Un modelo para el tratamiento de la encefalomiosinangiosis después del accidente cerebrovascular inducido por la oclusión de la arteria cerebral media en ratones
Summary
El protocolo tiene como objetivo proporcionar métodos para la encefalomiosinangiosis (injerto de un colgajo de músculo vascular temporal en la superficie pial del tejido cerebral isquémico) para el tratamiento del accidente cerebrovascular isquémico agudo no moyamoya. La eficacia del enfoque en el aumento de la angiogénesis se evalúa utilizando un modelo transitorio de oclusión de la arteria cerebral media en ratones.
Abstract
No existe un tratamiento efectivo disponible para la mayoría de los pacientes que sufren de accidente cerebrovascular isquémico, lo que hace que el desarrollo de nuevas terapias sea imperativo. La capacidad del cerebro para autocurarse después de un accidente cerebrovascular isquémico está limitada por el suministro inadecuado de sangre en el área afectada. La encefalomiosinangiosis (EMS) es un procedimiento neuroquirúrgico que logra la angiogénesis en pacientes con enfermedad de moyamoya. Implica craneotomía con la colocación de un injerto de músculo vascular temporal en la superficie isquémica del cerebro. EMS nunca se ha estudiado en el contexto de accidente cerebrovascular isquémico agudo en ratones. La hipótesis que impulsa este estudio es que la EMS mejora la angiogénesis cerebral en la superficie cortical que rodea el injerto muscular. El protocolo que se muestra aquí describe el procedimiento y proporciona datos iniciales que respaldan la viabilidad y eficacia del enfoque EMS. En este protocolo, después de 60 minutos de oclusión transitoria de la arteria cerebral media (MCAo), los ratones fueron aleatorizados a MCAo o MCAo + EMS. El EMS se realizó 3-4 h después de la oclusión. Los ratones fueron sacrificados 7 o 21 días después del tratamiento MCAo o MCAo + EMS. La viabilidad del injerto temporalis se midió mediante el ensayo de nicotinamida adenina dinucleótido reducido en tetrazolio reductasa. Una matriz de angiogénesis de ratón cuantificó la expresión de proteínas angiogénicas y neuromoduladoras. La inmunohistoquímica se utilizó para visualizar la unión del injerto con la corteza cerebral y el cambio en la densidad de los vasos. Los datos preliminares aquí sugieren que el músculo injertado permaneció viable 21 días después de EMS. La inmunotinción mostró una implantación exitosa del injerto y un aumento en la densidad de los vasos cerca del injerto muscular, lo que indica un aumento de la angiogénesis. Los datos muestran que EMS aumenta el factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) y disminuye los niveles de osteopontina después del accidente cerebrovascular. Además, la EMS después del accidente cerebrovascular no aumentó la mortalidad, lo que sugiere que el protocolo es seguro y confiable. Este nuevo procedimiento es efectivo y bien tolerado y tiene el potencial de proporcionar información de nuevas intervenciones para mejorar la angiogénesis después del accidente cerebrovascular isquémico agudo.
Introduction
El accidente cerebrovascular isquémico es una lesión neurovascular aguda con secuelas crónicas devastadoras. La mayoría de los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares, 650,000 por año, en los Estados Unidos sufren de discapacidad funcional permanente1. Ninguno de los tratamientos disponibles confiere neuroprotección y recuperación funcional tras la fase aguda del ictus isquémico. Después de un accidente cerebrovascular isquémico agudo, los suministros de sangre directos y colaterales disminuyen, lo que conduce a la disfunción de las células y redes cerebrales, lo que resulta en déficits neurológicos repentinos 2,3. La restauración del suministro de sangre a la región isquémica sigue siendo el objetivo principal de la terapia del accidente cerebrovascular. Por lo tanto, mejorar la angiogénesis para promover el suministro de sangre en el territorio isquémico es un enfoque terapéutico prometedor; Sin embargo, los métodos previamente estudiados para promover la angiogénesis posterior al accidente cerebrovascular, incluyendo eritropoyetina, estatinas y factores de crecimiento, han sido limitados por niveles inaceptables de toxicidad o traducibilidad4.
La encefalomiosinangiosis (EMS) es un procedimiento quirúrgico que mejora la angiogénesis cerebral en humanos con enfermedad de moyamoya, una afección de arterias craneales estrechadas que a menudo conduce a un accidente cerebrovascular. EMS implica el desprendimiento parcial de una sección vascular del músculo temporal del paciente del cráneo, seguido de craneotomía e injerto del músculo en la corteza afectada. Este procedimiento es bien tolerado e induce angiogénesis cerebral, reduciendo el riesgo de accidente cerebrovascular isquémico en pacientes con enfermedad de moyamoya 5,6. Por lo tanto, el procedimiento cumple en gran medida un papel preventivo en estos pacientes. La angiogénesis provocada por este procedimiento también puede tener un papel en la promoción de la protección neurovascular y la recuperación en el contexto del accidente cerebrovascular isquémico. Este informe apoya la hipótesis de que la angiogénesis provocada por EMS tiene el potencial de ampliar la comprensión y las opciones terapéuticas para la isquemia cerebral.
Además de EMS, existen varios enfoques farmacológicos y quirúrgicos para mejorar la angiogénesis, pero tienen varias limitaciones. Se ha encontrado que los enfoques farmacológicos, como la administración del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), son insuficientes o incluso perjudiciales debido a varias limitaciones, incluida la formación de plexos vasculares caóticos, desorganizados, permeables y primitivos, que se asemejan a los encontrados en los tejidos tumorales 7,8 y no tienen efectos beneficiosos en los ensayos clínicos9.
Los abordajes quirúrgicos incluyen anastomosis directa como anastomosis superficial de arteria temporal temporal-arteria cerebral media, anastomosis indirecta como arterio-sinangiosis encefalo-duro (EDAS), encefalomiosinangiosis (EMS) y combinaciones de anastomosis directa e indirecta10. Todos estos procedimientos son muy desafiantes técnicamente y exigentes en animales pequeños, excepto en EMS. Mientras que los otros procedimientos requieren anastomosis vascular compleja, EMS requiere un injerto muscular relativamente simple. Además, la proximidad del músculo temporal a la corteza lo convierte en una opción natural para el injerto, ya que no necesita ser completamente extirpado o desconectado de su suministro de sangre, como sería necesario si se usara un músculo más distante para el injerto.
EMS ha sido estudiado en modelos de hipoperfusión cerebral crónica en ratas 7,11. Sin embargo, la EMS que utiliza un injerto de músculo temporal nunca se ha estudiado en el accidente cerebrovascular isquémico agudo en roedores. Aquí, describimos un nuevo protocolo de EMS en ratones después de un accidente cerebrovascular isquémico a través del modelo de oclusión de la arteria cerebral media (MCAo). Este manuscrito sirve como una descripción de los métodos y datos tempranos para este nuevo enfoque de EMS en ratones después de MCAo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este protocolo describe un procedimiento EMS exitoso en un modelo de ratón de accidente cerebrovascular inducido por MCAo. Los datos muestran que el tejido injertado sigue siendo viable y puede formar vínculos con la corteza cerebral mucho después de la cirugía EMS. Estos hallazgos apoyan la justificación para usar un injerto muscular cerebral para desarrollar gradualmente un ambiente trófico rico en vascular en el sitio del accidente cerebrovascular. EMS es una terapia prometedora para reparar potencialmente el te…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por Research Excellence Program-UConn Health (a Ketan R Bulsara y Rajkumar Verma) y UConn Health start-up (a Rajkumar Verma).
Materials
| 6-0 monocryl suture | Ethilon | 697G | |
| 70% ethanol to sanitize operating surface | Walgreen | ||
| Bupivacaine 0.25% solution | Midwest Vet | ||
| Clamps for tissue retraction | Roboz | ||
| Doccal suture with Nylon coating | Doccal corporation Sharon MA | 602145PK10Re | |
| Electric heating pad for operating surface | |||
| Isoflurane anesthesia | Piramal Critical Care Inc | ||
| Isoflurane delivery apparatus | –B6Surgivet (Isotech 4) | ||
| Micro drill | Harvard Apparatus | ||
| Microdissecting tweezers, curved x2 | Piramal Critical Care Inc | ||
| mouse angiogenesis panel arrat | R& D biotech | ARY015 | |
| Needle driver | Ethilon | ||
| Ointment for eye protection | walgreen | ||
| Operating microscope | Olympus | ||
| Operating surface | Olympus | ||
| Povidone iodine solution | walgreen | ||
| Rectal thermometer | world precison instrument | ||
| Saline or 70% ethanol for irrigation | walgreen | ||
| Small electric razor to shave operative site | generic | ||
| Surgical scissors | Roboz |
Riferimenti
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