Respirasjonssvikt er den ledende dødsårsaken etter en cervical ryggmargsskade. Å ha en reproduserbar, kvantifiserbar, og pålitelig pre-kliniske dyremodell av respiratorisk svikt forårsaket av en delvis cervical skade vil hjelpe til å forstå den etterfølgende luftveiene og ikke-respiratoriske neuroplasticity og tillater å teste mulige reparasjons strategier.
En cervical ryggmargsskade induserer permanent lammelse, og ofte fører til åndenød. Til dags dato har ingen effektive behandlingsformer er utviklet for å forbedre / forbedre den respirasjonssvikt følgende høy cervical ryggmargsskade (SCI). Her foreslår vi en murine pre-klinisk modell av høy SCI ved livmorhals 2 (K2) minimal metamerisme nivå for å studere diverse post-lesional åndedretts nevroplastisitet. Teknikken består av en kirurgisk delvis skade på C2-nivå, noe som vil fremkalle en hemiparalysis av membranen på grunn av en deafferentation av phrenic motoneurons fra luft sentre lokalisert i hjernestammen. Den kontralaterale side av skaden forblir intakt og tillater dyret utvinning. I motsetning til andre SCIS som påvirker bevegelsesfunksjonen (på thorax og lumbale nivå), vil ikke lungefunksjon krever ikke dyr motivasjon og kvantifisering av underskuddet / utvinning kan lett utføres (diafragma og phrenic nerve opptaks, hele kroppen ventilasjon). Denne pre-klinisk C2 SCI-modellen er en kraftig, nyttig og pålitelig pre-klinisk modell for å studere ulike luftveis og ikke-respiratoriske Neuroplasticity hendelser på ulike nivåer (molekylære til fysiologi) og å teste ulike antatte terapeutiske strategier som kan forbedre åndedrett i SCI pasienter.
Ryggmargstraumer er en vanlig skade observeres i den menneskelige populasjonen med dramatiske forekomst, slik som permanent lammelse. Imidlertid, alvorligheten av skaden er avhengig av nivået og omfanget av den opprinnelige traumer. Respirasjonssvikt er den ledende årsaken til dødelighet følgende øvre cervical ryggmargsskade (SCI) en. For tiden, er den eneste terapeutiske behandlingen for å plassere pasienten i henhold til ventilasjonshjelp. Etter noen få pasienter kan avvent av ventilasjonshjelp 2, på grunn av spontan gjenvinning som oppstår med post-lesional forsinkelse, er det behov for å utvikle nye, innovative ikke-invasive terapeutika presser 3. Å ha en god standardisert preklinisk modell for å undersøke effekten av en cervikal SCI på respiratorisk insuffisiens, og derfor, for å studere anvendelsen av antatte terapeutiske strategier, er viktig.
I denne tekniske artikkelen beskriver vi en bestemt pre-klinisk murine modell of respiratorisk svekkelse forårsaket av en delvis cervical SCI på C2-nivå. Denne modellen er i dag brukt av flere laboratorier rundt om i verden (for anmeldelser: 4-13). Imidlertid kan observeres små forskjeller i den kirurgiske prosedyren mellom de forskjellige undersøkere for å generere denne spesielle cervical skade murine modellen. Effekten av en C2 SCI på luftutgangs ble først beskrevet i 1895 av Porter 14. En cervical hemisection induserer en deafferentation av phrenic motoneurons fra sin sentrale stasjonen (ligger i rVRG i hjernestammen, figur 1A) på ipsilaterale side av skade, som fører til en stille phrenic nerve aktivitet og den påfølgende membran lammelser. Den kontralaterale side forblir intakt og tillater dyret å overleve. I motsetning til forskjellige SCI plassert i en nedre rygg segment (for eksempel en contusive skade på C4 nivå 15), blir integriteten av phrenic motoneuron kjernen på begge sider bevart. Etter en cervical C2 skade, kan noen spontan aktivitet observeres på ipsilaterale side (phrenic og membran) på grunn av en aktivering av kontralaterale tause synaptiske trasé som krysset rygglinjen på segmentnivå C3-C6 (Crossed phrenic trasé, CPP, figur 1B) . Aktiveringen av CPP, som er, per definisjon, en C2 hemisection kombinert med en kontralateral phrenicotomy som induserer en ipsilaterale delvis phrenic nerve utvinning, kan oppstå fra timer til uker etter skade 16-18. Den virkelige fordelaktige effekten av dette CPP pathway på luft utvinning er begrenset 19 og videre undersøkelser, og behandlingen bør bli utviklet for å forbedre graden av spontan restaurering 3..
Denne protokollen gir en kraftig type pre-klinisk murine modell for å studere luftpost lesional plastisitet på ulike nivåer (åndedretts fysiologi fra før og phrenic motoneurons, interneurons, molekylær og mobilnettetr, bevegelse av den fremre ekstremiteten for eksempel), så vel som en modell for å teste invasive og ikke-invasive terapeutiske strategier rettet for å forbedre luftveis og lokomotorisk restitusjon etter C2 partialt cervical ryggmargsskade.
Tekniske problemer med å gjøre C2 Injury Model
C2 skade murine modellen er et interessant verktøy for å studere luftpost lesional nevroplastisitet. Imidlertid er fremgangsmåten for å produsere en reproduserbar og pålitelig modell er mange og hver av dem vil kunne påvirke resultatet av undersøkelsen. For eksempel under intubasjon prosessen, er ekstrem forsiktighet for å bli tatt ettersom orotracheal røret kan produsere en betennelse i luftrøret, noe som kan føre …
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet er støttet av midler fra EU sjuende rammeprogram (FP7/2007-2013) i henhold til tildelingsavtale nr 246556 (europeisk prosjekt RBUCE-UP), HandiMedEx tildelt av den franske Public Investment Board. Marcel Bonay ble støttet av den Chancellerie des Universites de Paris (Legs Poix), den Fonds de Dotation Recherche en Santé Respiratoire, og Centre d'Assistance Respiratoire à Bosted d'Île de France (CARDIF)
Animal | |||
Male Sprague Dawley Rat | Janvier | 225-250g | |
Surgical Instruments | |||
Student Dumont #5 forceps | Fine Science Tool | 91150-20 | |
Student Standard Pattern Forceps | Fine Science Tool | 91100-12 | |
Mayo-Stille Scissors | Fine Science Tool | 14013-15 | Curved |
Student Vannas Spring Scissors | Fine Science Tool | 91500-09 | Straight |
Spring Scissors – 8 mm Blades | Fine Science Tool | 15025-10 | Straight Blunt/Blunt |
Friedman Pearson Rongeur | Fine Science Tool | 16121-14 | Curved |
Dissecting Knife – Fine Tip | Fine Science Tool | 10055-12 | Straight |
Olsen-Hegar Needle Holder | Fine Science Tool | 12002-14 | Serrated |
Weitlaner-Locktite Retractor | Fine Science Tool | 17012-11 | 2×3 Blunt |
Absorbable surgical sutures | Centravet | BYO001 | |
Equipment | |||
Hot Bead Steriliser | Fine Science Tool | 18000-45 | |
Catheter | Centravet | CAT188 | 16 gauge |
Laryngoscope | |||
Guide wire | |||
Laryngeal mirror | Centravet | MIR011 | |
Lactated Ringers | Centravet | RIN020 | |
Syringe | Centravet | ||
Needle | Centravet | ||
O2 | Air Liquid | I1001M20R2A001 | |
683 RodentT Ventilator 115/230V | Havard Apparatus | 55-0000 | |
Stand-Alone Vaporizer | WPI | EZ-155 | |
Thin line heated bed | WPI | EZ-211 | |
Air canister | WPI | EZ-258 | |
Drugs | |||
Carprofen | Centravet | ||
Rimadyl | Centravet | RIM011 | |
Buprenorphine | Centravet | BUP001 | |
Baytril | Centravet | BAY001 | |
Dexmedetomidine | Centravet | DEX010 | |
Atipamezole | Centravet | ANT201 | |
Betadine Solution | Centravet | VET002 | |
Isoflurane | Centravet | VET066 |