Surveillance et modulation en temps réel de la pression artérielle dans un modèle d’AVC ischémique chez le lapin

Summary

L’enregistrement continu de la pression artérielle permet d’étudier les impacts de divers paramètres hémodynamiques. Ce rapport démontre l’application de la surveillance continue de la pression artérielle dans un modèle animal de grand modèle d’AVC ischémique pour la détermination de la physiopathologie de l’AVC, l’impact de différents facteurs hémodynamiques et l’évaluation de nouvelles approches de traitement.

Abstract

Le contrôle de la pression artérielle, en termes de valeurs absolues et de variabilité, affecte les résultats chez les patients victimes d’un AVC ischémique. Cependant, il demeure difficile d’identifier les mécanismes qui mènent à de mauvais résultats ou d’évaluer les mesures par lesquelles ces effets peuvent être atténués en raison des limites prohibitives inhérentes aux données humaines. Dans de tels cas, des modèles animaux peuvent être utilisés pour effectuer des évaluations rigoureuses et reproductibles des maladies. Nous rapportons ici le raffinement d’un modèle précédemment décrit d’AVC ischémique chez le lapin qui est complété par un enregistrement continu de la pression artérielle pour évaluer les impacts de la modulation sur la pression artérielle. Sous anesthésie générale, les artères fémorales sont exposées par des incisions chirurgicales pour placer les gaines artérielles bilatéralement. Sous la visualisation fluoroscopique et le guidage de la feuille de route, un microcathéter est avancé dans une artère de la circulation postérieure du cerveau. Une angiographie est réalisée en injectant l’artère vertébrale controlatérale pour confirmer l’occlusion de l’artère cible. Le cathéter occlusif restant en position pendant une durée déterminée, la pression artérielle est enregistrée en continu pour permettre un titrage serré des manipulations de la pression artérielle, que ce soit par des moyens mécaniques ou pharmacologiques. À la fin de l’intervalle d’occlusion, le microcathéter est retiré et l’animal est maintenu sous anesthésie générale pendant une durée prescrite de reperfusion. Pour les études aiguës, l’animal est ensuite euthanasié et décapité. Le cerveau est récolté et traité pour mesurer le volume de l’infarctus sous microscopie optique et ensuite évalué avec diverses taches histopathologiques ou une analyse transcriptomique spatiale. Ce protocole fournit un modèle reproductible qui peut être utilisé pour des études précliniques plus approfondies sur les effets des paramètres de pression artérielle pendant l’AVC ischémique. Il facilite également l’évaluation préclinique efficace de nouvelles interventions neuroprotectrices qui pourraient améliorer les soins aux patients victimes d’un AVC ischémique.

Introduction

L’AVC ischémique (IS) est l’une des principales causes de décès et d’invalidité de longue durée dans le monde, et sa prévalence devrait augmenter à mesure que la société vieillit¹. Bien que des progrès substantiels aient été réalisés dans les interventions aiguës et les stratégies de prévention secondaire, les traitements neuroprotecteurs d’appoint n’ont pas suivi rapidement 2,3,4,5,6,7. D’autres recherches sont nécessaires sur la pathobiologie de l’AVC parce que les mécanismes par lesquels les thérapies peuvent ou non s’avérer efficaces sont mal compris. Cela est dû en grande partie à la nature hétérogène de la population de patients victimes d’un AVC, dont beaucoup présentent de nombreuses comorbidités qui confondent l’analyse¹. L’un des facteurs qui expliquent les limites de la recherche est l’absence de données sur les tissus – l’étalon-or de la recherche biomédicale – en raison de la morbidité prohibitive de l’échantillonnage de tissus du système nerveux central humain. Plus précisément, le prélèvement de tissu vasculaire chez un humain vivant provoquerait un accident vasculaire cérébral, de sorte que le tissu vasculaire n’est généralement obtenu qu’à l’autopsie, ce qui est sous-représentatif de la population générale et penche vers une maladie plus avancée chez les patients âgés avec des diagnostics concomitants.

Dans de tels cas, lorsque suffisamment de données humaines ne peuvent pas être utilisées, les modèles animaux peuvent combler les lacunes en matière de données. Les modèles de grands animaux d’AVC sont limités car la plupart des grands animaux utilisés dans la recherche sont des ongulés ayant une maladie qui empêche l’accès endovasculaire direct aux artères cérébrales^{8,9,10,11,12,13,14,15,16,17}. Les lapins ont une longue histoire d’utilisation pour l’investigation des maladies cardiovasculaires, y compris les pathologies intracrâniennes 8,9,10,11,12,13,14,15,16,17. Les lapins présentent un modèle idéal pour les maladies cérébrovasculaires parce qu’ils sont assez grands pour le cathétérisme endovasculaire et n’ont pas le rete mirabile qui empêche l’accès intracrânien chez d’autres grands mammifères 9,15,16,17. Ils ont déjà été utilisés spécifiquement pour l’investigation de l’IS par occlusion précise et bien contrôlée d’une artère intracrânienne avec un microcathéter¹⁸.

Le contrôle de la pression artérielle (PA), à la fois par modulation de la PA absolue ou de la variabilité de la PA (VPP), le degré auquel la PA artérielle fluctue autour d’une PA moyenne, est une cible thérapeutique potentielle émergente pour les patients IS après des rapports de résultats pires chez ceux dont la PA ou le VPP mal contrôlé est de 19,20,21,22 . L’étude mécaniste sur la façon dont les changements conduisent à de mauvais résultats chez les patients IS fait défaut. Cela est dû en partie à la difficulté d’obtenir des données au niveau tissulaire et d’effectuer des analyses bien contrôlées chez l’homme. Pour tester les interventions qui modulent la PA ou le VPP, des modèles animaux doivent être utilisés pour surmonter ces limitations. Ce rapport décrit l’appariement réussi d’un modèle de SI chez le lapin précédemment validé en utilisant une occlusion contrôlée de l’artère cérébrale postérieure en conjonction avec une mesure intra-artérielle continue de la PA¹⁸. La méthode présentée ici améliore les approches précédentes de la physiopathologie de l’AVC en appliquant un modèle d’AVC validé et reproductible à un système dans lequel une mesure et un contrôle précis de la PA peuvent être obtenus. Dans ce modèle affiné, la charge de l’infarctus peut être évaluée avec une coloration histopathologique post-procédurale du cerveau récolté, qui se prête également à diverses taches et à des analyses plus avancées telles que la transcriptomique spatiale. De plus, l’artère de circulation postérieure obstruée peut également être choisie pour être évaluée pour l’analyse de la morbidité après des procédures de survie.

Protocol

Ce protocole est approuvé par l’Institutional Animal Care and Use Committee (University of Utah IACUC Protocol Number 21-09021). Les lapins blancs matures de Nouvelle-Zélande sont obtenus auprès de vendeurs commerciaux. 1. Acquisition d’animaux Acclimater les animaux pendant la durée requise après l’arrivée selon le protocole institutionnel, en hébergeant socialement les animaux dans un vivarium avec des régimes standard de chow. La période d’acclima…

Representative Results

Dans les expériences initiales avec ce modèle, notre groupe a réussi à obtenir le résultat souhaité d’une occlusion de l’artère cérébrale postérieure ou cérébelleuse supérieure chez 12 animaux sur 14 (85,7%). Pour l’expérience, sept mâles et sept femelles ont été étudiés. Le poids moyen des animaux était de 3,6 kg (± 0,46 kg). Chez les deux animaux chez lesquels le succès n’a pas été atteint, le vasospasme profond induit par le cathéter a empêché un accès sûr à la circulation intracr…

Discussion

Des progrès substantiels ont été réalisés dans la gestion des SI, en particulier compte tenu des progrès réalisés dans les stratégies d’intervention aiguë et de prévention secondaire. Cependant, davantage de travail peut être fait pour améliorer les soins aux patients IS . Les progrès limités dans d’autres aspects du traitement des SI, en particulier dans le domaine de la neuroprotection, résultent probablement des limites de la compréhension physiopathologique des processus mécanistes au niveau tis…

Materials

3-0 Silk Suture	Ethicon	A184H
Buprenorphine	Sigma-Aldrich	B9275
Catheter	Terumo	CG415	4F glide catheter
Endovascular Pressure Sensor	Millar	SPR-524
Euthasol	Virbac	PVS111
Guidewire	Terumo	GR1804
Iohexol	ThermoFisher	466651000	Iodinated Contrast
Ketamine	Biorbyt	orb61131
LabChart Software	ADInstruments
Lidocaine	Spectrum	LI102
Microcatheter	Medtronic	EV3 105-5056	Marathon Microcatheter
Microwire	Medtronic	EV3 103-0608	Mirage Microwire
PowerLab	ADInstruments
Rabbit Brain 2mm Coronal Cutting Matrix	Ted Pella	15026
Saline	FisherScientific	23-535435
Sheath	Merit Medical	PSI-5F-11
Xylazine	ThermoFisher	J61430.14