Le faisceau cortico-spinal, l'un des principaux secteurs de sensori-motrices, peut être lésé unilatéralement dans le tronc cérébral des rongeurs afin de tester des thérapies de neuroplasticité induisant pour le système nerveux central. Cette intervention chirurgicale ("de pyramidotomy") et les évaluations post-opératoires sont décrits dans ce protocole.
Le faisceau cortico-spinal (CST) peut être complètement rompu unilatéralement dans les pyramides médullaires du tronc cérébral des rongeurs. Le CST est un appareil à moteur qui a une grande importance pour le contrôle musculaire distale chez l'homme et, dans une moindre mesure, chez les rongeurs. Une réduction unilatérale des résultats d'une pyramide en perte de CST innervation de la moelle épinière principalement sur le côté opposé de la moelle épinière entraînant transitoire handicap moteur dans les membres antérieurs et soutenue perte de dextérité. Projections ipsilatérales du faisceau cortico-spinal sont mineures. Nous avons affiné notre méthode chirurgicale pour augmenter les chances de lésion exhaustivité. Nous décrivons les soins post-opératoires. Déficits sur le test Montoya escalier culot atteindre et le test de l'échelle horizontale représentée ici sont détectés jusqu'à huit semaines postinjury. Déficits sur le test cylindre d'élevage ne sont détectés de manière transitoire. Par conséquent, le test du cylindre ne peut être adapté pour la détection de reprise à court terme. Nous montrons comment, électrophysiologiquementet anatomiquement, on peut évaluer les lésions et les changements de plastique. Nous décrivons également comment analyser les fibres du CST indemne germination travers la ligne médiane dans les zones défavorisées. Il est difficile d'obtenir> 90% des lésions complètes constamment en raison de la proximité de l'artère basilaire dans le bulbe rachidien et les taux de survie peuvent être faibles. Approches chirurgicales alternatifs et les tests de comportement sont décrites dans ce protocole. Le modèle de pyramidotomy est un bon outil pour évaluer les traitements de neuroplasticité induisant, qui augmentent la germination des fibres intactes après une blessure.
Le faisceau cortico-spinal (CST) est une importante voie de moteur dans la moelle épinière humaine. Dommages à ce tube après les résultats de blessures de la moelle épinière à la perte considérable de la dextérité. Le CST est particulièrement important pour le mouvement de la motricité fine chez l'homme, comme le mouvement de chiffres et de contrôle musculaire distale. On le trouve aussi dans les rongeurs mais son emplacement anatomique à l'intérieur de la moelle épinière est différente de celle de l'homme et des dommages CST est inférieure désactivation 1-4.
Un modèle in vivo de lésion unilatérale CST comporte pyramidotomy, où une pyramide dans le tronc cérébral rostral ventral est coupé à la entrecroisement (figure 1). Les pyramides sont une caractéristique anatomique claire sur la face ventrale du bulbe rachidien à travers lequel le CST se exécute avant décussation. Chez le rat, la majorité des fibres (environ 95%) decussate à l'extrémité caudale du bulbe et se retrouvent par la suite dans la partie médiane dorsale de la moelle épinière. Cependant, approximatEly 10% des fibres decussated exécuté dans les colonnes dorsolatérales. Le solde de ~ 5% de fibres rester décroisé sur le côté ipsilatéral et Voyage dans la partie médiane ventrale 5,6. Après pyramidotomy la moelle épinière perd son entrée directe de la CST controlatéral (Figure 1).
Le modèle de pyramidotomy est particulièrement bonne pour tester les réponses des fibres intactes de la CST non lésé à un traitement. Il permet l'évaluation de la plasticité et de la germination des fibres intactes à travers la ligne médiane de la moelle épinière, qui innervent les zones dénervées. Le faisceau cortico-spinal a été observé à germer considérablement dans les modèles de lésions médullaires et sert de médiateur en particulier des membres antérieurs 7-10 de récupération. Un traitement pourrait viser à renforcer cette reprise des membres antérieurs. L'efficacité d'une thérapie peut être testé avec des évaluations comportementales, les techniques de traçage des voies anatomiques et non lésé expériences électrophysiologiques terminaux 3,11,12. </ P>
L'avantage par rapport à la plupart des autres modèles précliniques de blessures de la colonne vertébrale, ce est qu'il affecte spécifiquement une des voies par rapport à d'autres traumatismes médullaires touchent souvent de multiples voies. Un seul appareil dans un endroit anatomique claire, superficielle est lésé. Un autre avantage est que le pyramidotomy est un modèle de lésion reproductible. Ce est une ressource appropriée dans vivo pour les chercheurs de tester l'effet des thérapies de neuroplasticité induisant potentiels, qui visent à la récupération de la fonction motrice après des blessures ou troubles affectant le système moteur 13,14.
Nous avons décrit le modèle de lésion de pyramidotomy. Le tractus cortico-spinal est coupé au niveau du tronc cérébral. D'un point de vue technique cette chirurgie nécessite beaucoup de prudence et de précision. Le tronc cérébral accueille les centres respiratoires et les centres cardiovasculaires dans plusieurs noyaux tels que le noyau ambigu et solitarii intégré dans la formation réticulaire sous les pyramides. Si la coupe est faite trop profond cela peut conduire à des difficultés respiratoires soudains, qui peuvent être fatales. Nous donnons Dopram juste avant la coupe d'augmenter l'activité de respiration pour éviter un arrêt brutal respiration. Si la respiration se arrête, il vaut la peine de ventilation de l'animal pour les cinq minutes suivantes avec l'oxygène comme il peut récupérer. En outre, les dommages à l'artère basilaire doit absolument être évitée. Les complications pendant la première quelques jours postinjury sont: une autre hémorragie dans le tronc cérébral qui affecte les fonctions vitales, la perte de poids considérable, la respiration graves difficulties dues au déplacement de la trachée et de l'orientation et de l'équilibre de graves problèmes de l'animal en raison d'une blessure vaste y compris les olives juste latérales des pyramides. Ces complications peuvent être traités comme des points d'extrémité et les animaux peuvent être euthanasiés. Une surveillance étroite au cours de la première semaine après la chirurgie est essentielle. La nourriture supplémentaire peut être donnée afin de contrebalancer la perte de poids. l'inflammation des voies respiratoires (respiration rauque) résout normalement dans un à deux jours. Généralement, les jeunes animaux sont plus faciles à opérer sur leur cou est moins profonde. En outre, ils sont plus résistants et ont moins de complications respiratoires.
Il nécessite un peu de pratique pour parvenir à une lésion complète du CST avec un pyramidotomy. De même, dans deux études de Steward et al. 16, qui visait à répliquer un ancien expérience en Benowitz et al. 28, fait état de taux de mortalité initialement élevés et que certains de leurs lésions étaient incomplètes. Comportementaledéficits seront également variable. Nous recommandons qu'une nouvelle chirurgien effectue de nombreuses chirurgies pratique de pyramidotomy avant toute expérience complète pour tester un médicament candidat est effectuée. Des moyens de prévenir les lésions incomplètes sont retraçant la coupe avec une aiguille hypodermique se assurer que les fibres cortico à proximité de l'artère basilaire sont coupés comme décrit dans ce protocole. D'autres options sont à aspirer le site de la lésion avec une pipette à pointe verre aspiration comme décrit dans Zhou et al., 2003 29. Un fil de tungstène amende peut également être utilisé pour couper le tube 22. Une alternative à pyramidotomy est à couper le C3 dorsale cervicale CST unilatéralement et puis de couper avec une approche ventrale la partie ventrale C2 ipsilésionnelle de la CST 18. Cependant sans doute, une lésion complète ne est pas nécessaire si l'objectif est d'étudier la germination de la CST contralésionnel; si la majorité de la pyramide est lésé et une réponse de germination à partir du côté non lésé se produit, cela peut être suffisant.
Un but du modèle de lésion de pyramidotomy est pour l'ablation d'un côté du faisceau cortico-spinal et en utilisant des thérapies de neuroplasticité inducteur pour stimuler la plasticité et la germination des fibres intactes non blessés. Pour tester les thérapies de neuro-protecteurs ce modèle ne convient pas et d'autres modèles de préjudice tels que les blessures de contusion doit être utilisé. Résultats de pyramidotomies sont évalués le plus souvent avec les tests de comportement et l'anatomie. Le test de l'échelle horizontale, le test cylindre de l'élevage et de test de l'escalier sont Montoya évaluations comportementales les plus couramment utilisés. Autres essais décrits dans la littérature sont le culot atteindre test, test d'escalade de corde, analyse de la marche et de la bande collante de test 3,17-19. Cependant, les résultats de la plupart test de comportement sont souvent surveillés jusqu'à un maximum de 42 jours postlesion 3,4,11,17,18,20-22. Des expériences passées, les rongeurs récupérer plus fonction à des moments plus tard sans aucune intervention de traitement. Nous avons montré that le test de l'échelle horizontale et le test atteindre Montoya escalier en granulés à détecter les handicaps jusqu'à un moment ultérieur. Ils peuvent être utilisés pour mesurer la récupération fonctionnelle en raison d'un traitement. L'exhaustivité de la lésion est jugée par la PKC gamma coloration (qui marque fibres CST dans les colonnes dorsales) de la moelle épinière au niveau cervical ou rostrale ériochrome cyanine coloration des sections transversales du site de la lésion. Dextrane aminé biotinylé peut être injecté dans le cortex contralésionnel pour évaluer la germination des fibres intactes à travers la ligne médiane dans la région de la moelle épinière dénervé.
En conclusion, le modèle de pyramidotomy est bon pour l'évaluation des capacités de neuroplasticité induisant d'un médicament de traitement de lésions du système nerveux central si la chirurgie est maîtrisée avec succès. Il évalue la plasticité des fibres intactes. La prochaine étape serait d'utiliser un modèle plus cliniquement pertinente comme les blessures de contusion pour évaluer la capacité de la drogue pour surmonter les grandes BLESSURESes affectant plusieurs tracts.
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par le Trust International Spinal Research et rosiers Trust.
Carprofen | Norbrook | Vm No; 02000/4229 | give 5mg/kg twice daily |
Homeothermic Blanket System | Harvard Instruments | 507222F | |
Isoflurane | Abbott | B506 | |
Fine Scissors- Tough Cut | Fine Science Tools | 14058-09 | |
Forceps | Fine Science Tools | 11019-12 | |
Long-toothed Alm retractors | Fine Science Tools | 17009-07 | |
cautery system kit | Harvard Instruments | 726067 | |
fine Dumont forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
Carbon Steel burrs | Fine Science Tools | 19007-07 | |
Dopram V-drops | Pfizer | apply 1 drop to tongue | |
Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-03 | |
gelfoam | Equimedical | EQU705001 | |
3-0 Vicryl sutures | Ethicon | ||
operating microscope | Zeiss | ||
Compact Anaesthesia System Isoflurane K/F Single Gas | VetTech Solutions | ||
Scales | Ohaus | NVT3201 | |
Carbon Steel Scalpel blades No. 10 | Swann-Morton | 201 | |
25g needles | Terumo | NN-2525R | |
syringes (1ml and 5ml) | Terumo | SS+01T1 / SS*05SE1 | |
Saline (Sodium Chloride 0.9%) | Fresenius Kabi | Pl 08828/0178 | |
cotton buds | Johnson and Johnson | 5000207582502 | sterilize before use |