Estabelecimento de Infarto Agudo de Pontina em Ratos por Estimulação Elétrica
27 de agosto de 2020
Apresentado aqui é um protocolo para estabelecer infarto agudo de pontina em um modelo de rato através de estimulação elétrica com um único pulso.
Nós fornecemos um protocolo para estabelecer infarto em um pons de rato. Este modelo de rato de infarto pontino foi facilmente executado, facilmente reproduzido e altamente bem sucedido modelo. A estimulação elétrica pode ser usada para causar infarto em qualquer outra área cerebral como o tálamo.
As pessoas que querem realizar esse modelo devem aprender a autonomia pontina antes do experimento. Antes da cirurgia, pesam os ratos e avaliam seu desempenho neurológico de acordo com os testes comportamentais descritos no texto que acompanha. Pré-aqueça a almofada de aquecimento a 37 graus Celsius imediatamente antes da anestesia e conecte a broca do crânio ao suporte no quadro estereotaxista.
Confirme a falta de resposta ao reflexo do pedal no primeiro rato anestesiado e monte o rato sobre o quadro estereotaxic na posição propensa na almofada de aquecimento. Posicione as barras de ouvido acima do canal auditivo para fixar a cabeça, tomando cuidado para que o crânio seja mantido horizontalmente para evitar qualquer distorção da injeção. Aplique pomada nos olhos do animal e use uma micro máquina de barbear para remover o cabelo do crânio.
Use um marcador para desenhar uma linha de três centímetros ao longo da linha média do crânio da linha do canthus lateral bilateral a 0,5 centímetros atrás da fontanelle posterior e use um bisturi para fazer uma incisão de linha média ao longo da linha marcada. Use um cotonete para remover qualquer sangue e coloque um pedaço de fita cirúrgica em cada lado da aba da pele para expor o crânio. Use um novo cotonete encharcado com cloreto de sódio de 0,9% para remover suavemente qualquer tecido conjuntivo do crânio e localizar o bregma.
Use uma caneta marcador de ponta fina para indicar o ponto central do bregma como o ponto de origem, coloque a broca em seis milímetros anteriores, dois milímetros lateral medial. Use a broca para realizar cuidadosamente uma craniotomia de um milímetro de diâmetro. Em seguida, substituiu a broca por uma sonda calibre 22 por uma baia isolada com a ponta colocada dois milímetros acima da extremidade proximal da baia.
Insira as folhas sete milímetros no cérebro e avance a sonda ao longo da baia até que o topo da sonda esteja nove milímetros abaixo da superfície do cérebro. Conecte os eletrodos a um estimulador elétrico e conecte o ânodo à sonda. Em seguida, conecte-se ao cátodo ao ouvido do rato.
Em seguida, ligue o estimulador elétrico e defina a largura de pulso único para 4.050 milissegundos, a tensão para 50 volts e a corrente para quatro miliamperes. Deixe a sonda em posição por cinco minutos após a estimulação antes de remover o dispositivo do cérebro. Cubra a craniotomia com cimento ósseo e deixe o cimento secar antes de usar filamentos de sutura de poliamida 4.0 para fechar a ferida.
Depois de três ou quatro pontos, amarre 2-1-1 nós cirúrgicos padrão. Em seguida, injete intraperitoneally o rato com 250 microliters de penicilina e monitore o rato a cada 15 minutos até totalmente acordado antes de devolver o animal à sua gaiola. Nesta análise, seis animais foram submetidos à cirurgia como demonstrado e seis animais foram tratados como controles.
As fatias cerebrais nestas imagens foram derivadas de um rato por grupo. A ressonância magnética revelou que o infarto foi localizado na base dos pons imitando infartos anterolaterais em pacientes humanos. Como foi utilizada uma baanha isolada, o infarto não foi observado no córtex, cerebelo ou midbrain.
Imagens ponderadas por difusão também revelaram o infarto agudo de pontina. A coloração do TTC foi usada para confirmar o infarto 24 horas após a cirurgia. Como esperado, o volume de infarto foi significativamente maior no grupo cirúrgico em comparação com o grupo controle.
Os escores comportamentais foram medidos antes e depois da cirurgia. Comparados com o grupo controle, ratos com um infarto pontino circularam para a esquerda. Diferenças significativas foram observadas no Longa, Berderson, colocação de membros, equilíbrio do feixe e escores de teste somatossensorial de remoção adesiva entre discursos com infarto pontino e ratos do grupo controle.
Qualquer área cerebral específica será destruída pela estimulação elétrica.
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Visão Geral
Este estudo apresenta um protocolo para induzir infarto agudo da ponte em um modelo ratino por meio de estimulação elétrica com um único pulso. O modelo é reprodutível e eficaz para investigar infartos da ponte, que simulam infartos anterolaterais em humanos.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Modelos Experimentais
- Eletrfisiologia
Contexto
- Os infartos pontinos são relevantes para o entendimento dos mecanismos do acidente vascular cerebral.
- Os modelos existentes podem não ter imitado efetivamente as condições humanas.
- Este protocolo permite a investigação direcionada de doenças cerebrovasculares.
- Ele enfatiza a importância das avaliações pré-cirúrgicas para o bem-estar animal.
Objetivo do Estudo
- Desenvolver um modelo confiável em rato para estudar infartos pontinos.
- Avaliar o desempenho neurológico antes e após a indução do infarto.
- Validar a eficácia da estimulação elétrica na indução de lesão cerebral localizada.
Métodos Utilizados
- Envolve um modelo de rato e estimulação elétrica para criar uma infarto.
- Avaliações neurológicas são realizadas antes e após a cirurgia.
- Os passos críticos incluem anestesia, craniotomia e colocação precisa do eletrodo.
- Os cuidados pós-cirúrgicos incluem monitoramento e administração de antibióticos.
Resultados Principais
- O protocolo produziu com sucesso um infarto agudo da ponte.
- Testes comportamentais indicaram desempenho prejudicado em ratos com infarto.
- Diferenças significativas nos escores neurológicos foram observadas em comparação com os controles.
- A ressonância magnética e a coloração com TTC confirmaram a presença e a extensão do infarto.
Conclusões
- O estudo estabelece um modelo valioso para investigar acidentes vasculares pontinos.
- Facilita pesquisas adicionais sobre intervenções para doenças cerebrovasculares.
- Os achados enfatizam a relevância dos modelos de infarto localizado na neurociência.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
O estabelecimento de modelos confiáveis de subtipos de acidente vascular cerebral em roedores é essencial para a validação pré-clínica de alvos terapêuticos e a redução de riscos mecanicistas no desenvolvimento de fármacos para doenças cerebrovasculares. Este protocolo permite a indução reprodutível de infarto agudo da ponte, um acidente vascular cerebral comum na circulação posterior, apoiando testes de hipóteses em pesquisas sobre neuroproteção e trombólise. O modelo aumenta a confiança preditiva ao imitar lesões pontinas anterolaterais humanas e permitir leituras quantitativas comportamentais e por imagem.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmacêuticos
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas em vias de acidente vascular pontino por meio de lesão elétrica localizada.
- Valor Operacional: Oferece um modelo altamente reprodutível para estudos de engajamento de alvo e modulação de vias consistentes.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Científico: Gera déficits neurológicos e sensoriomotores quantificáveis para padronização de ensaios e preparação para triagem de compostos.
- Valor Operacional: Apoia o desenvolvimento de leituras comportamentais escalonáveis (Longa, Berderson, equilíbrio em viga, remoção adesiva, colocação de membros) para avaliação funcional de alto rendimento.
Pesquisa Translacional e Pré-Clinica
- Valor Científico: Espelha o infarto anterolateral da ponte humana, aumentando a relevância translacional para estudos de intervenção cerebrovascular.
- Valor Operacional: Permite avaliação longitudinal por meio de RNM e coloração com TTC para correlacionar dano estrutural com desfechos funcionais.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O modelo se insere na sequência de descobertas que vai da validação do alvo até os testes de eficácia pré-clínica, permitindo a redução de riscos mecanicistas de terapêuticas para acidente vascular cerebral.
- Biologia da Descoberta: Apoia a clarificação de vias e a validação de alvos em circuitos pontinos por meio da indução precisa de lesões.
- Triagem: Fornece saídas neurológicas e proprioceptivas padronizadas para medição confiável do efeito de compostos.
- Análises: Oferece validação multimodal (escores comportamentais, RM, TTC) para permitir comparação cruzada de dados e definição de limiares.
- Pesquisa Translacional: Alinha-se à patologia humana de acidente vascular cerebral para orientar decisões pré-clínicas de avanço ou interrupção com base na localização e gravidade do infarto.
- Reutilização Corporativa: A abordagem de estimulação elétrica pode ser adaptada a outras regiões cerebrais, aumentando a utilidade da plataforma em diversos programas de descoberta em neurociência.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Reduz a ambiguidade mecanicista na modelagem de acidente vascular cerebral por meio de infarto induzido eletricamente e anatomicamente preciso.
- Valor Operacional: Garante reprodutibilidade e padronização por meio de orientação estereotáxica e parâmetros de estimulação definidos.
- Valor Estratégico: Melhora o avanço ajustado ao risco ao permitir avaliação funcional e estrutural precoce de modelos de lesão.
- Impacto no Portfólio: Apoia a priorização baseada em dados de candidatos cerebrovasculares utilizando correlações validadas entre volume de infarto e déficits comportamentais.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência em cirurgia estereotáxica, neuroanatomia e eletrofisiologia para o posicionamento preciso da sonda.
- Depende de instrumentação de precisão, incluindo estrutura estereotáxica, estimulador elétrico e ferramentas de validação por ressonância magnética/histologia.
- Necessita padronização entre equipes dos protocolos de testes comportamentais e ocultação da condição experimental para avaliação imparcial dos resultados.
- A adaptação para outras regiões cerebrais exige o recalibramento das coordenadas e dos parâmetros de estimulação para evitar efeitos fora do alvo.
- As limitações práticas incluem a variabilidade na espessura do crânio e na identificação do bregma, o que pode afetar a precisão do direcionamento.
