Estrazione e dissezione del cervello di maiale addomesticato

Summary

Questo protocollo descrive in dettaglio la tecnica per la rimozione del cervello dei suini nella sua interezza e la dissezione di diverse regioni cerebrali comunemente studiate nelle neuroscienze.

Abstract

L’uso del maiale come modello animale preclinico e traducibile è stato ben documentato e accettato dai campi di ricerca che studiano i sistemi cardiovascolari, i sistemi gastrointestinali e l’alimentazione, e il maiale viene sempre più utilizzato come un grande modello animale nelle neuroscienze. Inoltre, il maiale è un modello accettato per studiare il neurosviluppo in quanto mostra modelli di crescita e sviluppo cerebrali simili a quelli che si verificano negli esseri umani. Come modello animale meno comune nelle neuroscienze, le procedure chirurgiche e di dissezione sui suini potrebbero non essere così familiari o ben praticate tra i ricercatori. Pertanto, un protocollo visivo standardizzato che dettaglia metodi di estrazione e dissezione coerenti può rivelarsi prezioso per i ricercatori che lavorano con il maiale. Il seguente video mostra una tecnica per rimuovere il cervello del maiale mantenendo intatta la corteccia e il tronco encefalico e esamina i metodi per sezionare diverse regioni cerebrali comunemente studiate tra cui tronco encefalico, cervelletto, mesencefalo, ippocampo, striato, talamo e corteccia prefrontale mediale. Lo scopo di questo video è quello di fornire ai ricercatori gli strumenti e le conoscenze necessarie per eseguire costantemente un’estrazione e dissezione cerebrale sul maiale di quattro settimane.

Introduction

Il maiale è stato ben documentato e accettato come modello animale traducibile per la ricerca nei sistemi^{cardiovascolari 1,}sistemi^{gastrointestinali 2,nutrizione 3,4,}diabete^{5,tossicologia 6}e tecniche chirurgiche⁷. L’uso del maiale nelle neuroscienze sta iniziando ad aumentare, poiché PubMed cerca le parole chiave “modello animale cerebrale suino” si traduce in risultati quattro volte superiori dal 1996 al 2005 rispetto al precedente periodo di 10^{anni 8}e ancora più risultati al momento. Una ragione principale per cui la popolarità del modello di maiale si sta espandendo è dovuta alle sue somiglianze nella crescita, nella struttura e nella funzione del cervello rispetto agli esseri umani. Rispetto al cervello umano, il cervello dei maiali mostra modelli ginerali simili, vascolarizzazione e distribuzione della materia grigia e bianca⁹. Inoltre, il cervello dei suini è stato utilizzato nelle procedure di neuroimaging, ha evocato una potenziale registrazione e nella definizione di tecniche di neurochirurgia^8,9. A differenza di altri modelli animali, tuttavia, il maiale e l’esperienza umana sperimentano spinte perinatale di crescita cerebrale, al contrario degli spurt di crescita pre o post-natale. Alla nascita, il cervello umano e suino pesa circa il 27 e il 25% del loro peso cerebrale adulto, rispettivamente, rispetto al cervello del topo che pesa il 12% del suo peso cerebrale adulto e al cervello della scimmia rhesus al 76% del peso adulto¹⁰.

Uno dei motivi per cui il maiale è stato adottato solo lentamente come modello animale per le neuroscienze è perché molti ricercatori non hanno familiarità con l’animale in questo contesto. I ricercatori potrebbero non essere consapevoli dei suoi potenziali usi sul campo o potrebbero non conoscere le tecniche appropriate necessarie per utilizzare tale modello. Poiché l’uso del maiale come modello biomedico e preclinico guadagna attenzione e uso nelle neuroscienze, è necessario stabilire procedure standardizzate di rimozione dei tessuti per garantire un confronto accurato dei dati tra gli studi. Sebbene la dissezione e le tecniche chirurgiche che coinvolgono il cervello dei suini siano state pubblicate altrove^11,12,13, c’è bisogno di protocolli semplici e standardizzati per raccogliere il tessuto cerebrale dei suini, specialmente per l’uso in saggi biochimici. Come tale, lo scopo di questo video è quello di fornire le conoscenze necessarie per consentire ai ricercatori di eseguire un’estrazione e una dissezione del cervello standardizzate. Questo video illustra una tecnica corretta per rimuovere il cervello dei suini mantenendo intatta la corteccia e il tronco encefalico, e successivamente rivedere i metodi per sezionare diverse regioni cerebrali chiave.

Protocol

Le procedure riguardanti materie animali sono state approvate dall’Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign NOTA: Prima dell’eutanasia, il maiale è stato anestetizzato mediante iniezione intramuscolare con una combinazione di telazolo:ketamina:xiazina (50,0 mg di tiletamina HCl più 50,0 mg di zolazepam HCl ricostituiti con 2,50 mL di ketamina HCl (100 g/L) e 2,50 mL di xiloazina (100 g/L) e somministrati a 0,06 mg/kg di BW). Una vo…

Representative Results

Questa sezione descrive esempi di risultati ottenuti dopo la corretta estrazione e dissezione di un cervello di maiale di 4 settimane. La figura 1 delinea la forma di ciascuna regione cerebrale da utilizzare come guida durante la dissezione. Parte del tronco encefalico può rimanere nel cranio dopo la rimozione del cervelletto (Figura 1B). Questo può essere rimosso isolando la regione desiderata del cervelletto. La tabella 1 mostra il peso medi…

Discussion

Le tecniche descritte nel presente documento sono state progettate per i suini di circa 4 settimane di età. È fondamentale eseguire questi passaggi immediatamente dopo che il maiale è stato eutanasiato umanamente per garantire che l’integrità della struttura del tessuto cerebrale sia mantenuta, specialmente quando si considerano i successivi test biochimici. È utile utilizzare un atlante o guide alla dissezione^{in fibra 16} quando si imparano per la prima volta le tecniche. Si raccomanda allo s…

Materials

#22 Scalpel Blades for #4 Handles	Ted Pella, inc.	549-4S-22
11 1/2" Satterlee Bone Saw	Leica Biosystems	38DI13425
5 1/2" Skull Breaker with Chisel End (Meat Hook)	Leica Biosystems	38DI37636
5-inch Heavy Duty Workshop Bench Vise	Pony	29050
Butcher Knife 25cm	Victorinox	5.7403.25	Sharpen before use
CM40 Light Duty Drop Forged C Clamps	Bessey	00655BC3120
Diamond Hone Knife Shaper	Chef’s Choice	436-3
Shandon Stainless-Steel Scalpel Blade Handle #4	ThermoScientific	5334
Tissue Forceps	Henry Schein	101-5132
Vinyl Dissecting pad	Carolina	629006