Nous présentons ici un protocole pour produire une occlusion permanente distale de l'artère cérébrale moyenne chez les rats femelles âgées avec occlusion simultanée des artères carotides de produire de grandes infarctus corticaux et des déficits subis. Nous montrons la confirmation de la taille de la lésion en utilisant l'IRM structurelle à 24 h et 8 semaines après un AVC.
Accident vasculaire cérébral se produit généralement chez les personnes âgées avec une gamme de comorbidités dont la carotide (ou autre artérielle) l'athérosclérose, l'hypertension artérielle, l'obésité et le diabète. En conséquence, lors de l'évaluation des thérapies pour les AVC chez les animaux, il est important de choisir un modèle avec une excellente validité apparente. représente un AVC ischémique de 80% de tous les AVC, et la majorité d'entre eux se produisent sur le territoire de l'artère cérébrale moyenne (MCA), induisant souvent infarctus qui affectent le cortex sensori-moteur, provoquant plégie persistante ou parésie sur le côté opposé du corps. Nous démontrons dans cette vidéo un procédé pour produire un accident ischémique cérébral chez les rats âgés, ce qui provoque un handicap sensori soutenue et infarctus corticaux substantielles. Plus précisément, nous provoquons une occlusion permanente distale de l'artère cérébrale moyenne (MCAO) chez les rats femelles âgées à l'aide des pinces de diathermie pour obturer un court segment de cette artère. L'artère carotide du côté homolatéral à la lésion était alors permanently occlus et l'artère carotide controlatérale a été transitoirement occlus pendant 60 min. Nous mesurons la taille de l'infarctus en utilisant l'imagerie par résonance magnétique pondérée en T2 structurelle (IRM) à 24 h et 8 semaines après un AVC. Dans cette étude, le volume infarctus moyen était de 4,5% ± 2,0% (écart-type) de l'hémisphère ipsilatéral à 24 h (corrigée de l'enflure du cerveau en utilisant l'équation de Gerriet, n = 5). Ce modèle est faisable et cliniquement pertinente car elle permet l'induction des déficits sensori-moteurs soutenus, ce qui est important pour l'élucidation des mécanismes physiopathologiques et de nouveaux traitements.
L'AVC est actuellement la troisième cause la plus fréquente de décès dans le monde et la première cause d'invalidité 1. Accident vasculaire cérébral ischémique, qui comprend 80% de tous les AVC, se traduit souvent par infarctus dans le cortex causant la perte de sensation (par exemple, la proprioception), de la fonction motrice et l'attention sur le côté affecté 2-4. L'artère cérébrale moyenne (MCA) est le plus grand des navires qui attire l'offre du cercle de Willis et provient de l'artère carotide interne 5. Le MCA est le vaisseau cérébral le plus souvent affecté dans un accident ischémique cérébral, avec des coups dans ce territoire qui représente 65% de tous les AVC ischémiques 6,7. Le MCA fournit deux régions corticales et sous-corticales et des anomalies neurologiques causés par MCA AVC varient selon l'emplacement exact de l'occlusion 7. occlusions proximale MCA affectent le territoire profonde à travers les artères lenticulostriatal et causent de grandes infarctus englobant à la fois cortical et régions sous-corticales. En revanche, les occlusions plus distales qui privent les régions corticales uniquement du flux sanguin ont tendance à produire plus petits infarctus cortical.
Dans les grandes études de population, les lésions de course humains vont de 5 à 14% de l'hémisphère ipsilatéral 8,9; représente course maligne pour 10% des accidents vasculaires cérébraux et donne lieu à de plus grandes infarctus, nécessitant une hémicrâniectomie pour réduire la pression intracrânienne, et les patients avec des lésions plus petites sont plus susceptibles de survivre 10. Nous démontrons un modèle reproductible qui produit des lésions qui occupent une proportion similaire de l'hémisphère autant de coups droits.
L'AVC est une maladie hétérogène; 75% des accidents vasculaires cérébraux ischémiques sont induites soit par des infarctus lacunaires (de l'obstruction des petits vaisseaux intracrâniens); AVC cardio-embolique; ou grande athérosclérose de l'artère, qui représente 30% des accidents vasculaires cérébraux. athérosclérose symptomatique est plus fréquemment observé à l'endroit où le c communeartère arotid (CCA) aux artères carotides internes et externes 11.
modèles pré-cliniques de course doivent être aussi proche de la condition humaine que possible de simuler sa physiopathologie et intégrer les facteurs de risque d'accident vasculaire cérébral. 92% des AVC ischémique se produit chez les personnes âgées de plus de 65 ans, et d'autres facteurs de risque sont l'obésité, l'hypertension artérielle et l'athérosclérose, tel que discuté précédemment 12. Pour mieux représenter ces facteurs de risque, il est recommandé d'utiliser un modèle qui peut partager certaines des caractéristiques physiopathologiques de l'état naturel. Dans ce protocole, nous avons inclus un âge avancé et le flux sanguin obstrué à travers les artères carotides.
Le modèle classique de l'occlusion de l'artère cérébrale moyenne (MCAO) est le modèle de filament intraluminale proximale occlusion MCA, ce qui réduit le flux sanguin dans la partie antérieure et les artères cérébrales moyennes. temps d'occlusion courts en utilisant ce modèle se concentre la lEsion à la région sous-corticale, tandis que de plus longs temps d'occlusion peuvent entraîner d'importantes lésions recrutement zones des deux aires corticales et sous-corticales, ce qui entraîne un taux de mortalité plus élevé chez les rats âgés. A titre de comparaison, le modèle utilisé par notre groupe consiste à effectuer une craniotomie et l'ouverture de la dure-mère, suivi par la coagulation du sang et la destruction d'une petite portion de la MCA en utilisant une pince de cautérisation bipolaire. Ce modèle de diathermie est adapté du papier 1981 par Tamura et al. 23 et l'utilisation de la craniectomie peut limiter augmentation de la pression intracrânienne, qui est une caractéristique du crâne fermé, et les résultats de reproductibilité élevé et un taux de mortalité plus faible dans notre cohorte de chirurgie par rapport à d'autres modèles 13. Pour générer infarctus reproductibles et l'invalidité soutenue nous boucher définitivement le proximale CCA et l'occlusion transitoire le CCA distale selon Chen et al. 14 Nous utilisons l'imagerie par résonance magnétique pondérée en T2 non-invasive (IRM) Pour évaluer l'étendue et la localisation de l'infarctus cérébral, et le degré de gonflement du cerveau dans le cortex sensori-moteur.
MCAO chez les rongeurs est une technique souvent utilisée pour modéliser la course humaine. Ce modèle ne possède quelques détails à noter dans le protocole. Premièrement, il est essentiel de maintenir la température du corps de l'animal pendant toute l'expérience car il influe sur la taille de l'infarctus et le nombre des animaux morts dans une étude. Il peut être possible de mettre fin à l'isoflurane pendant l'occlusion temporaire du droit CCA et de garder les rats dans un environnement calme réchauffé à augmenter les taux de survie en réduisant l'exposition à l'isoflurane. Les chercheurs devraient examiner si une période plus courte anesthésie emporte sur le stress de l'induction supplémentaire. Le système vasculaire (par exemple, MCA ramification) des rats varie à l'intérieur et entre les cohortes d'animaux 22. Il est important de garder cela à l'esprit lorsque l'on commence une nouvelle étude. Différents moments d'occlusion CCA peuvent être évaluées (par exemple, 30, 45, 60 et 90 min). Dans cette étude, un temps d'occlusion de 60 min est utilisé. Dans d'autres études, nous avons constaté que 45occlusions min provoquent un infarctus cortical de taille similaire mais avec des preuves anecdotiques de l'amélioration des taux de survie. En conséquence, ont les chirurgiens commencent par un court temps d'occlusion (par exemple, 30 min) pour voir si le volume des lésions adéquates (et / ou des déficits comportementaux nécessaires) sont obtenues et ensuite seulement à augmenter les temps d'occlusion si nécessaire. déficits comportementaux ne sont pas maintenus chez les rats adultes par rapport à des rats âgés avec des temps d'occlusion identiques.
IRM peut être utilisée pour juger si (après un temps d'occlusion notamment) volume des lésions sont appropriés pour les objectifs de l'étude. Une petite lésion serait couvrir moins de dix 0,5 mm coupes coronales (sur 40). Une lésion de taille moyenne serait étendre entre dix et vingt coupes coronales. Une grande lésion serait étendre entre vingt et trente coupes coronales. Une très grande lésion serait couvrir plus de trente des quarante tranches. Dans notre expérience, les rats avec de très grandes lésions (plus de trente tranches) et / ou la preuve d'Acros de hernies la ligne médiane ont généralement mauvais pronostic: la réduction des temps d'occlusion pourraient être envisagées. IRM est également utile pour l'évaluation de la localisation de l'infarctus: certains sont plus caudale situé et certains sont plus rostrale situé.
Prendre des précautions supplémentaires lors de la séparation du nerf vague des deux artères carotides communes. Râles (rauque) peut se produire après la chirurgie de la course, ce qui pourrait être dû à des lésions nerveuses chez certains animaux, bien que la cause est actuellement dans le flou: d'après notre expérience, le pronostic est très mauvais pour ces animaux et il est généralement recommandé d'humanité les tuer.
Les résultats permanents modèles diathermie MCAO en infarctus corticaux reproductibles et les taux de survie post-opératoires acceptables chez les rats âgés. La technique ne nécessite cependant la chirurgie invasive sous un stéréomicroscope. Il est important de maintenir une technique aseptique si les animaux sont bien récupérer de la chirurgie. Il faut prendre soin de ne pas endommager la MCA et de coagulation tout en exposant l'artère,et des dommages à la surface corticale doit être minimisée sinon la surface exposée du cortex peut faire partie de la zone de l'infarctus. Il est recommandé d'obtenir autant d'expérience que possible d'établir la procédure et de parvenir à des infarctus cohérentes et déterminer les temps d'occlusion avant une étude est effectuée pour tester des thérapies candidats, par exemple. Expérimentateurs doivent tirer au hasard des traitements au sein de sessions de chirurgie ( "randomisation de bloc") lorsque cela est possible. Il est à noter que ce modèle ne comporte pas MCA reperfusion (sauf transitoire ligature MCA est utilisé au lieu de diathermie). La mortalité peut être élevé chez les rats âgés atteints de ces grands infarctus corticaux mais il devrait être possible de réduire la mortalité en utilisant la réduction des temps d'occlusion et en réduisant au minimum l'exposition à l'anesthésie générale si possible (par exemple, lors de l'occlusion). L'utilisation de 70% de N 2 O et 30% de O 2 en tant que support peut permettre à des niveaux inférieurs de l'isoflurane à utiliser: cette exposition réduite aux isoflurane peut entraîner des taux de survie plus élevés.
Un autre point à considérer est que l'athérosclérose est un processus graduel, alors que dans ce protocole, nous simulons avec occlusion aiguë CCA. Cependant, la réduction substantielle de la circulation sanguine et les déficits soutenus simuler occlusions en tandem survenant dans de nombreux patients atteints d'un accident vasculaire cérébral. Permanent distale MCAO sans tandem CCA occlusion chez les rats ne parvient pas à induire des coups reproductible 14: d'ailleurs, sans tandem CCA occlusion, nous avons trouvé une guérison spontanée considérable se produit qui empêche l'évaluation du comportement à long terme des thérapies de course de plus de 8 semaines. En revanche, nous montrons que distale MCAO en tandem CCA occlusion induit des déficits à long terme chez les rats âgés.
En conclusion, cette procédure chez le rat provoque coups qui sont semblables en taille et l'emplacement à ceux observés dans la condition humaine, avec une incapacité soutenue que l'on peut utiliser pour permettre les essais de nouveaux traitements et l'élucidation de remécanismes de paires après un AVC ischémique.
The authors have nothing to disclose.
We would like to thank Prof. I Mhairi Macrae and Dr. Debbie Dewar, University of Glasgow, who kindly hosted CW and DD for training in this procedure. The research leading to these results has received funding from the European Research Council under the European Union’s Seventh Framework Programme (FP/2007-2013) / ERC Grant Agreement n. 309731 to LM. This work was also supported by a “Serendipity Grant” from The Dunhill Medical Trust to LM [grant number: SA21/0512].
Carprofen | Norbrook | Vm No; 02000/4229 | give 0.25 mg/kg |
Atropine Sulfate | AmTech | RXATRINJ-100 | |
Alcohol swabs | UHS | 20021 | |
Lidocaine cream (Emla) | AstraZeneca | 0012901 | Apply a pea sized drop to the shaved neck and temporal regions |
Homeothermic Blanket System | Harvard Instruments | 507222F | |
Forceps | Fine Science Tools | 11019-12 | |
Isoflurane | Abbott | B506 | |
Silk sutures | Harvard Apparatus | 723288 | |
Cautery system | Eschmann | ||
0.25 mm Jeweler caurtery forceps | Eschmann | 8330349 | |
fine Dumont forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
Thumb driven saline drip system | |||
Vacusafe aspirator system | INTEGRA BIOSCIENCES | 158320 | |
16 mm coarse diamond coated Steel burrs | K801 104 016 | ||
Handheld dental drill | NSK | NSKVMAXVRE (Handpiece NSKEX6B) | |
Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-03 | |
Microvascular scissors | World Precision Instruments | 501790 | |
4-0 Vicryl sutures | Ethicon | ||
Vascular clip and applicator | |||
Operating microscope | Zeiss | ||
Compact Anaesthesia System Isoflurane K/F Single Gas | VetTech Solutions | ||
Carbon Steel Scalpel blades No. 10 | Swann-Morton | 201 | |
25g needles | Terumo | NN-2525R | |
syringes (1 ml and 5 ml) | Terumo | SS+01T1 / SS*05SE1 | |
Saline (Sodium Chloride 0.9%) | Fresenius Kabi | Pl 08828/0178 | |
cotton buds | Johnson and Johnson | 5000207582502 | sterilize before use |
gauze | sterilize before use | ||
Medical Imaging Package (Jim) | Xinapse | Free software | |
Statistical Parametric Mapping Software (SPM8) | UCL | Free software | |
Power Analysis Software (G*Power) | Universität Düsseldorf | Free software |