômetro, mede a latência do retorno do reflexo de endireitamento (supino a propenso), para determinar a perda de tempo de consciência, bem como o tempo para a ambulação (andar sem obstáculos). </li><li> Monitore o mouse e, após a recuperação, com o comportamento normal, volte para sua gaiola de casa. </li><li> Os camundongos Sham recebem manuseio e anestesia idênticos, mas não recebem impacto. </li></ol>

<ol><li>McMahon, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Symptomatology+and+functional+outcome+in+mild+traumatic+brain+injury%3A+results+from+the+prospective+TRACK-TBI+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Symptomatology and functional outcome in mild traumatic brain injury: results from the prospective TRACK-TBI study.</a> J Neurotrauma. 31 (1), 26-33 (2014).</li>
<li>Barkhoudarian, G., Hovda, D. A., Giza, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+molecular+pathophysiology+of+concussive+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Sports+Med%22%5BJournal%5D)">The molecular pathophysiology of concussive brain injury.</a> Clin Sports Med. 30 (1), 33-48 (2011).</li>
<li>Blennow, K., Hardy, J., Zetterberg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neuropathology+and+neurobiology+of+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">The neuropathology and neurobiology of traumatic brain injury.</a> Neuron. 76 (5), 886-899 (2012).</li>
<li>Levin, H. S., Diaz-Arrastia, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnosis%2C+prognosis%2C+and+clinical+management+of+mild+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Neurol%22%5BJournal%5D)">Diagnosis, prognosis, and clinical management of mild traumatic brain injury.</a> Lancet Neurol. 14 (5), 506-517 (2015).</li>
<li>McCrory, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Consensus+statement+on+concussion+in+sport%3A+the+4th+International+Conference+on+Concussion+in+Sport%2C+Zurich%2C+November+2012%5BTitle%5D)+AND+%22J+Athl+Train%22%5BJournal%5D)">Consensus statement on concussion in sport: the 4th International Conference on Concussion in Sport, Zurich, November 2012.</a> J Athl Train. 48 (4), 554-575 (2012).</li>
<li>Talavage, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionally-detected+cognitive+impairment+in+high+school+football+players+without+clinically-diagnosed+concussion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Functionally-detected cognitive impairment in high school football players without clinically-diagnosed concussion.</a> J Neurotrauma. 31 (4), 327-338 (2014).</li>
<li>Angoa-Perez, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+sports-related+head+injury%3A+bridging+the+gap+between+pre-clinical+research+and+clinical+reality%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Animal models of sports-related head injury: bridging the gap between pre-clinical research and clinical reality.</a> J Neurochem. 129 (6), 916-931 (2014).</li>
<li>Creed, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concussive+brain+trauma+in+the+mouse+results+in+acute+cognitive+deficits+and+sustained+impairment+of+axonal+function%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Concussive brain trauma in the mouse results in acute cognitive deficits and sustained impairment of axonal function.</a> J Neurotrauma. 28 (4), 547-563 (2011).</li>
<li>Hamberger, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concussion+in+professional+football%3A+morphology+of+brain+injuries+in+the+NFL+concussion+model--part+16%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Concussion in professional football: morphology of brain injuries in the NFL concussion model--part 16.</a> Neurosurgery. 64 (6), 1174-1182 (2009).</li>
<li>Kane, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mouse+model+of+human+repetitive+mild+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury.</a> J Neurosci Methods. 203 (1), 41-49 (2012).</li>
<li>Prins, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeat+traumatic+brain+injury+in+the+juvenile+rat+is+associated+with+increased+axonal+injury+and+cognitive+impairments%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Repeat traumatic brain injury in the juvenile rat is associated with increased axonal injury and cognitive impairments.</a> Dev Neurosci. 32 (5-6), 510-518 (2010).</li>
<li>Tang, Y. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+concussive-like+brain+injury+model+in+mice+%28II%29%3A+selective+neuronal+loss+in+the+cortex+and+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A concussive-like brain injury model in mice (II): selective neuronal loss in the cortex and hippocampus.</a> J Neurotrauma. 14 (11), 863-873 (1997).</li>
<li>Winston, C. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendritic+Spine+Loss+and+Chronic+White+Matter+Inflammation+in+a+Mouse+Model+of+Highly+Repetitive+Head+Trauma%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Pathol%22%5BJournal%5D)">Dendritic Spine Loss and Chronic White Matter Inflammation in a Mouse Model of Highly Repetitive Head Trauma.</a> Am J Pathol. 186 (3), 552-567 (2016).</li>
<li>Johnson, V. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammation+and+white+matter+degeneration+persist+for+years+after+a+single+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Inflammation and white matter degeneration persist for years after a single traumatic brain injury.</a> Brain. 136, Pt 1 28-42 (2013).</li>
<li>Barrio, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.pnas.org/content/112/16/E2039.abstract">In vivo characterization of chronic traumatic encephalopathy using [F-18]FDDNP PET brain imaging.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (16), 2039-2047 (2015).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Nos seres humanos, o mTBI é caracterizado por uma deficiência funcional na ausência de lesões estruturais. Isso pode ocorrer com, ou sem, uma perda de consciência 1 . Espera-se, atualmente, que a exposição às lesões prematuras seja subjacente ao desenvolvimento e / ou progressão de doenças neurodegenerativas como o CTE4. Está bem documentado que o CTE é comumente encontrado em boxeadores e jogadores de futebol e, embora a exposição a concussões repetidas (incluindo aquelas que não resultem em per...

A lesão cerebral traumática (TBI) é definida como uma lesão na cabeça sofrida por uma força física externa, resultando na interrupção da função cerebral normal. Representa um importante fardo socioeconômico e de saúde pública, com o Relatório do Centro de Controle e Prevenção de Doenças 2015 ao Congresso estimando que 2,5 milhões de americanos sustentam um TBI todos os anos. Isso afeta não apenas a qualidade de vida do paciente, mas também coloca um custo econômico extremamente elevado na comunidade, atualmente estimado em US $ 76,5 bilhões anualmente. A quantidade de dano cerebral real transmitida e as sintomatologias de fase aguda são o que define TBI leve, moderada e grave. A lesão cerebral traumática leve (mTBI), também referida como concussão, representa mais de 70% das TCEs relatadas a cada ano 1 . É mais comum entre os atletas que participam de esportes de contato de alto risco, incluindo boxe e futebol 2 . Ao contrário do moderadoOu formas graves de TBI, o dano imediato e os sintomas associados ao mTBI às vezes não são tão pronunciados 3 . Em contrapartida, os efeitos a longo prazo do mTBI podem ser tão debilitantes quanto os observados nas formas moderada e grave. Aqueles que sofrem de mTBI repetitivo demonstraram desenvolver encefalopatia traumática crônica (CTE), bem como outras doenças cognitivas e degenerativas 4 . Portanto, é importante obter uma maior compreensão dos mecanismos que contribuem para os sintomas de curto prazo e o dano geral a longo prazo que surge após mTBI. Nos seres humanos, a definição de concussão, conforme definida pela Quarta Conferência Internacional sobre Concussão no Desporto (Zurique 2012) 5, afirma que o nível de lesão por concussão esportiva é leve, não causa alterações patológicas grosseiras, mas causa déficits neurológicos de curto prazo Que são resolvidos espontaneamente. Na verdade, um receNt estudo investigou o efeito do mTBI sobre deficiência cognitiva em jogadores de futebol do ensino médio, usando sistemas de telemetria de impacto de cabeça. Este estudo mostrou a quantidade de vezes que os jogadores sofreram impactos de capacete&gt; 20 g em uma única temporada variaram de um mínimo de 226 (média, 4,7 por sessão) a uma alta de 1855 (média, 38,6 por sessão) 6 . A maioria desses impactos não resultou no diagnóstico clínico de uma concussão; Mas a evidência de alterações funcionais na função cerebral pode ser observada usando fMRI 6 . As mudanças cerebrais que causam essas mudanças funcionais são desconhecidas e, portanto, existe uma necessidade urgente de ter um modelo confiável e reprodutível para facilitar a pesquisa sobre os efeitos do mTBI concussivo e subconsciente. Apesar das tentativas anteriores de modelar mTBI em ratos e ratos 7 , muitos relatam efeitos adversos. Em particular, a maioria dos modelos de roedores são limitados em sua natureza repetitiva usando menosUm impacto de cinco mTBIs, além de ter eventos patológicos adversos, incluindo sangramento intracerebral, fraturas do crânio, lesão axonal grave, morte celular neuronal e aumento da mortalidade 8 , 9 , 10 , 11 , 12 . Aqui, descrevemos um modelo de mouse de mTBI que está mais próximo da verdadeira definição de concussão em seres humanos. Este modelo recapitula muitos dos sintomas observados no mTBI humano, como a força mecânica que resulta na perda transitória de consciência sem patologia cerebral grosseira. Além disso, é vantajoso no fato de que ele pode ser utilizado tanto para os paradigmas de impacto único quanto para impactos repetitivos em longos períodos de tempo, conforme relatado anteriormente 13 .

<table><tbody><tr><td>Caixa de controle de aquisição de dados (DAQ) Powerlab 8SP&nbsp;</td><td>(Instrumentos AD)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vaporizador calibrado VIP 3000</td><td>Matrx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Henry Schein Saúde Animal</td><td>29405</td><td></td></tr><tr><td>Oxigênio</td><td></td><td></td><td>Disponível comercialmente</td></tr><tr><td>Ar</td><td></td><td></td> comprimido <td>Disponível comercialmente</td></tr><tr><td>Fita</td><td></td><td></td> adesiva Disponível <td>comercialmente</td></tr><tr><td>Parar Assista</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-261-840</td><td></td></tr><tr><td>C57 Bl/6 Ratos</td><td>Jackson Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balança Digital e recipiente de pesagem</td> Anti-Iba1 <td>Fisher Scientific</td><td>20031</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Wako</td><td>019-19741</td><td></td></tr><tr><td>HRP rotulado secundário&nbsp;</td><td>Jackson Imunopesquisa</td><td>111-035-003</td><td></td></tr></tbody></table>

um modelo de mouse de lesões cerebrais traumáticas leves simples e repetitivas

A Mouse Model of Single and Repetitive Mild Traumatic Brain Injury

A lesão cerebral traumática leve (mTBI) pode resultar na perda aguda da função cerebral, incluindo um período de confusão, perda de consciência (LOC), déficits neurológicos focais e até mesmo amnésia. Os atletas que participam de esportes de contato correm alto risco de exposição a grande número de mTBIs. Em termos de nível de lesão em um atleta esportivo, um mTBI é definido como uma lesão leve que não causa alterações patológicas grosseiras, mas causa déficits neurológicos de curto prazo que são resolvidos espontaneamente. Apesar das tentativas anteriores de modelar mTBI em ratos e ratos, muitos relataram efeitos adversos grosseiros, incluindo fraturas do crânio, hemorragia intracerebral, lesão axonal e morte celular neuronal. Aqui, descrevemos nosso modelo animal altamente reprodutível de mTBI que reproduz sintomas clinicamente relevantes. Este modelo usa um dispositivo pêndulo pneumático feito sob encomenda para entregar um traumatismo na cabeça fechada. Este impacto é feito sob parâmetros precisos de velocidade e deformação,Criando um modelo confiável e reprodutível para examinar os mecanismos que contribuem para os efeitos do mTBI concêntrico único ou repetitivo.

O uso deste novo dispositivo mTBI permite lesões leves individuais e repetitivas sem risco de fratura no crânio ou danos cerebrais estruturais. O modelo usa um dispositivo de puxador de Teflon pneumático feito sob medida para fornecer um impacto de energia mecânica de cabeça fechada. O impacto é feito sob parâmetros precisos de velocidade e deformação, criando um modelo confiável e reprodutível para examinar os mecanismos que contribuem para os efeitos do mTBI concêntrico único ou repeti...

Os atletas absorvem várias centenas de lesões cerebrais traumáticas leves (mTBI) / concussões todos os anos; No entanto, a conseqüência disso no cérebro é mal compreendida. Portanto, um modelo animal de mTBI único e repetitivo que replica consistentemente sintomas clinicamente relevantes fornece os meios para avançar o estudo do mTBI e concussão.

Um modelo de mouse de lesões cerebrais traumáticas leves simples e repetitivas

Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) can result in the acute loss of brain function, including a period of confusion, a loss of consciousness (LOC), focal ...

O objetivo geral deste modelo murino de lesão cerebral traumática ou TBI é criar um método confiável e reprodutível para examinar os mecanismos subjacentes às lesões cerebrais concussivas e subconcussivas. Este método facilita a investigação de questões fundamentais no campo da TBI em camundongos, como, por exemplo, quais são as alterações fisiológicas que ocorrem no cérebro após uma concussão única ou repetida. A principal vantagem desta técnica é que o dispositivo de lesão é especificamente projetado para permitir impactos repetidos na cabeça sem o risco de fratura do crânio ou dano estrutural cerebral.Antes de iniciar o procedimento, ligue o ar comprimido e inicialize o impactor pneumático de alta velocidade em uma pressão de 861,85 kilo pascals. Calibre a máquina para a velocidade e tempo de permanência desejados. Posicione a base preenchida com gel de modo que a linha média fique perpendicular à trajetória da ponta do impactor e registre os pesos de todos os camundongos a serem utilizados.Em seguida, transfira e anestesie o camundongo para o aparelho de TBI, colocando a cabeça sobre a almofada de gel com o crânio perpendicular à ponta do impactador e fixando com fita adesiva s

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Research

JoVE Journal

Medicine

Medicina

Este vídeo demonstra o procedimento para induzir traumatismo cranioencefálico (TCE) em um modelo de camundongo. Um camundongo anestesiado com o crânio exposto é levado para criar uma abertura no crânio e, em seguida, uma lesão cortical controlada é induzida usando um dispositivo de impacto. A lesão danifica o tecido cerebral, causando comprometimento da função cognitiva e da coordenação motora.

Gerando um modelo de camundongo de lesão cerebral traumática usando um dispositivo impactador

Fonte: Yang, Z., et.al. Um modelo repetitivo de traumatismo craniano concussivo em camundongos. J. Vis. Exp. (2016). Este vídeo demonstra a indução de lesões repetitivas e concussivas na cabeça em um mouse usando um dispositivo de impacto eletromagnético. O procedimento envolve posicionar a ponta de impacto entre as suturas interfrontal e lambdoide no crânio de um camundongo anestesiado e usar uma ponta de sonda para definir com precisão a profundidade do impacto. O impacto é aplicado em...

Modelagem de lesões repetitivas e concussivas na cabeça em um modelo de camundongo

Fonte: Macheda, T., et. al. Modelo de cabeça fechada controlado eletromagnética de lesão cerebral traumática leve em camundongos. J. Vis. Exp. (2022)Este vídeo demonstra o procedimento para induzir um traumatismo craniano fechado em um modelo de camundongo usando um quadro estereotáxico. O impacto controlado replica lesões cerebrais traumáticas leves, permitindo que os pesquisadores estudem os efeitos neurológicos e a recuperação medindo os reflexos e o comportamento pós-lesão.

Indução de Traumatismo Cranioencefálico Leve em Modelo de Camundongo

A técnica de queda de peso modificada é um procedimento fácil e econômico usado para a indução de lesão cerebral traumática leve em ratos juvenis. Esta nova técnica produz sintomatologia clinicamente relevante que avançará no estudo de lesão cerebral traumática leve (mTBI) e concussão.

Um novo modelo de Mild Traumatic Brain Injury para ratos jovens

A concussão apresenta o tipo mais comum de lesão cerebral traumática. Portanto, um modelo animal de concussão repetitiva, que replica as características importantes de uma lesão em pacientes, pode fornecer um meio de estudar a concussão de maneira rigorosa, controlada e eficiente.

A principal modelo lesões repetitivas Concussive em Ratos

Este protocolo sistemático descreve um novo modelo animal de epilepsia pós-traumática após lesão cerebral traumática repetitiva. A primeira parte detalha etapas para indução traumática de lesão cerebral usando um modelo modificado de queda de peso. A segunda parte fornece instruções sobre a abordagem cirúrgica para sistemas de aquisição de dados eletroencefalográficos de um único e multicanal.

Induzir epilepsia pós-traumática em um modelo de camundongo de lesão cerebral traumática difusa repetitiva

O protocolo descreve traumatismo cranioencefálico leve em modelo de camundongo. Em particular, um protocolo passo-a-passo para induzir um traumatismo cranioencefálico fechado na linha média leve e a caracterização do modelo animal são totalmente explicados.

Modelo de Lesão Cerebral Traumática Leve em Camundongos com Controle Eletromagnético

Este protocolo apresenta um modelo de camundongo modificado de lesão cerebral traumática leve repetitiva (rmTBI) induzida por um método de traumatismo cranioencefálico fechado (CHI). A abordagem apresenta uma janela de crânio afinado e percussão de fluido para reduzir a inflamação comumente causada pela exposição às meninges, juntamente com melhor reprodutibilidade e precisão na modelagem de rmTBI em roedores.

Modelo de camundongo modificado de lesão cerebral traumática leve repetitiva incorporando janela de crânio afinado e percussão fluida

Aqui, apresentamos um protocolo para estabelecer um modelo animal de traumatismo cranioencefálico fechado replicando o resultado da neuroimagem de lesão cerebral traumática leve não complicada com a estrutura cerebral preservada na fase aguda e atrofia cerebral de longo prazo. A ressonância magnética longitudinal é o principal método usado para evidência.

Desenvolvimento de um modelo de traumatismo cranioencefálico leve não complicado modificado pelo método de perda de peso e evidenciado por ressonância magnética

Um modelo poderoso para perioperatório e crítica lesão renal aguda relacionada com o cuidado é apresentado. Usando hipoperfusão corpo inteiro induzida por parada cardíaca é possível a quase replicar as alterações histológicas e funcionais do AKI clínico.

Cardiac Arrest normotérmica e Ressuscitação Cardiopulmonar: um modelo do rato de isquemia-reperfusão

Aprenda a criar um modelo de lesão cerebral traumática leve em camundongos usando impactador pneumático de alta velocidade. Este método permite estudos repetitivos sem fraturas cranianas, auxiliando na compreensão das alterações fisiológicas cerebrais após concussões.

Um modelo de mouse de lesões cerebrais traumáticas leves simples e repetitivas

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