Summary

Extração e Dissecção do Cérebro de Suínos Domesticados

Published: April 25, 2021
doi:

Summary

Este protocolo detalha a técnica de remoção do cérebro de porco em sua totalidade e dissecção de várias regiões cerebrais comumente estudadas na neurociência.

Abstract

O uso do porco como modelo animal pré-clínico e traduzível tem sido bem documentado e aceito por campos de pesquisa que investigam sistemas cardiovasculares, sistemas gastrointestinais e nutrição, e o suíno está sendo cada vez mais usado como um grande modelo animal na neurociência. Além disso, o suíno é um modelo aceito para estudar o neurodesenvolvimento, pois exibe padrões de crescimento e desenvolvimento cerebral semelhantes ao que ocorre em humanos. Como um modelo animal menos comum na neurociência, procedimentos cirúrgicos e de dissecção em suínos podem não ser tão familiares ou bem praticados entre os pesquisadores. Portanto, um protocolo visual padronizado detalhando métodos consistentes de extração e dissecção pode ser valioso para pesquisadores que trabalham com o porco. O vídeo a seguir mostra uma técnica para remover o cérebro de porco, mantendo o córtex e o tronco cerebral intactos e revisa métodos para dissecar várias regiões cerebrais comumente investigadas, incluindo o tronco cerebral, cerebelo, cérebro médio, hipocampo, estrito, tálamo e córtex pré-frontal medial. O objetivo deste vídeo é fornecer aos pesquisadores as ferramentas e conhecimentos necessários para realizar consistentemente uma extração e dissecção cerebral no porco de quatro semanas de idade.

Introduction

O suíno foi bem documentado e aceito como modelo animal translacionável para pesquisa em sistemas cardiovasculares1, sistemas gastrointestinais2,nutrição3,4, diabetes5,toxicologia6, e técnicas cirúrgicas7. O uso do suíno na neurociência está começando a aumentar, à medida que as pesquisas do PubMed para as palavras-chave “modelo animal cérebro suíno” resultam em quatro vezes mais resultados de 1996-2005 do que no período anterior de 10 anos8, e ainda mais resultados no momento. Uma das principais razões pelas quais a popularidade do modelo suíno está se expandindo é devido às suas semelhanças em crescimento, estrutura e função do cérebro quando comparado com os humanos. Em comparação com o cérebro humano, o cérebro de porco apresenta padronagem giroscraca semelhante, vascularização e distribuição de matéria cinza e branca9. Além disso, o cérebro de porco tem sido usado em procedimentos de neuroimagem, evocado potencial de gravação e no estabelecimento de técnicas de neurocirurgia8,9. Ao contrário de outros modelos animais, no entanto, a experiência suína e humana de crescimento cerebral perinatal, em oposição aos surtos de crescimento pré ou pós-natal. Ao nascer, o cérebro humano e suíno pesa aproximadamente 27 e 25% de seu peso cerebral adulto, respectivamente, em comparação com o cérebro de rato que pesa 12% de seu peso cerebral adulto e o cérebro de macaco resus em 76% do peso adulto10.

Uma das razões pelas quais o porco só foi adotado lentamente como modelo animal para a neurociência é porque muitos pesquisadores não estão familiarizados com o animal neste contexto. Os pesquisadores podem não estar cientes de seus potenciais usos no campo ou podem não saber as técnicas adequadas necessárias para usar tal modelo. Como o uso do suíno como modelo biomédico e pré-clínico ganha atenção e uso na neurociência, é necessário estabelecer procedimentos padronizados de remoção de tecidos para garantir a comparação precisa dos dados entre os estudos. Embora as técnicas cirúrgicas e dissecção envolvendo o cérebro de suíno tenham sido publicadas em outros lugares11,12,13, há a necessidade de protocolos simples e padronizados para coletar tecido cerebral suíno, especialmente para uso em ensaios bioquímicos. Como tal, o objetivo deste vídeo é fornecer o conhecimento necessário para permitir que os pesquisadores realizem uma extração e dissecção cerebral padronizada. Este vídeo ilustra uma técnica adequada para remover o cérebro de porco, mantendo o córtex e o tronco cerebral intactos, e posteriormente revisar métodos para dissecar várias regiões cerebrais chave.

Protocol

Procedimentos envolvendo matérias animais foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (IACUC) da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign NOTA: Antes da eutanásia, o porco foi anestesiado via injeção intramuscular com uma combinação de telazol:cetamina:xilazina (50,0 mg de tiletamina HCl mais 50,0 mgs de zolazepam HCl reconstituído com 2,50 mL de cetamina HCl (100 g/L) e 2,50 mL de xilazina (100 g/L) e administrada a 0,06 mg/kg BW). Uma vez anestesiado, o…

Representative Results

Esta seção descreve exemplos de resultados obtidos após a extração correta e dissecção de um cérebro de porco de 4 semanas de idade. A Figura 1 descreve a forma de cada região cerebral para uso como guia durante a dissecção. Parte do tronco cerebral pode permanecer no crânio após a remoção do cerebelo(Figura 1B). Isso pode ser removido enquanto isola a região desejada do cerebelo. A Tabela 1 exibe o peso médio (erro médio ± pa…

Discussion

As técnicas aqui descritas foram projetadas para suínos com aproximadamente 4 semanas de idade. É fundamental realizar essas etapas imediatamente após o suíno ter sido humanamente eutanizado para garantir que a integridade da estrutura do tecido cerebral seja mantida, especialmente quando se considera ensaios bioquímicos subsequentes. É útil usar um atlas ou guias de dissecção de fibras16 ao aprender as técnicas pela primeira vez. Recomenda-se que o experimentador pratique várias extra…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores gostariam de reconhecer Jim Knoblauch e Martin-Booth Hodges da Faculdade de Serviços de Tecnologia da Informação e Comunicação agrícola, de consumo e de ciências ambientais por sua experiência em fotografar, gravar e editar áudio e vídeo.

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

Riferimenti

  1. Hughes, H. C. Swine in cardiovascular research. Laboratory Animal Science. 36 (4), 348-350 (1986).
  2. Yen, J. Anatomy of the Digestive System and Nutritional Physiology. Biology of the Domestic Pig. , 31-63 (2001).
  3. Pond, W. G. Of Pigs and People. Swine Nutrition. , 3-24 (2001).
  4. Odle, J., Lin, X., Jacobi, S. K., Kim, S. W., Stahl, C. H. The Suckling Piglet as an Agrimedical Model for the Study of Pediatric Nutrition and Metabolism. Annual Review of Animal Biosciences. 2 (1), 419-444 (2014).
  5. Larsen, M. O., Rolin, B. Use of the Göttingen minipig as a model of diabetes, with special focus on type 1 diabetes research. ILAR Journal. 45 (3), 303-313 (2004).
  6. Lehmann, H. The minipig in general toxicology. Scandinavian Journal of Laboratory Animal Science. 25, 59-62 (1998).
  7. Richer, J., et al. Sacrococcygeal and transsacral epidural anesthesia in the laboratory pig. Surgical Radiologic Anatomy. 20, 431-435 (1998).
  8. Lind, N. M., et al. The use of pigs in neuroscience: Modeling brain disorders. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 31 (5), 728-751 (2007).
  9. Sauleau, P., Lapouble, E., Val-Laillet, D., Malbert, C. -. H. The pig model in brain imaging and neurosurgery. Animal. 3 (8), 1138-1151 (2009).
  10. Dobbing, J., Sands, J. Comparative aspects of the brain growth spurt. Early Human Development. 311, 79-83 (1979).
  11. Aurich, L. A., et al. Microsurgical training model with nonliving swine head. Alternative for neurosurgical education. Acta Cirurgica Brasileira. 29 (6), 405-409 (2014).
  12. Bassi, T., Rohrs, E., Fernandez, K., Ornowska, M., Reynolds, C. S. Direct brain excision: An easier method to harvest the pig’s brain. Interdisciplinary Neurosurgery. 14, 37-38 (2018).
  13. Bjarkam, C. R., et al. Exposure of the pig CNS for histological analysis: A manual for decapitation, skull opening, and brain removal. Journal of Visualized Experiments. 122, e55511 (2017).
  14. Pascalau, R., Szabo, B. Fibre dissection and sectional study of the major porcine cerebral white matter tracts. Anatomia, Histologia, Embryologia. 46, 378-390 (2017).
  15. McFadden, W. C., et al. Perfusion fixation in brain banking: a systematic review. Acta Neuropathologica Communications. 7, 146 (2019).
  16. Félix, B., et al. Stereotaxic atlas of the pig brain. Brain Research Bulletin. 49, 1 (1999).

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Citazione di questo articolo
Fleming, S. A., Monaikul, S., Mudd, A. T., Jacob, R., Dilger, R. N. Extraction and Dissection of the Domesticated Pig Brain. J. Vis. Exp. (170), e62030, doi:10.3791/62030 (2021).

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