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Neuroscience

Mesure de l’œdème cérébral post-AVC, de la zone infarctus et de la dégradation de la barrière céphalo-cérébrale dans un seul ensemble d’échantillons de cerveaux de rongeurs

Published: October 23, 2020 doi: 10.3791/61309
* These authors contributed equally

Summary

Ce protocole décrit une nouvelle technique de mesure des trois paramètres les plus importants des lésions cérébrales ischémiques sur le même ensemble d’échantillons de cerveau de rongeurs. L’utilisation d’un seul échantillon de cerveau est très avantageuse en termes de coûts éthiques et économiques.

Abstract

L’une des causes les plus courantes de morbidité et de mortalité dans le monde est l’AVC ischémique. Historiquement, un modèle animal utilisé pour stimuler l’AVC ischémique implique l’occlusion cérébrale moyenne d’artère (MCAO). La zone infarctus, l’oedème cérébral et la dégradation de la barrière céphalo-cérébrale (BBB) sont mesurés comme paramètres qui reflètent l’étendue des lésions cérébrales après mcao. Une limitation significative à cette méthode est que ces mesures sont normalement obtenues dans différents échantillons de cerveau de rat, menant aux fardeaux éthiques et financiers dus au grand nombre de rats qui doivent être euthanasiés pour une taille appropriée d’échantillon. Ici nous présentons une méthode pour évaluer avec précision des dommages de cerveau suivant MCAO en mesurant la zone d’infarctus, l’oedème de cerveau et la perméabilité de BBB dans le même ensemble de cerveaux de rat. Cette nouvelle technique fournit un moyen plus efficace d’évaluer la pathophysiologie de l’AVC.

Introduction

L’une des causes les plus courantes de morbidité et de mortalité dans le monde est l’AVC. À l’échelle mondiale, l’AVC ischémique représente 68 % de tous les cas d’AVC, tandis qu’aux États-Unis, l’AVC ischémique représente 87 %des cas d’AVC 1,2. On estime que la charge économique de l’AVC atteint 34 milliards de dollars aux États-Unis2 et 45 milliards d’euros dans l’Union européenne3. Des modèles animaux d’AVC sont nécessaires pour étudier sa pathophysiologie, développer de nouvelles méthodes d’évaluation et proposer de nouvelles options thérapeutiques4.

La course ischémique se produit avec l’occlusion d’une artère cérébrale principale, habituellement l’artère cérébrale moyenne ou une de ses branches5. Ainsi, les modèles de course ischémique ont historiquement impliqué l’occlusion cérébrale moyenne d’artère (MCAO)6,7,8,9,10,11,12. Après mcao, les dommages neurologiques sont le plus généralement évalués en mesurant la zone infarctus (IZ) utilisant une méthode de coloration de chlorure de chlorure de 2,3,5 triphenyltetrazolium (TTC)13,oedème cérébral (BE) utilisant séchage ou calcul des volumes hémisphériques14,15,16, et la perméabilité de la barrière hémique du sang (BBB) par une technique de spectrométrie utilisant la coloration bleue Evans17,18,19.

La méthode MCAO traditionnelle utilise des ensembles distincts de cerveaux pour chacune des trois mesures du cerveau. Pour un échantillon de grande taille, il en résulte un nombre important d’animaux euthanasiés, avec des considérations éthiques et financières supplémentaires. Une autre méthode pour atténuer ces coûts impliquerait des mesures des trois paramètres dans un seul ensemble de cerveaux rongeurs post-MCAO.

Des tentatives antérieures ont été faites pour mesurer les combinaisons de paramètres dans le même échantillon de cerveau. Des méthodes de coloration immunofluorescentessimultanées 20 ainsi que d’autres analyses moléculaires etbiochimiques 21 ont été décrites après coloration de TTC dans le même échantillon de cerveau. Nous avons précédemment calculé des volumes d’hémisphère de cerveau pour évaluer l’oedème de cerveau et avons exécuté la coloration de TTC pour calculer la zone infarctus dans le même ensemblede cerveau 15.

Dans le présent protocole, nous présentons une technique modifiée de MCAO qui mesure des dommages ischémiques de cerveau en déterminant la perméabilité d’IZ, de BE, et de BBB dans le même ensemble de cerveaux de rongeur. IZ est mesurée par coloration TTC, BE est déterminé par le calcul du volume hémisphérique, et la perméabilité BBB est obtenue par des méthodes de spectrométrie19. Dans ce protocole, nous avons employé un modèle modifié de MCAO, basé sur l’insertion directe et la fixation du cathéter monofilament dans l’artère carotide interne (ICA) et le blocage supplémentaire du flux sanguin à l’artère cérébrale moyenne (MCA)22. Cette méthode modifiée montre une diminution du taux de mortalité et de morbidité par rapport à la méthode mcaotraditionnelle 16,22.

Cette nouvelle approche fournit un modèle financièrement sain et éthique pour mesurer les lésions neurologiques après l’AMC. Cette évaluation des principaux paramètres des lésions cérébrales ischémiques aidera à étudier en profondeur sa pathophysiologie.

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Protocol

Les procédures suivantes ont été menées conformément aux recommandations de la Déclaration d’Helsinki et de Tokyo et aux Lignes directrices pour l’utilisation des animaux expérimentaux de la Communauté européenne. Les expériences ont également été approuvées par le Comité de soins aux animaux de l’Université Ben Gourion du Néguev.

1. Préparation des rats à la procédure expérimentale

  1. Sélectionnez des rats sprague-dawley mâles adultes sans pathologie générale, pesant chacun entre 300 et 350 g.
  2. Maintenir tous les rats à température ambiante à 22 °C, avec 12 heures de cycles lumineux et sombres avant l’expérience.
  3. Assurez-vous que la nourriture et l’eau sont disponibles ad libitum.
  4. Effectuez toutes les interventions entre 6 h .m et 14 h.m.

2. Préparation des rats à la chirurgie

  1. Anesthésier les rats pendant 30 min avec de l’isoflurane (4% pour l’induction et 2% pour l’entretien) et 24% d’oxygène (1,5 L/min).
    1. Testez le niveau d’anesthésie chez les rats en vous assurant qu’ils n’ont pas de réflexe de retrait de pédale.
  2. Insérez le cathéter de calibre 24 dans la veine de la queue.
    REMARQUE : Le réchauffement de la queue pour la vasodilatation n’est pas effectué.
    1. Placez les rats sur la table dans une position supine. Utilisez du ruban médical pour apposer les quatre membres des rats.
  3. Placez la sonde pour la mesure de la température dans le rectum du rat avant la chirurgie.
  4. Pendant la procédure, maintenir une plaque chauffante pour soutenir une température corporelle centrale de 37 °C.
  5. Ajouter de l’onguent dans les deux yeux du rat pour se protéger.
  6. Raser la zone chirurgicale et désinfecter avec trois applications de 10% povidone-iode suivi de 70% d’alcool isopropylique.

3. Occlusion cérébrale moyenne droite d’artère

REMARQUE : Le MCAO est exécuté par une technique modifiée, commedécrit précédemment 16,22,23, avec l’utilisation d’instruments décrits par McGarry et coll.24 et Uluç et coll.25.

  1. Disséquer la peau et le fascia superficiel à la ligne médiane ventrale du cou avec des pinces chirurgicales et des ciseaux avec des lames incurvées.
  2. Identifier le triangle musculaire, composé de l’ICA, de l’artère carotide externe (ECA) et de l’artère carotide commune (CCA).
  3. Séparez soigneusement le CCA droit et l’ICA du nerf vague avec des microforceps pour la chirurgie vasculaire.
  4. Exposez la bonne CCA et l’ICA. Bloquez le flux sanguin provenant de la CCA à l’ICA en utilisant soit des micro-clips ou des tourniquets spéciaux pour la chirurgie vasculaire. Faire une incision (environ 1 mm) sur l’ICA à l’aide de microscisseurs pour la chirurgie vasculaire.
  5. Insérer un cathéter monofilament (nylon 4-0) directement à travers l’ICA, environ 18,5-19 mm du point de bifurcation de la CCA droite dans le cercle de Willis jusqu’à atteindre une résistance légère, pour occluser le MCA26.
  6. Ligate autour de l’ICA au-dessus de la bifurcation de la CCA.
  7. Pour le groupe de contrôle à feinte, effectuer une insertion de fil de nylon au lieu des étapes 3.5 et 3.616,22.
  8. Administrer 5 mL de chlorure de sodium à 0,9 % par injection intrapénitale.
  9. Fermez la plaie par suture et emmenez le rat dans une zone de récupération.
    REMARQUE : Quelques minutes après la fin de l’anesthésie, le rat se réveillera et se déplacera indépendamment autour de la cage.
  10. À 23 h après mcao, injecter 2% evans bleu en saline (4 mL/kg)23,26 dans la veine de la queue pour les deux groupes opérés via une canule27.
    REMARQUE : Ceci est utilisé comme traceur de perméabilité du cerveau sanguin. Laisser circuler pendant 60 minutes.

4. Détermination de la zone infarctus

  1. Mesure IZ à 24 h après MCAO comme décrit précédemment9,15,18,19,26.
    REMARQUE : Les rats qui ont perdu plus de 20 % de leur poids ou qui ont développé des crises ou de l’hémiplégie sont exclus de l’expérience.
  2. Euthanasier le rat en remplaçant le mélange de gaz inspiré par 20% d’oxygène et 80% de dioxyde de carbone jusqu’à ce que le rat cesse de respirer spontanément.
  3. Ouvrez la poitrine avec une incision latérale de 5-6 cm à travers la paroi abdominale sous la cage thoracique à l’aide de ciseaux et de forceps chirurgicaux.
  4. Effectuer une incision diaphragmatique sur toute la longueur de la cage thoracique avec des ciseaux et des forceps chirurgicaux.
  5. Déplacer soigneusement les poumons, couper à travers la cage thoracique jusqu’à la clavicule sur les côtés droit et gauche28.
  6. Perfuser avec 200 mL de solution saline normale à travers le ventricule gauche du cœur.
  7. Perforer ou incise l’atrium droit du cœur avec des ciseaux.
  8. Effectuer la décapitation à l’aide d’une guillotine et recueillir les tissus cérébraux.
  9. À l’aide de ciseaux d’iris, coupés du magnum foramen jusqu’au bord distal de la surface postérieure du crâne des deux côtés.
  10. Séparez les bulbes olfactifs, les connexions nerveuses le long de la surface ventrale et la surface dorsale du crâne du cerveau.
  11. Retirez le cerveau de la tête.
  12. Produisez 6 tranches de cerveau en créant des sections horizontales de 2 mm d’épaisseur avec une lame de rasoir à bord unique de 0,009 po.
  13. Incuber pendant 30 min à 37 °C en TTC de 0,05 %.
  14. Placez le tissu cérébral sur les diapositives du microscope et effectuez le balayage optique de ces 6 tranches de cerveau avec une résolution de 1600x1600 dpi (voir supplément 1 par exemple).
  15. Ajoutez un filtre bleu avec un éditeur photo (par exemple, Adobe Photoshop CS2) en utilisant la fonction Channel Mixer (Image > Ajustements > Channel Mixer) et enregistrer l’image comme un format de fichier JPEG.
    REMARQUE : Après l’application du filtre bleu, l’image apparaîtra à l’échelle grise.
  16. Ouvrez l’image enregistrée dans ImageJ 1.37v29,30.
    REMARQUE : Ce programme informatique utilise une fonction de seuil pour isoler et calculer les pixels qui sont en noir ou blanc (voir la figure 1).
  17. Pour chacune des 6 tranches cérébrales de l’image, sélectionnez et enregistrez chaque hémisphère (droit blessé ipsilateral et gauche non blessé contralatéral) comme un fichier d’image distinct en utilisant l’outil « sélection polygone » du menu principal.
  18. Définissez le seuil pour déterminer iz en utilisant une fonction de seuil automatique à partir du menu principal du logiciel ImageJ en sélectionnant Image > Ajuster > Seuil, et mesurer le nombre de pixels dans chaque hémisphère d’un seul ensemble de cerveaux.
    REMARQUE : Les macros peuvent être utilisées pour cette étape du logiciel ImageJ (voir Supplément 2 pour le code). La coupure est un paramètre critique pour déterminer quels pixels convertir en blanc et lesquels convertir en noir selon l’ombre du gris (voir supplément 3 et supplément 4 à titre d’exemples). ImageJ compare ensuite les pixels blancs et noirs pour déterminer l’IZ. Sur la base du protocole de coloration et des paramètres du scanner, nous avons utilisé une valeur de coupure constante de 0,220.
  19. Effectuer la mesure de la correction iz pour l’enflure des tissus en utilisant les ratios de l’hémisphère cérébral ipsilateral et contralatéral (RICH)méthode 13,23 (voir l’exemple dans le supplément 5).
    Equation 1
    REMARQUE : La taille de l’infarctus est évaluée en pourcentage de l’hémisphère contralatéral.

5. Détermination de l’œdèmecérébral 31

NOTE: Utilisez ImageJ 1.37v pour la mesure de BE32,33.

  1. Mesurez BE 24 h après MCAO. Pour le calcul de BE, utilisez les données du volume de l’hémisphère gauche et droit (en unités).
  2. Effectuez la numérisation optique avec une résolution de 1600x1600 dpi (voir supplément 1 par exemple).
  3. Sélectionnez les hémisphères cérébraux et définissez le cut-off pour déterminer BE avec ImageJ 1.37v, tel que décrit ci-dessus dans les sections 4.17-4.19.
  4. Exprimer la zone BE en pourcentage des zones standard de l’hémisphère contralatéral non affecté, calculées par la méthode RICH à l’aide de l’équation suivante (voir exemple dans le supplément 5)23,34.
    Equation 2
    REMARQUE : L’étendue de l’BE est évaluée en pourcentage de l’hémisphère contralatéral.

6. Détermination des perturbations de la BBB

  1. Mesurez la perturbation BBB 24 h après MCAO.
  2. Divisez les hémisphères droit et gauche en six tranches et mettez-les dans un tube de microcentrifugeuse.
  3. Homogénéiser chaque tranche du tissu cérébral en acide trichloroacetic, basé sur le calcul de 1 g de tissu cérébral dans 4 mL d’acide trichloroacetic de 50%.
  4. Centrifugeuse à 10 000 x g pendant 20 min.
  5. Diluer le liquide supernatant 1:3 avec 96 % d’éthanol.
  6. Effectuer la spectrophotométrie de luminescence en utilisant un logiciel de spectrophotométrie, en installant la plaque et en effectuant une lecture d’échantillon en utilisant les paramètres suivants : longueur d’onde d’excitation d’intensité de fluorescence de 620 nm (bande passante 10 nm) et longueur d’onde d’émission de 680 nm (bande passante 10 nm)23,35 ; Haut mod; Numéro Chair 25; Manuel 100; Secouant 1 sec, 1 mm.
    REMARQUE : Utilisez une longueur d’onde d’excitation de 620 nm (bande passante de 10 nm) et une longueur d’onde d’émission de 680 nm (bande passante 10 nm). 23,35 ans

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Representative Results

Mesure de la zone infarctus

Un t-test indépendant a indiqué que 19 rats qui ont subi mcao permanent ont démontré une augmentation significative du volume d’infarctus de cerveau comparé aux 16 rats sham-operated (MCAO=7.49% ± 3.57 vs. Sham = 0,31% ± 1,9, t(28,49) = 7,56, p < 0,01 (voir figure 2A)). Les données sont exprimées en pourcentage moyen de l’hémisphère contralatéral ± SD.

Mesure de l’œdème cérébral

Un t-test indépendant a indiqué que 19 rats qui ont subi mcao permanent ont démontré l’augmentation significative de l’ampleur de l’oedème de cerveau après 24 h comparé aux 16 rats sham-operated (MCAO=12.31% ± 8.6 vs. Sham = 0,64% ± 10,2, t(29,37) = 3,61, p = 0,01, d = 1,23 (voir figure 2B)). Les données sont exprimées en pourcentage moyen de l’hémisphère contralatéral ± SD.

Perméabilité de barrière de cerveau de sang

Un t-test indépendant a indiqué que 19 rats qui ont subi mcao permanent ont démontré l’augmentation significative de l’ampleur de la panne de BBB après 24 h comparé aux 16 rats sham-operated (MCAO=2235 ng/g ± 1101 vs. Sham = 94 ng/g ± 36, t(18,05) = 8,47 p & 0,01, d = 2,7 (voir figure 2C)). Les données sont mesurées en ng/g de tissu cérébral et présentées comme des ± SD.

Groupe Heure Procédures
Sham opéré (16 rats) 0 Induction de MCAO et insertion de filament pour le groupe opéré par feinte
MCAO (19 rats)
Sham opéré (16 rats) 23h Injection de bleu Evans
MCAO (19 rats)
Sham opéré (16 rats) 24h Collecte de cerveaux pour les mesures de la perturbation de l’IZ, du BE et du BBB
MCAO (19 rats)

Tableau 1 : Chronologie du protocole. A 23 h après mcao, la solution bleue Evans a été injectée. Une heure plus tard (24 h après MCAO), la collecte de cerveau a été exécutée, et la perméabilité d’IZ, de BE et de BBB ont été mesurées dans tous les groupes.

Figure 1
Figure 1 : Tranches de cerveau représentatives de rats simulés et de rats MCAO.
(A-B) Image numérisée originale. (C-D) Transformation en échelle grise. (E-G) Fonction seuil. (G-H) Application d’un filtre bleu. (I-J) Fonction de seuil après application de filtre bleu. (K-L) Utilisation de la fonction seuil pour évaluer l’œdème cérébral. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 2
Figure 2 : Résultats histologiques des rats MCAO par rapport aux rats opérés par imposture.
(A) Zone infarctus. Le volume infarctus de zone dans 19 rats après MCAO a été sensiblement augmenté comparé aux 16 rats sham-operated 24 h après chirurgie (*p < 0.01). (B) Œdème cérébral. Le volume d’oedème de cerveau dans 19 rats après MCAO a été sensiblement augmenté comparé aux 16 rats sham-operated 24 h après chirurgie (*p < 0.01). (C) Perméabilité de barrière cérébrale de sang. La perméabilité de barrière de cerveau de sang dans 19 rats après MCAO a été sensiblement augmentée comparée aux 16 rats sham-operated 24 h après chirurgie (*p et 0.01). Les valeurs ont été exprimées en pourcentage moyen de l’hémisphère contralatéral ± SD et l’indice moyen d’extravasation bleue Evans en ng/g de tissu cérébral ± SD selon le t-test des échantillons indépendants. Les résultats ont été considérés statistiquement significatifs quand p< 0.05, et fortement significatifs quand p < 0.01. Ce chiffre a été modifié à partir de Kuts et coll.23 Veuillezcliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Supplément 1: Exemple de balayage des tranches de cerveau. S’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce chiffre.

Supplément 2 : Macros qui peuvent être utilisées dans le logiciel ImageJ pour la fonction de seuil automatique et la mesure des pixels. S’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce fichier.

Supplément 3: Exemple seuil automatique. S’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce chiffre.

Supplément 4 : Exemple de pixels mesurés sur chaque hémisphère. S’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce chiffre.

Supplément 5 : Analyse de l’échantillon. S’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce chiffre.

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Discussion

L’objectif principal du présent protocole était de démontrer des mesures cohérentes de trois paramètres principaux des lésions ischémiques : la perméabilité de l’IZ, du BE et du BBB. Des études antérieures dans ce domaine ont démontré la possibilité d’effectuer un ou deux de ces paramètres ensemble dans le même échantillon. Outre la réduction des coûts que cette méthode en trois parties offre, elle fournit également un modèle bioéthique plus souhaitable qui limite le nombre d’animaux qui doivent être exploités et par la suite euthanasiés. Comme dans toutes les techniques histologiques, la méthode est limitée par l’incapacité d’observer les blessures ischémiques dynamiquement.

Quatre programmes informatiques ont été utilisés dans l’analyse d’images : ImageJ 1.37v, Adobe Photoshop CS2, Microsoft Excel 365, et IBM SPSS Statistics 22. ImageJ a été utilisé pour mesurer l’extension de la zone infarctus et de l’oedème cérébral. Adobe Photoshop a été utilisé pour limiter l’effet du bleu Evans sur les tissus cérébraux, car une couleur bleue indique la dégradation BBB. Avant de calculer la zone infarctus, il est nécessaire d’enlever la couleur bleue de l’image, puisque la couleur ne permet pas de mesures précises de la zone infarctus (voir figure 1B, 1D, 1F). Excel et SPSS ont été utilisés pour le traitement des données.

La technique d’évaluation d’une zone infarctus avec un logiciel informatique ImageJ est basée sur une comparaison des pixels noirs et blancs dans un hémisphère sain aux pixels dans un hémisphère infarctus. Dans l’hémisphère infarctus, la zone infarctus n’est pas tachée de TTC; par conséquent, il est indiqué par une région blanche de la figure 1B qui est mesurée. Pour que le programme calcule correctement la zone infarctus, il est nécessaire de convertir les pixels en nuances d’intensités variables de couleurs grises (voir figure 1F, 1J). La couleur bleue, qui est causée par le bleu Evans (voir la figure 1B),peut influer sur l’évaluation de la zone infarctus (voir la figure 1F). Par conséquent, la première étape consiste à supprimer la couleur bleue à l’aide d’un filtre bleu, puis convertir l’image en une image en noir et blanc (voir figure 1J). Nous avons utilisé Adobe Photoshop, mais d’autres programmes informatiques peuvent également être utilisés à cet effet, tels que RawTherapeePortable.

Nous avons ensuite établi des paramètres uniformes pour le calcul de la zone infarctus dans les 6 tranches d’un ensemble cérébral à l’aide d’ImageJ afin de normaliser la procédure de mesure. Cela est nécessaire parce que les 6 tranches de chaque ensemble ont été tachées et numérisées dans les mêmes conditions et nécessitent un paramètre de coupure unifié. La coupure est un paramètre essentiel pour déterminer quels pixels convertir en blanc et lesquels convertir en noir selon l’ombre du gris (voir figure 1D, 1H). Nous avons utilisé la fonction Seuil du menu principal à cette fin. La dernière étape de l’analyse d’image a été le calcul de la zone infarctus et de l’oedème cérébral.

La mesure de la zone infarctus peut être effectuée par diverses techniques, y compris la coloration histologique ou des techniques radiologiques telles qu’un tomographecalculé 36,la tomographie par émission de positons et l’imagerie par résonancemagnétique 23,36. Des études antérieures en laboratoire ont démontré l’évaluation du volume infarctus à l’aide de taches avec TTC15,26. Cette méthode est basée sur une réaction chimique entre le TTC et les déshydrogénases mitochondriques des neurones. Les tissus sains, riches en déshydrogénases, sont colorés avec du rouge avec cette coloration. Cependant, dans les cellules nécrotiques, ce changement de couleur ne se produit pas en raison des dommages dans le système qui participe à l’oxydation des composés organiques37. Dans nos études précédentes, nous avons démontré une forte corrélation entre cette technique histologique et les résultats de la numérisation de l’image cérébrale de cettezone 23.

Les mesures de l’œdème cérébral peuvent être évaluées in vivo et in vitro. L’oedème cérébral résulte des changements pathologiques dans les activités des canaux et des transporteurs d’ion de sodium et de calcium qui mènent à une augmentation de l’eau intracellulaire38,39,40,41. Alternativement, l’enflure peut se produire par des dommages bbb qui augmente l’eau extracellulaire. 42 Dans des études précédentes, l’oedème cérébral a été déterminé basé sur des techniques humides et sèches suivies du calcul de la teneur en eau detissu 43. Un avantage de la méthode que nous présentons dans ce protocole est sa simplicité et sa précision par rapport à d’autres techniquesexistantes 23,44,45.

La méthode la plus utile pour la détection de panne BBB est la spectroscopie de luminescence après l’injection bleue d’Evans. La mesure de la perméabilité bbb est basée sur l’injection de bleu Evans, qui se lie à l’albumine. À son tour, la masse moléculaire de l’albumine est de 66 kDa et beaucoup plus importante que le poids moléculaire du bleu Evans 961 Da. Ainsi, la mesure de la perméabilité BBB est déterminée précisément par la masse moléculaire de l’albumine qui pénètre à travers le BBB endommagé, transférant ainsi le bleu Evans. En plus des techniques décrites ci-dessus, il existe d’autres techniques, en particulier celles basées sur une combinaison de diverses molécules dextrans et radioactives, qui donnent ensemble des résultats plus précis. La mesure de la dégradation bbb par spectrométrie de luminescence est moins coûteuse et plus facile à utiliser, par rapport à des techniques plus précises mais plus coûteuses. Nous avons employé cette méthode pour les évaluations de la perturbation de BBB avec des mesures de la zone infarctus et de l’oedème de cerveau. L’injection de bleu Evans pour l’évaluation de la perméabilité bbb avant l’induction de MCAO n’affecte pas l’exactitude de la mesure de ces deux paramètres23.

Le présent protocole présente une nouvelle technique pour mesurer les trois déterminants les plus importants des lésions cérébrales ischémiques sur le même échantillon de cerveau. Cette méthode peut également être appliquée aux modèles d’autres lésions cérébrales. Ce protocole contribuera à l’étude de la pathophysiologie des lésions ischémiques.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Nous remercions Maryna Kuscheriava, Maksym Kryvonosov, Daryna Yakumenko et Evgenia Goncharyk du Département de physiologie, faculté de biologie, d’écologie et de médecine, Oles Honchar, Université Dnipro, Dnipro, Ukraine pour leur soutien et leurs contributions utiles à nos discussions. Les données obtenues font partie de la thèse de doctorat de Ruslan Kuts.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2 mL Syringe Braun 4606027V
2% chlorhexidine in 70% alcohol solution Sigma-Aldrich 500 cc Provides general antisepsis of the skin in the operatory field
27 G Needle with Syringe Braun 305620
3-0 Silk sutures Henry Schein 1007842
4-0 Nylon suture 4-00
Brain & Tissue Matrices Sigma-Aldrich 15013
Cannula Venflon 22 G KD-FIX 183603985447
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
Fluorescence detector Tecan, Männedorf Switzerland Model: Infinite 200 PRO multimode reader Optional.
Fluorescence detector Molecular Devices LLC VWR cat. # 10822 512 SpectraMax Paradigm Multi Mode Microplate Reader Base Instrument Optional.
Gauze sponges Fisher 22-362-178
Heater with thermometer Heatingpad-1 Model: HEATINGPAD-1/2
Hemostatic microclips Sigma-Aldrich
Horizon-XL Mennen Medical Ltd
Infusion cuff ABN IC-500
Micro forceps Sigma-Aldrich
Micro scissors Sigma-Aldrich
Multiset Teva Medical 998702
Olympus BX 40 microscope Olympus
Operating forceps Sigma-Aldrich
Operating scissors Sigma-Aldrich
Optical scanner Canon Cano Scan 4200F Resolution 3200 x 6400 dpi
Petri dishes Sigma-Aldrich P5606
Purina Chow Purina 5001 Rodent laboratory chow given to rats, mice and hamster is a life-cycle nutrition that has been used in biomedical research for over 5 decades. Provided to rats ad libitum in this experiment.
Rat cages Techniplast 2000P Conventional housing for rodents. Cages were used for housing rats throughout the experiment
Scalpel blades #11 Sigma-Aldrich S2771
Software
Adobe Photoshop CS2 for Windows Adobe
ImageJ 1.37v NIH The source code is freely available. The author, Wayne Rasband (wayne@codon.nih.gov), is at the Research Services Branch, National Institute of Mental Health, Bethesda, Maryland, USA
SPSS Statistics 22 IBM
Office 365 ProPlus Microsoft - Microsoft Office Excel
Windows 10 Microsoft
Reagents
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride Sigma-Aldrich 298-96-4
50% trichloroacetic acid Sigma-Aldrich 76-03-9
Ethanol 96 % Romical Flammable liquid
Evans blue 2% Sigma-Aldrich 314-13-6
Isoflurane, USP 100% Piramamal Critical Care, Inc NDC 66794-017

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Neurosciences Numéro 164 Perturbation de la barrière hémato-encéphalique (BBB) oedème cérébral zone infarctus accident vasculaire cérébral ischémique occlusion de l’artère cérébrale moyenne (MCAO) modèle de rat
Mesure de l’œdème cérébral post-AVC, de la zone infarctus et de la dégradation de la barrière céphalo-cérébrale dans un seul ensemble d’échantillons de cerveaux de rongeurs
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Frank, D., Gruenbaum, B. F.,More

Frank, D., Gruenbaum, B. F., Grinshpun, J., Melamed, I., Severynovska, O., Kuts, R., Semyonov, M., Brotfain, E., Zlotnik, A., Boyko, M. Measuring Post-Stroke Cerebral Edema, Infarct Zone and Blood-Brain Barrier Breakdown in a Single Set of Rodent Brain Samples. J. Vis. Exp. (164), e61309, doi:10.3791/61309 (2020).

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