Un modèle modifié d’occlusion de l’artère cérébrale moyenne transcrânienne pour étudier les résultats de l’AVC chez des souris âgées
Summary
Ce protocole démontre un modèle unique d’AVC chez la souris avec un infarctus de taille moyenne et un excellent taux de survie. Ce modèle permet aux chercheurs en AVC préclinique de prolonger la durée de l’ischémie, d’utiliser des souris âgées et d’évaluer les résultats fonctionnels à long terme.
Abstract
Dans la recherche expérimentale sur l’AVC, l’occlusion de l’artère cérébrale moyenne (MCAO) avec un filament intraluminal est largement utilisée pour modéliser l’AVC ischémique chez la souris. Le modèle MCAO filamentaire présente généralement un infarctus cérébral massif chez les souris C57Bl/6 qui inclut parfois du tissu cérébral dans le territoire alimenté par l’artère cérébrale postérieure, ce qui est en grande partie dû à une incidence élevée d’atrésie de l’artère communicante postérieure. Ce phénomène est considéré comme un contributeur majeur au taux de mortalité élevé observé chez les souris C57Bl/6 lors de la récupération à long terme après un MCAO filamentaire. Ainsi, de nombreuses études sur les accidents vasculaires cérébraux chroniques exploitent des modèles MCAO distals. Cependant, ces modèles ne produisent généralement un infarctus que dans la région du cortex et, par conséquent, l’évaluation des déficits neurologiques post-AVC pourrait être un défi. Cette étude a permis d’établir un modèle de MCAO transcrânien modifié dans lequel le MCA au niveau du tronc est partiellement occlus, soit de façon permanente, soit transitoirement via une petite fenêtre crânienne. Étant donné que l’emplacement de l’occlusion est relativement proche de l’origine de l’ACM, ce modèle génère des lésions cérébrales à la fois dans le cortex et le striatum. La caractérisation approfondie de ce modèle a démontré un excellent taux de survie à long terme, même chez les souris âgées, ainsi que des déficits neurologiques facilement détectables. Par conséquent, le modèle murin MCAO décrit ici représente un outil précieux pour la recherche expérimentale sur l’AVC.
Introduction
Près de 800 000 personnes subissent un accident vasculaire cérébral aux États-Unis chaque année, et la plupart de ces accidents vasculaires cérébraux sont de nature ischémique1. La restauration rapide du flux sanguin cérébral à l’aide d’un activateur tissulaire du plasminogène (tPA) et/ou d’une thrombectomie est actuellement le traitement le plus efficace pour les patients victimes d’un AVC. Cependant, la récupération complète des fonctions neurologiques à long terme est rare 2,3. Ainsi, la recherche d’une nouvelle thérapie de l’AVC qui cible l’amélioration fonctionnelle est un domaine de recherche intense qui nécessite des modèles animaux d’AVC cliniquement pertinents.
Le modèle d’AVC ischémique le plus courant chez les rongeurs utilise l’occlusion intraluminale de l’artère cérébrale moyenne (MCAO) pour induire un accident vasculaire cérébral. Dans ce modèle, initialement développé par Zea Longa en 1989, un filament de nylon est introduit dans l’artère carotide interne (ICA) pour bloquer le flux sanguin vers l’artère cérébrale moyenne (MCA)4. Cependant, ce modèle a des limites. Tout d’abord, lorsque le filament est inséré dans l’ICA, le flux sanguin vers l’artère cérébrale postérieure (ACP) peut également être partiellement bloqué, en particulier chez la souris. De manière critique, l’artère communicante postérieure (PcomA), une petite artère qui relie la circulation cérébrale antérieure et postérieure, est souvent sous-développée dans certaines souches de souris, telles que C57Bl/6, la souche principalement utilisée dans la recherche expérimentale sur les accidents vasculaires cérébraux. On pense que cette perméabilité de la PcomA contribue à la variabilité de la taille des lésions chez la souris après un accident vasculaire cérébral5. En effet, lorsque le flux sanguin vers l’ACP chute brusquement pendant l’ACMO, et que l’APE n’est pas en mesure de fournir un flux sanguin collatéral suffisant, l’infarctus de l’AVC peut s’étendre sur le territoire de l’ACP. De plus, dans ce modèle, une longue durée d’ischémie entraîne un risque plus élevé de mortalité chez la souris. Par conséquent, une courte durée MCAO de 30 à 60 minutes est généralement utilisée chez la souris. Cependant, la plupart des patients victimes d’un AVC éprouvent quelques heures d’ischémie avant le traitement de reperfusion. Ainsi, un modèle d’AVC chez la souris avec une durée prolongée d’ischémie est d’une grande pertinence clinique.
L’objectif global de cette procédure est de modéliser l’AVC ischémique chez des souris qui ont un infarctus de taille moyenne et un excellent taux de survie. Ce modèle MCAO transcrânien aborde les caractéristiques critiques de l’AVC clinique, car une ischémie prolongée peut être réalisée, et les souris âgées tolèrent bien ce modèle, ce qui permet d’évaluer à long terme la récupération fonctionnelle.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le premier modèle d’occlusion MCA transcrânienne a été établi chez le rat en 1981 11,12, et remplacé par le modèle MCAO sans craniectomie en1989 4. L’occlusion transcrânienne initiale de l’ACM avait un large champ chirurgical, de sorte que l’ensemble de l’arcade zygomatique a été retiré et les muscles tirés latéralement. Les tissus locaux ont été enflés après la chirurgie, ce qui a causé du stress et une diminut…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs remercient Kathy Gage pour son soutien éditorial. Les figures du schéma ont été créées avec BioRender.com. Cette étude a été financée par des fonds du Département d’anesthésiologie (Duke University Medical Center) et des subventions du NIH (NS099590, HL157354, NS117973 et NS127163).
Materials
| 0.25% bupivacaine | Hospira | NDC 0409-1159-18 | |
| 0.9% sodium chloride | ICU Medical | NDC 0990-7983-03 | |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium Chloride (TTC) | Sigma or any available vendor | ||
| 20 G IV catheter | BD | 381534 | 20 GA 1.6 IN |
| 30 G needle | BD | 305106 | |
| 4-0 silk suture | Look | SP116 | Black braided silk |
| 8-0 suture with needle | Ethilon | 2822G | |
| Alcohol swabs | BD | 326895 | |
| Anesthesia induction box | Any suitable vendor | Pexiglass make | |
| Electrical grinder | JSDA | JD 700 | |
| High temperature cautery loop tip | Bovie | AA03 | |
| Isoflurane | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
| Laser doppler perfusion monitor | Moor Instruments | moorVMS-LDF1 | |
| Lubricant eye ointment | Bausch + Lomb | 339081 | |
| Mouse rectal probe | Physitemp | RET-3 | |
| Nitrous Oxide | Airgas | UN1070 | |
| Otoscope | Welchallyn | 728 | 2.5 mm Speculum |
| Oxygen | Airgas | UN1072 | |
| Povidone-iodine | CVS | 955338 | |
| Recovery box | Brinsea | TLC eco | |
| Rimadyl (carprofen) | Zoetis | 6100701 | Injectable 50 mg/mL |
| Rodent ventilator | Harvard | Model 683 | |
| Temperature controller | Physitemp | TCAT-2DF | |
| Triple antibioric & pain relief | CVS | NDC 59770-823-56 | |
| Vaporizer | RWD | R583S |
References
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