Qui descriviamo un protocollo per l’induzione di lesioni cerebrali traumatiche murine attraverso un impatto corticale controllato a testa aperta.
I Centers for Disease Control e La Prevenzione degli Infortuni stimano che quasi 2 milioni di persone subiscano una lesione cerebrale traumatica (TBI) ogni anno negli Stati Uniti. Infatti, la TBI è un fattore che contribuisce a oltre un terzo di tutta la mortalità legata alle lesioni. Ciò nonostante, i meccanismi cellulari e molecolari alla base della fisiopatologia della TBI sono poco compresi. Pertanto, i modelli preclinici di TBI in grado di replicare i meccanismi di lesione pertinenti alla TBI nei pazienti umani sono un’esigenza critica di ricerca. Il modello a impatto corticale controllato (CCI) di TBI utilizza un dispositivo meccanico per avere un impatto diretto sulla corteccia esposta. Sebbene nessun modello possa riassumere pienamente i diversi modelli di lesione e la natura eterogenea della TBI nei pazienti umani, cCI è in grado di indurre un’ampia gamma di TBI clinicamente applicabili. Inoltre, il CCI è facilmente standardizzato, consentendo agli investigatori di confrontare i risultati tra esperimenti e gruppi investigativi. Il seguente protocollo è una descrizione dettagliata dell’applicazione di un CCI grave con un dispositivo di impatto disponibile in commercio in un modello murino di TBI.
I Centers for Disease Control e Prevenzione degli infortuni stimano che circa 2 milioni di americani subiscano una lesione cerebrale traumatica (TBI) ogni anno1,2. Infatti, TBI contribuisce a oltre il 30% di tutti i decessi correlati alle lesioni negli Stati Uniti con costi sanitari prossimi a 80 miliardi di dollari all’anno e quasi 4 milioni di dollari a persona all’anno che sopravvivono a un grave TBI3,4,5. L’impatto della TBI è evidenziato dalle significative complicazioni neurocognitive e neuropsichiatriche a lungo termine subite dai suoi sopravvissuti con l’insidiosa insorgenza di disturbi comportamentali, cognitivi e motori chiamati Encefalopatia cronica traumatica (CTE) 6 È possibile: , 7 (in questo stato , 8 (IN vio , 9 (in vie , 10.Anche gli eventi concussivi subclinici, quegli impatti che non provocano sintomi clinici, possono portare a disfunzione neurologica a lungo termine11,12.
I modelli animali per lo studio della TBI sono statiimpiegati dalla fine del 1800 13 . Negli anni ’80, è stato sviluppato un impattore pneumatico allo scopo di modellare TBI. Questo metodo è ora indicato come impatto corticale controllato (CCI)14. Il controllo e la riproducibilità del CCI hanno portato i ricercatori ad adattare il modello per l’uso nei roditori15. Il nostro laboratorio utilizza questo modello per indurre TBI tramite un impattonte disponibile in commercio e un dispositivo di azionamento elettronico16,17. Questo modello è in grado di produrre una vasta gamma di stati TBI clinicamente applicabili a seconda dei parametri biomeccanici utilizzati. La valutazione istologica dei cervelli TBI dopo una grave lesione indotta nel nostro laboratorio dimostra una significativa perdita corticale e ippocampale ipsilaterale, nonché edema e distorsione contralaterali. Inoltre, CCI produce un compromissione costante della funzione motoria e cognitiva misurata da analisi comportamentali18. Le limitazioni alla CCI includono la necessità di craniotomia e le spese per l’acquisizione dell’impactor e l’azionamento del dispositivo.
Esistono diversi modelli aggiuntivi di TBI e sono ben consolidati nella letteratura, tra cui il modello di percussioni fluide laterali, il modello di goccia di peso e il modello di lesione esplosiva19,20,21. Mentre ognuno di questi modelli ha i loro vantaggi distinti i loro principali inconvenienti sono lesioni miste, alta mortalità e mancanza di standardizzazione, rispettivamente22. Inoltre, nessuno di questi modelli offre l’accuratezza, la precisione e la riproducibilità del CCI. Regolando i parametri biomeccanici inseriti nel dispositivo azionante, il modello CCI consente allo sperimentatore un controllo preciso sulle dimensioni della lesione, sulla profondità della lesione e sull’energia cinetica applicata al cervello. Questo dà agli investigatori la capacità di applicare l’intero spettro di TBI ad aree specifiche del cervello. Permette anche la più grande riproducibilità dall’esperimento alla sperimentazione.
Ci sono diversi passaggi che sono fondamentali per l’applicazione di un infortunio affidabile e coerente. In primo luogo, il topo deve raggiungere un piano profondo di anestesia chirurgica garantendo nessun movimento durante l’esecuzione della craniectomia. Mentre numerosi regimi anestetici possono essere utilizzati per indurre l’anestesia generale nei roditori, gli anestetici che inducono depressione respiratoria come anestetici inalazionali possono provocare l’arresto respiratorio quando combinato con un Grave TBI. Que…
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato supportato dal National Institutes of Health Grant GM117341 e dall’American College of Surgeons C. James Carrico Research Fellowship a S.J.S.
AnaSed Injection Xylazine Sterile Solution | LLOYD, Inc. | 5939911020 |
Buprenorphine SR Lab 0.5mg/mL | Zoopharm-Wildlife Pharmaceuticals USA | BSRLAB0.5-182012 |
High Speed Rotary Micromotor KiT0 | Foredom Electric Company | K.1070 |
Imapact one for Stereotaxix CCI | Leica Biosystems Nussloch GmbH | 39463920 |
Ketathesia Ketamine HCl Injection USP | Henry Schein, Inc | 56344 |
Mouse Specific Stereotaxic Base | Leica Biosystems Nussloch GmbH | 39462980 |
Trephines for Micro Drill | Fine Science Tools, Inc | 18004-50 |