Modelo de Lesão Traumática Leve de Cabeça Fechada em Rato e sua Validação

Summary

Aqui, apresentamos um modelo de traumatismo cranioencefálico (TCEm) de cabeça fechada em ratos e sua validação exibindo notável semelhança com o TCEm humano em relação às manifestações comportamentais durante as fases aguda e subaguda.

Abstract

Os modelos animais são cruciais para avançar nossa compreensão do traumatismo cranioencefálico leve (TCEm) e orientar a pesquisa clínica. Para obter insights significativos, o desenvolvimento de um modelo animal estável e reprodutível é essencial. Neste estudo, relatamos uma descrição detalhada de um modelo de TCEm de cabeça fechada e um método de validação representativo usando ratos Sprague-Dawley para verificar o efeito da modelagem. O modelo envolve a queda de um peso de massa de 550 g de uma altura de 100 cm diretamente na cabeça de um rato em uma superfície destrutível, seguido por um giro de 180 graus. Para avaliar a lesão, os ratos foram submetidos a uma série de avaliações neurocomportamentais 10 min após a lesão, incluindo tempo de perda de consciência, tempo de comportamento de primeira busca, habilidade de escape e teste de habilidade de equilíbrio do feixe. Durante os estágios agudo e subagudo após a lesão, foram realizados testes comportamentais para avaliar a capacidade de coordenação motora (tarefa Beam), ansiedade (teste de Campo Aberto) e habilidades de aprendizagem e memória (teste Morris Water Maze). O modelo de TCEm de cabeça fechada produziu uma resposta consistente à lesão com mortalidade mínima e situações replicadas da vida real. O método de validação verificou efetivamente o desenvolvimento do modelo e garantiu a estabilidade e consistência do modelo.

Introduction

O traumatismo cranioencefálico leve (TCEm), ou concussão, é o tipo de lesão mais prevalente e pode levar a vários sintomas crônicos e de curta duração¹. Esses sintomas podem incluir tontura, cefaleia, depressão, anedonia, entre outros, levando a sofrimento significativo para os indivíduos acometidos pelo TCEm². Como a maioria dos TCEm é causada por trauma contuso³, torna-se imperativo desenvolver modelos animais que mimetizem com precisão tais lesões. Esses modelos são essenciais para uma melhor compreensão da lesão e de seus mecanismos subjacentes, oferecendo um ambiente controlado com variabilidade e heterogeneidade reduzidas em relação aos estudos em humanos.

Numerosos modelos bem estabelecidos de roedores foram desenvolvidos para traumatismo cranioencefálico (TCE), incluindo lesão por percussão líquida (IFP)⁴, impacto cortical controlado (CCI)⁵, lesão por queda de^peso6, traumatismo cranioencefálico blásteo7, entre outros. No entanto, esses modelos se concentram principalmente na replicação de cenários de TCE moderado a grave. Em contraste, os modelos experimentais especificamente desenhados para simular o TCEm têm recebido relativamente menos atenção e permanecem pouco explorados⁸. Portanto, há uma necessidade crítica de estabelecer um modelo animal estável e reprodutível que represente com precisão o TCEm. Tal modelo melhoraria significativamente nossa compreensão das consequências neurobiológicas e comportamentais associadas ao TCEm.

Não é possível distinguir os déficits funcionais em ratos com TCEm em comparação com ratos normais por meio de observação casual após o término dos efeitos da anestesia. Portanto, é necessário aplicar testes específicos. Em humanos, uma ampla gama de avaliações clínicas é utilizada para avaliar os pacientes ^9,10,11. Da mesma forma, o estabelecimento de um modelo bem-sucedido no modelo de ratos também requer o uso de instrumentos de avaliação rápida para determinar sua validade.

Neste estudo, apresentamos um modelo de TCEm de cabeça fechada em ratos, permitindo a investigação de TCEm de uma maneira que se assemelha muito à condição humana. A descrição detalhada do modelo e seu procedimento de validação fornecem uma compreensão abrangente da abordagem experimental utilizada no estudo do TCEm.

Protocol

Os experimentos com animais foram aprovados pelo Comitê de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Central Sul. Todos os estudos foram conduzidos de acordo com os princípios éticos e de bem-estar dos animais de laboratório. 1. Procedimento de alimentação e anestesia dos animais O grupo abriga 280-320 g de ratos machos Sprague-Dawley e os mantém em um ciclo claro/escuro de 12 h/12 h com acesso a comida e água ad libitum. Realizar o estudo após os ratos se aclimatar…

Representative Results

O aparelho utilizado neste trabalho foi uma versão modificada do modelo de Kane e do modelo pediátrico de Richelle Mychasiuk11,12. Neste estudo, ratos SD foram alocados em grupos sham e mTBI. Para demonstrar a reprodutibilidade desse modelo, realizamos três réplicas independentes desse modelo juntamente com a avaliação neurocomportamental aguda, com cada experimento envolvendo 8-12 ratos. Neste estudo, foram utilizados mais …

Discussion

Este modelo simula com sucesso um TCEm de cabeça fechada sem a necessidade de incisão do couro cabeludo ou abertura do crânio, fornecendo uma representação mais precisa do cenário de impacto observado em casos humanos. Evitar a incisão do couro cabeludo ajuda a prevenir respostas inflamatórias que podem não se alinhar com a situação real. Em comparação com o modelo pediátrico de Richelle Mychasiuk12, o modelo usado neste estudo é especificamente adaptado para ratos adultos pesando entre 280-320 g, permitin…

Materials

Acrylic box	In-house	N/A	15 cm x 22 cm x 43 cm
Anesthesia Machine	RWD Life Science Co.	R540 Mice & Rat Animal Anesthesia Machine
Helmet	In-house	N/A	Stainless-steel disk measuring 10 mm in diameter and 3 mm in thickness
Morris water maze	RWD Life Science Co.		Diameter 150 cm, height 50 cm,platform diameter 35 cm
Open field	RWD Life Science Co.	63007	Width100 cm, height 40 cm
Panlab SMART V3.0	RWD Life Science Co.	SMART v3.0
Perforated weight	In-house	N/A	Weight of 550 g and diameter of 18 mm
Pillow	In-house	N/A	Wedge-shaped sponge to place beneath the rat's head