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Neuroscience

Lesione cerebrale indotta dal laser nella Corteccia Motoria dei Ratti

Published: September 26, 2020 doi: 10.3791/60928
Automatic Translation
*1, *2, 3, 4, 1, 5, 1, 3, 1, 1
1Division of Anesthesiology and Critical Care, Soroka University Medical Center and the Faculty of Health Sciences, Ben-Gurion University of the Negev, 2Department of Neurosurgery, Soroka University Medical Center and the Faculty of Health Sciences, Ben-Gurion University of the Negev, 3Department of Biochemistry and Physiology, Faculty of Biology, Ecology, and Medicine, Oles Honchar Dnipro National University, 4Department of Anesthesiology, Yale University School of Medicine, 5Department of Ophthalmology, Soroka University Medical Center and the Faculty of Health Sciences, Ben-Gurion University of the Negev
* These authors contributed equally

ERRATUM NOTICE

Summary

Il protocollo qui presentato mostra una tecnica per creare un modello di lesioni cerebrali da roditore. Il metodo qui descritto utilizza l'irradiazione laser e si rivolge alla corteccia motoria.

Abstract

Una tecnica comune per indurre l'ictus nei modelli sperimentali di roditore coinvolge l'occlusione transitoria (spesso indicata come MCAO-t) o permanente (designata come MCAO-p) dell'arteria cerebrale centrale (MCA) utilizzando un catetere. Questa tecnica generalmente accettata, tuttavia, ha alcune limitazioni, limitando così il suo uso esteso. L'induzione dell'ictus con questo metodo è spesso caratterizzata da un'elevata variabilità nella localizzazione e nelle dimensioni dell'area ischemica, da eventi periodici di emorragia e da alti tassi di mortalità. Inoltre, il completamento di una qualsiasi delle procedure transitorie o permanenti richiede competenze e spesso dura circa 30 minuti. In questo protocollo viene presentata una tecnica di irradiazione laser che può servire come metodo alternativo per indurre e studiare le lesioni cerebrali nei modelli di roditori.

Rispetto ai ratti nei gruppi di controllo e MCAO, la lesione cerebrale per induzione laser ha mostrato una ridotta variabilità nella temperatura corporea, volume infarto, edema cerebrale, emorragia intraranziale e mortalità. Inoltre, l'uso di una lesione indotta dal laser ha causato danni ai tessuti cerebrali solo nella corteccia motoria a differenza degli esperimenti MCAO in cui si osserva la distruzione sia della corteccia motoria che dei tessuti striatale.

I risultati di questa indagine suggeriscono che l'irradiazione laser potrebbe servire come tecnica alternativa ed efficace per indurre lesioni cerebrali nella corteccia motoria. Il metodo riduce anche il tempo necessario per completare la procedura e non richiede gestori esperti.

Introduction

A livello globale, l'ictus è la seconda causa di morte e la terza causa di disabilità1. L'ictus porta anche a gravi disabilità, spesso richiedendo cure supplementari da parte del personale medico e dei parenti. C'è, quindi, la necessità di comprendere le complicazioni associate al disturbo e migliorare il potenziale per risultati più positivi.

L'uso di modelli animali è il primo passo per comprendere le malattie. Per garantire i migliori risultati di ricerca, un modello tipico includerebbe una tecnica semplice, convenienza, elevata riproducibilità e variabilità minima. I determinanti nei modelli di ictus ischemico includono il volume dell'edema cerebrale, le dimensioni dell'infarto, l'entità della rottura tra la barriera eno- cervello (BBB) e il danno funzionale generalmente valutato tramite il punteggio di gravitàneurologica 2.

La tecnica di induzione del ictus più utilizzata nei modelli di roditore occlude l'arteria cerebrale centrale (MCA) transitoriamente opermanentemente 3. Questa tecnica produce un modello di tratto simile a quelli degli esseri umani: ha una penobra che circonda l'area accarezzata, è altamente riproducibile e regola la durata dell'ischemia e la reperfusione4. Tuttavia, il metodo MCAO presenta alcune complicazioni. La tecnica è soggetta a emorragie intratracranali e lesioni alla retina ipsilaterale con una disfunzione della corteccia visiva e dell'ipertermia comune che spesso portano a ulteriori esiti5,6,7. Altre limitazioni includono alte variazioni nell'ictus indotto (derivante dalla probabile estensione dell'ischemia alle regioni indesiderate, come la regione dell'arteria carotide esterna), l'occlusione insufficiente dell'MCA e la rifusione prematura. Inoltre, ratti di diverse varietà e dimensioni presentano vari volumi infarto8. Oltre a tutti gli svantaggi menzionati, il modello MCAO non può indurre piccoli tratti isolati nelle aree cerebrali profonde, perché è limitato tecnicamente in termini di requisito di dimensioni minime del vaso per la cateterizzazione. Ciò rende ancora più critica la necessità di un modello alternativo. Un altro metodo, la fotothrombosis, fornisce una possibile alternativa alle procedure MCAO ma non migliora l'efficienza9. Questa tecnica si rivolge alla corsa con la luce e offre alcuni miglioramenti sui modelli precedenti. Tuttavia, la fotothrombosi richiede una craniotomia invasiva associata a compicationssecondari 9.

Alla luce delle carenze delineate, il protocollo qui presentato fornisce una tecnica laser alternativa in grado di indurre lesioni cerebrali nei roditori. Il meccanismo d'azione della tecnica laser si basa sugli effetti fototermici del laser impartiti sui tessuti viventi, che porta all'assorbimento dei fasci di luce da parte dei tessuti del corpo e alla loro conversione in calore. I vantaggi dell'utilizzo di una tecnica laser sono la sua sicurezza e facilità di manipolazione. La capacità di un laser di produrre calore per fermare il sanguinamento lo rende molto importante in medicina, mentre la sua capacità di amplificare diversi raggi in un dato punto di incontro assicura che i laser evitino di distruggere tessuti sani che si erge nel modo del punto didestinazione 10. Il raggio laser utilizzato in questo protocollo può passare attraverso un basso mezzo liquido, come l'osso, senza emettere la sua energia e/o causando alcuna distruzione. Una volta che raggiunge un mezzo liquido elevato, come i tessuti cerebrali, utilizza la sua energia per distruggere i tessuti bersaglio. La tecnica, quindi, può indurre lesioni cerebrali solo nell'area appropriata del cervello.

La tecnica qui presentata ha mostrato un'enorme quantità di capacità di regolare i suoi livelli di irradiazione, producendo le variazioni scelte di lesioni cerebrali previste fin dall'inizio. A differenza dell'MCAO originale che colpisce sia la corteccia che lo striato, la tecnica laser è stata in grado di regolare l'impatto della lesione cerebrale, inducendo lesioni solo sulla corteccia motoria prevista. In questo caso, viene fornito il protocollo di lesione cerebrale indotta dal laser e un riepilogo dei risultati rappresentativi per la procedura eseguita sulla corteccia cerebrale dei ratti.

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Protocol

La seguente procedura è stata condotta secondo gli orientamenti dell'uso degli animali sperimentali della Comunità europea. Gli esperimenti sono stati approvati anche dal Comitato per la cura degli animali presso l'Università Ben-Gurion del Negev.

1. Selezione e preparazione degli animali

  1. Selezionare 65 ratti maschio Sprague-Dawley del peso di 300 a 350 g senza patologia overt per questa procedura. Le dimensioni più piccole pongono difficoltà tecniche per la procedura MCAO.
  2. Assegnare 3 ratti per gabbia e lasciarli adattare per almeno 3 giorni.

2. Procedura MCAO

  1. Selezionare 25 ratti per MCAO consentendo la mortalità del 10-20% associata alla procedura11.
  2. Eseguire MCAO utilizzando una tecnica standard, come descritto in precedenza nel dettaglio12.

3. Procedura sperimentale di lesioni cerebrali indotte al laser

  1. Assegnare 20 ratti a un gruppo contrassegnato come gruppo laser e 20 ratti a un altro gruppo di controllo (sham-operato).
  2. Sottopone il gruppo laser ratti all'irradiazione laser a 50J X 10 points punti nel modo seguente:
    1. Anestetizzare ratto con una miscela di 2% isoflurane in ossigeno permettendo la ventilazione spontanea. Controllare la profondità anestetica sufficiente pizzicando la coda con pinne per vedere l'assenza del riflesso di ritiro.
    2. Mantenere la temperatura corporea del ratto a 37 gradi centigradi durante tutta la procedura sperimentale utilizzando un tampone di riscaldamento regolato a temperatura rettale.
    3. Rimuovere i capelli locali con un rasoio e disinfettare con 70% alcol e 0,5% gluconato di clorexidina. Ripetere il passo di disinfezione altre due volte.
      NOTA: La dimensione dell'incisione chirurgica deve essere di circa 3 cm. Rimuovere i capelli almeno 2 cm intorno all'area di incisione.
    4. Posizionare il ratto su un supporto della testa stereotassico in una posizione prona e fare un'incisione di 3 cm per riflettere il cuoio capelluto lateralmente ed esporre l'area tra Bregma e Lambda.
    5. Mantenere l'anestesia attraverso il cono del naso.
    6. Utilizzare il laser Neodymium-YAG (Nd-YAG) (lunghezza d'onda di picco 1064 nm) per somministrare 50J X 10 punti,con una durata dell'impulso di 1 s, all'area esposta del cranio sopra l'emisfero destro.
    7. Assicurarsi che la parte di generazione laser dell'apparecchio si trova ad una distanza di 2 mm dall'area esposta per produrre un raggio laser. 50J X 10 punti è stato selezionato dopo un'attenta valutazione delle diverse combinazioni energia/superficie. Questa combinazione è efficiente e non causa la distruzione ossea del cranio dopo la somministrazione per meno di un secondo10.
      NOTA: 2 mm è la distanza tra il terminale del raggio laser (dal cavo ottico attraverso il cui è passato) e l'osso del cranio. Nel caso in cui venga utilizzata una lente di messa a fuoco, la distanza deve essere calcolata tenendo conto dell'angolo di inclinazione dell'obiettivo per mettere a fuoco il fascio nell'area desiderata del danno. Garantire una sicurezza adeguata quando si utilizza un dispositivo laser, compresa un'adeguata formazione e protezione degli occhi.
    8. Rimuovere il ratto dal dispositivo e chiudere il cuoio capelluto con 3-0 suture chirurgiche di seta.
    9. Interrompere l'anestesia e riportare il ratto nella sua gabbia per il recupero. Somministrare 0,1 mL dello 0,25% di bupivacaina localmente per ridurre il dolore postoperatorio subito dopo l'intervento chirurgico.
      NOTA: Se eseguita correttamente, l'intera procedura deve durare meno di 5 minuti.
  3. Osservare il ratto per eventuali segni di disagio durante il recupero post-anestesia. Prima dell'emergere dall'anestesia, dare 0.01mg/kg buprenorfina intramuscolare per analgesia postoperatoria e continuare con dosi ripetute ogni 12 h per almeno 48 h.
  4. I ratti di controllo del soggetto alle stesse condizioni senza sottoponerli al laser.

4. Punteggio di gravità neurologica (NSS)

  1. Valutare il punteggio di gravità neurologica 24 h dopo la lesione cerebrale indotta dal laser utilizzando un punteggio di 43 punti13. Testare gli animali per deficit neurologici, disturbi comportamentali, attività di bilanciamento del fascio, e riflessi, assegnando punteggi più alti per le disabilità più gravi, comeprecedentemente dettagliato 13.

5. Manipolazioni post-lesioni

  1. Dopo la valutazione NSS, eutanasia i ratti esponendoli al 20% di ossigeno e 80% di CO2 (tramite ispirazione) e a perfutilizzare il ratto con salina tamponata di fosfati eparati (PBS, 0,9% NaCl).
    NOTA: Assicurarsi che il CO2 venga consegnato a un tasso predeterminato in conformità con le linee guida del Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali. Questo passaggio può anche essere eseguito sotto il 5% di anestesia isoflurana.
  2. Raccogliere i cervelli e prepararsi per un ulteriore esame come descritto in un precedente protocollo11.
  3. Valutare l'emorragia subararacnoide (SAH) attraverso l'esame visivo di tutto il cervello dopo il suo isolamento dal cranio. Se necessario, a questo scopo può essere utilizzato un microscopio o un'omosta'.

6. Valutazione della lesione cerebrale

  1. Determinazione del volume dell'infarto cerebrale e dell'edema cerebrale mediante colorazione TTC
    NOTA: 2,3,5-Cloruro di trifeniltetrazolium (TTC) colorazione è una procedura conveniente per il rilevamento infartocerebrale 11.
    1. Sezionare i cervelli raccolti in 6 fette coronali, ciascuno spessore di 2 mm.
    2. Incubare l'insieme di fette da ogni cervello per 30 min a 37 gradi centigradi in 0.05% TTC.
    3. Dopo la colorazione, eseguire la scansione delle fette con uno scanner ottico con una risoluzione di 1600 X 1600 dpi.
    4. Le aree non macchiate delle fette fisse del cervello sono definite come infarti12.
    5. Utilizzando un software di elaborazione delle immagini (ad esempio, freeware Image J) misurare l'area infartata non macchiata, gli emisferi ipsi e contralaterali per ciascuna delle 6 fette coronali.
    6. Calcolare il volume infarto come percentuale del cervello totale:
      Equation 1
    7. Calcolare l'edema cerebrale utilizzando il metodo Kaplan:
      Equation 2
  2. Determinazione dell'entità della rottura della barriera ematica (BBB)
    NOTA: Valutare la rottura BBB 24 h dopo la lesione cerebrale indotta dal laser come segue:
    1. Somministrare il 2% di Evans Blue mescolato con soluzione salina da 4 mL/kg per via endovenosa ai ratti attraverso la vena della coda cannulated e lasciare che la soluzione circole per 1 h.
    2. Eutanasia ratti esponendoli al 20% di ossigeno e 80% CO2 (tramite ispirazione) 24 h dopo l'ultimo NSS, come precedentementedescritto 13.
    3. Raccogliere il colorante intravascolare localizzato come segue:
      1. Aprire le casse dei ratti con pincette chirurgiche e forbici chirurgiche.
      2. Perfuse gli animali con raffreddato 0.9% salina tramite il ventricolo sinistro utilizzando 110 mmHg fino ad ottenere un liquido perfusione incolore dall'atrio destro.
    4. Raccogliere i cervelli e tagliarli rostrocaudalmente in fette da 2 mm.
    5. Separare le fette del cervello sinistro dalle parti destra per valutare separatamente gli emisferi feriti e non feriti.
    6. Pesare, omogeneizzare utilizzando malta e pestello, e poi incubare i tessuti cerebrali in 50% acido tricloroacetico per 24 h.
    7. Centrifugare le fette cerebrali omogeneizzate a 10.000 g per 20 min.
    8. Mescolare 1 mL del supernatanto dal cervello centrifugato con 1,5 mL del 96% di etanolo a 1:3 e valutare la rottura della barriera emato-0-0-0 utilizzando un rilevatore di fluorescenza a 620 nm di lunghezza d'onda di eccitazione (10 nm di larghezza di banda) e lunghezza d'onda di emissione di 680 nm (larghezza di banda 10 nm).
      NOTA: entrambi i gruppi di ratti sono sottoposti allo stesso protocollo per determinare la rottura BBB.

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Representative Results

Nessun decessi o SAH sono stati registrati nei gruppi di controllo o sperimentali (Tabella 1). Il gruppo MCAO aveva un tasso del 20% sia di mortalità che di SAH.

Anche i cambiamenti relativi della temperatura corporea nei ratti di entrambi i gruppi erano simili, nonostante una differenza nella variabilità di entrambi i gruppi (tabella 1).

C'era un SIgnificativamente peggiore NSS sia nel laser (16 x 1,1) che in MCAO (20 x 1,5) modelli, rispetto al gruppo di controllo a gestione fittizia (1 x 0,3; Tabella 1; p<0.01).

La lesione cerebrale indotta dal laser ha causato anche un aumento significativo del volume dell'infarto nell'emisfero bersaglio, rispetto al gruppo di controllo azionato da finto (2,4% - 0,3 contro 0,5% - 0,1; Tabella 2 e Figura 1A; p<0.01), per il test Mann-Whitney U. Tuttavia, il volume infarto del modello laser era più piccolo rispetto alla tecnica MCAO (2,4% - 0,3 contro 9,9% - 2,9).

L'edema cerebrale determinato 24 h dopo la lesione cerebrale sono mostrati nella Figura 1B e nella Tabella 2. Non c'era differenza nell'edema cerebrale tra il modello di lesione cerebrale indotta dal laser e il gruppo di controllo azionato da farsa (3,4% - 0,6 contro 0,7% - 1,2). C'era una differenza significativa nell'edema cerebrale tra il modello laser e la tecnica MCAO (3,4 x 0,6 contro 7 x 2,6†). I dati sono presentati come media : SEM.

Rispetto al gruppo di controllo azionato dalla finta, la lesione cerebrale indotta dal laser e la tecnica MCAO hanno entrambi causato un aumento significativo della rottura BBB nell'emisfero non ferito (563 ng/g , rispettivamente 66 e 1176 ng/g , 168, contro 141 ng/g ; Figura 2A e tabella 2; p<0.01) e emisfero bersaglio (2204 ng/g - 280 e 2764 ng/g , rispettivamente, 256, vs 134 ng/g - 11; figura 2B e tabella 2; p<0.01).

L'esame irologico del cervello dei ratti è mostrato nella Figura 3.

Nss Temperatura, C Sah, % Mortalità, %
Gruppi media : SEM variabilità, % media : SEM variabilità, %
Controllo azionato da Sham 1 x 0,3 97 37,2 - 0,1 59 0 0
Laser 50J x10 16 x 1,1 30 37,4 x 0,1 84 0 0
p-MCAO 20 x 1,5 37 38,3 x 0,1 129 20* 20*

Tabella 1: Valutazione della NSS, della temperatura corporea, dell'emorragia di subarnoidi e della mortalità.

Bbb Volume infarto Edema cerebrale
Gruppi media : SEM variabilità, % media : SEM variabilità, % media : SEM variabilità, %
Controllo azionato da Sham 134 x 11 25 0,5 x 0,1 77 0,7 x 1,2 573
Laser 50J x10 2204 - 280 40 2,4 x 0,3 34 3,4 x 0,6 58
p-MCAO 2764 x 256 29 9,9 x 2,9 92 7 x 2,6 115

Tabella 2: Valutazione della ripartizione BBB, della zona infarta e dell'edema cerebrale. P < 0,01

Figure 1
Figura 1: Valutazione delle lesioni cerebrali nel modello laser 24 h dopo la lesione rispetto al modello MCAO e al controllo azionato da farsa. (A) Valutazione del volume infarto. C'è stato un aumento del volume infarto nel modello laser rispetto al controllo azionato da farsa (p<0.01). Tuttavia, il volume dell'infarto nel modello laser era più piccolo rispetto al modello MCAO (p<0.01). (B) Valutazione dell'edema cerebrale totale. C'è stato un aumento dell'edema cerebrale nel modello MCAO rispetto al modello laser o al controllo azionato da finte. Non c'era differenza nell'edema cerebrale tra il modello laser e il controllo fittizio. I dati sono misurati come % per l'emisfero contralaterale ed espressi come media : SEM. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa cifra.

Figure 2
Figura 2: L'entità della ripartizione BBB rispetto ai controlli fittizi. (A) Emisfero contralaterale (non ferito). Sia il laser che il modello MCAO, hanno portato ad un aumento significativo della rottura BBB nell'emisfero non ferito rispetto al gruppo di controllo fittizio (p<0.01). (B) emisfero ipsilaterale (infortunato). C'è stata una differenza nella ripartizione ipsilaterale BBB nei modelli laser e MCAO rispetto al controllo fittizio (p<0.01). Si prega di fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: Esame irologico del cervello dei ratti da gruppi fittizi, laser e MCAO. Si prega di fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

È giusto supporre che la tecnica laser sia minimamente invasiva, dato che non si sono verificati decessi o SAH nel gruppo laser. La principale causa di morte e SAH è il danno ai vasi sanguigni che porta ad un'elevazione della pressione intraranziale (ICP), come mostrato nelle tecniche MCAOoriginali 10. L'assenza di morte e SAH nel gruppo laser è probabilmente dovuta agli effetti specifici dei laser: non hanno un impatto diretto sui vasi sanguigni e possono indurre la coagulazione in caso di perdite. Basso volume infarto ed edema cerebrale aiutano anche a ridurre al minimo il rischio di morte. L'uso dei laser deve essere considerato come una tecnica adatta per indurre lesioni cerebrali con esiti avversi minimi, dato che le tecniche MCAO originali per innescare l'ictus (sia transitorio che permanente) hanno dimostrato di produrre morti e SAH6.

I risultati della bassa temperatura corporea nel gruppo laser mostrano che la tecnica laser non occlude l'arteria ipotalmica che regola la temperatura corporea, come fa in genere l'MCAOoriginale 7, sostenendo la teoria che la tecnica laser è più mirata. Bassa variabilità su tutta la linea di parametri studiati indicato coerenza nell'uso di laser per indurre lesioni cerebrali, ma tali risultati fini dipendono molto dalla scelta della potenza. La potenza sufficiente fornisce i risultati desiderati, mentre le calibrazioni piccole o in eccesso possono causare prestazioni sotto o sovrasto, il che in entrambi i casi è dannoso. Tuttavia, la capacità di mirare al bersaglio rende ancora la tecnica meno rischiosa. Quindi, una corretta gestione rende più facile ottenere risultati con precisione utilizzando la tecnica laser, nonché per regolare il metodo per gli effetti desiderabili.

La precisione e l'efficacia della tecnica laser erano evidenti nella sua capacità di colpire solo la corteccia motoria senza causare danni allo striato, suggerendo che la tecnica laser può produrre lesioni localizzate che è quasi impossibile da raggiungere con MCAO10. Questo risultato raggiungibile con la tecnica laser è dovuto alla capacità di regolare il raggio laser e la sua potenza e rende il metodo laser una tecnica modello per indurre lesioni cerebrali più piccole, periferiche e profonde e definite che non possono essere ottenute con MCAO. La semplicità di manipolare una macchina laser lo rende molto desiderabile. A differenza delle tecniche MCAO che richiedono formazione e formazione ardua ed esperti, l'utilizzo di laser è più semplice, senza che ci siano esperti o una formazione costosa. L'uso della tecnica laser potrebbe stimolare la ricerca e aiutare a scoprire risultati migliori più rapidamente rispetto al solo metodo MCAO.

In termini di limitazioni della tecnica laser, l'uso di raggi laser non produce lesioni cerebrali che sono perfettamente simili ai colpi occlusivi vascolari acuti. In particolare, i laser producono cicatrici tisss tissse immediate nel sito di destinazione che sono paragonabili a un ictus occlusivo vascolare che ha diversi giorni. La tecnica potrebbe, quindi, non essere adatta per valutare farmaci che mirano a prevenire la diffusione dell'ictus, ma dovrebbe essere ideale per valutare l'ictus isolato della corteccia motoria su danni motori, cognitivi e comportamentali prolungati. L'uso di un piccolo numero di ratti per questa ricerca era anche una limitazione, con solo la metà del numero di ratti (n x 10) in ogni gruppo utilizzato per la raccolta del cervello e l'esame delle dimensioni dell'ictus, l'estensione dell'edema cerebrale, la rottura BBB e la presenza di SAH.

La mancanza di confronti tra la nostra tecnica e altri metodi laser può anche essere considerata una limitazione. Abbiamo deliberato sull'esecuzione di metodi comparativi, ma abbiamo deciso di non farlo perché valutare i danni causati da questi altri metodi laser è difficile. Ad esempio, la tecnica di fotothrombosis6 provoca danni deboli che rendono difficile valutare il gonfiore cerebrale e altre condizioni che possono verificarsi. Inoltre, l'uso della craniotomia nella tecnica laser per l'ischemia è problematico perché la craniotomia è molto invasiva e può aumentare la permeabilità di BBB, causando lesioni cerebrali aggiuntive che non sono associate all'ictus. Valutare tali danni per il confronto con il nostro metodo è quasi impossibile. Il modello laser induce ictus con radiazione attraverso il cranio senza craniotomia.

Come molti modelli, il modello laser ha i suoi vantaggi e limiti, con lo svantaggio più evidente è la sua incapacità di imitare perfettamente tratto umano con la precisione come altri modelli. Tuttavia, la bassa variabilità nei risultati primari della maggior parte dei parametri, la sua precisione, convenienza, capacità di indurre lesioni cerebrali più piccole, e la sua applicazione semplice lo rende una tecnica alternativa adatta per lesioni cerebrali nei roditori.

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Disclosures

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgments

Vorremmo ringraziare il Dipartimento di Anestesiologia del Centro Medico universitario di Soroka e il personale di laboratorio dell'Università Ben-Gurion del Negev per il loro aiuto nelle prestazioni di questo esperimento.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride SIGMA - ALDRICH 298-96-4
50% trichloroacetic acid SIGMA - ALDRICH 76-03-9
Brain & Tissue Matrices SIGMA - ALDRICH 15013
Cannula Venflon 22 G KD-FIX 1.83604E+11
Centrifuge Sigma 2-16P SIGMA - ALDRICH Sigma 2-16P
Compact Analytical Balances SIGMA - ALDRICH HR-AZ/HR-A
Digital Weighing Scale SIGMA - ALDRICH Rs 4,000
Dissecting scissors SIGMA - ALDRICH Z265969
Eppendorf pipette SIGMA - ALDRICH Z683884
Eppendorf Tube SIGMA - ALDRICH EP0030119460
Ethanol 96 % ROMICAL Flammable Liquid
Evans Blue 2% SIGMA - ALDRICH 314-13-6
Fluorescence detector Tecan, Männedorf Switzerland model Infinite 200 PRO multimode reader
Heater with thermometer Heatingpad-1 Model: HEATINGPAD-1/2
Infusion Cuff ABN IC-500
Isofluran, USP 100% Piramamal Critical Care, Inc NDC 66794-017
Multiset TEVA MEDICAL 998702
Olympus BX 40 microscope Olympus
Optical scanner Canon Cano Scan 4200F
Petri dishes SIGMA - ALDRICH P5606
Scalpel blades 11 SIGMA - ALDRICH S2771
Sharplan 3000 Nd:YAG (neodymium-doped yttrium aluminum garnet) laser machine Laser Industries Ltd
Stereotaxic head holder KOPF 900LS
Sterile Syringe 2 ml Braun 4606027V
Syringe-needle 27 G Braun 305620

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. World Health Organization. Global health estimates: deaths by cause, age, sex and country, 2000-2012. World Health Organization. 9, Geneva. (2014).
  2. Meadows, K. L. Experimental models of focal and multifocal cerebral ischemia: a review. Reviews in the Neurosciences. 29, 661-674 (2018).
  3. Durukan, A., Strbian, D., Tatlisumak, T. Rodent models of ischemic stroke: a useful tool for stroke drug development. Current Pharmaceutical Designs. 14, 359-370 (2008).
  4. Fluri, F., Schuhmann, M. K., Kleinschnitz, C. Animal models of ischemic stroke and their application in clinical research. Drug Design, Development and Therapy. 9, 3445-3454 (2015).
  5. Li, F., Omae, T., Fisher, M. Spontaneous hyperthermia and its mechanism in the intraluminal suture middle cerebral artery occlusion model of rats. Stroke. 30, 2464-2470 (1999).
  6. Boyko, M., et al. An experimental model of focal ischemia using an internal carotid artery approach. Journal of Neuroscience Methods. 193, 246-253 (2010).
  7. Zhao, Q., Memezawa, H., Smith, M. L., Siesjo, B. K. Hyperthermia complicates middle cerebral artery occlusion induced by an intraluminal filament. Brain Research. 649, 253-259 (1994).
  8. Braeuninger, S., Kleinschnitz, C. Rodent models of focal cerebral ischemia: procedural pitfalls and translational problems. Experimental and Translational Stroke Medicine. 1, 8 (2009).
  9. Choi, B. I., et al. Neurobehavioural deficits correlate with the cerebral infarction volume of stroke animals: a comparative study on ischaemia-reperfusion and photothrombosis models. Environmental Toxicology and Pharmacology. 33, 60-69 (2012).
  10. Boyko, M., et al. An Alternative Model of Laser-Induced Stroke in the Motor Cortex of Rats. Biological Procedure Online. 21, 9 (2019).
  11. Bleilevens, C., et al. Effect of anesthesia and cerebral blood flow on neuronal injury in a rat middle cerebral artery occlusion (MCAO) model. Experimental Brain Research. 224, 155-164 (2013).
  12. Kuts, R., et al. A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats. Journal of Visualized Experiments. (147), e58875 (2019).
  13. Boyko, M., et al. Morphological and neuro-behavioral parallels in the rat model of stroke. Behavioural Brain Research. 223, 17-23 (2011).

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Neuroscienze Problema 163 Lesione cerebrale ictus tecnica laser modello animale occlusione dell'arteria cerebrale media MCAO corteccia motoria

Erratum

Formal Correction: Erratum: Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats
Posted by JoVE Editors on 02/07/2022. Citeable Link.

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Dmitri Frank

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Dmitry Frank

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Kuts, R., Melamed, I., Shiyntum, H.… More

Kuts, R., Melamed, I., Shiyntum, H. N., Gruenbaum, B. F., Frank, D., Knyazer, B., Natanel, D., Severynovska, O., Vinokur, M., Boyko, M. Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats. J. Vis. Exp. (163), e60928, doi:10.3791/60928 (2020).

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