Monitorização e Modulação da Pressão Arterial em Tempo Real em Modelo de Acidente Vascular Cerebral Isquêmico em Coelhos

Summary

O registro contínuo da pressão arterial permite a investigação do impacto de vários parâmetros hemodinâmicos. Este relato demonstra a aplicação da monitorização contínua da pressão arterial em um modelo animal de grande porte de acidente vascular cerebral isquêmico para determinação da fisiopatologia do AVC, impacto de diferentes fatores hemodinâmicos e avaliação de novas abordagens de tratamento.

Abstract

O controle da pressão arterial, tanto em termos de valores absolutos quanto de sua variabilidade, afeta os desfechos em pacientes com AVC isquêmico. No entanto, permanece desafiador identificar os mecanismos que levam a maus resultados ou avaliar medidas pelas quais esses efeitos podem ser mitigados devido às limitações proibitivas inerentes aos dados humanos. Nesses casos, modelos animais podem ser utilizados para realizar avaliações rigorosas e reprodutíveis de doenças. Aqui relatamos o refinamento de um modelo previamente descrito de acidente vascular cerebral isquêmico em coelhos que é aumentado com registro contínuo da pressão arterial para avaliar os impactos da modulação sobre a pressão arterial. Sob anestesia geral, as artérias femorais são expostas através de cortes cirúrgicos para colocação das bainhas arteriais bilateralmente. Sob visualização fluoroscópica e orientação de roteiro, um microcateter é avançado em uma artéria da circulação posterior do cérebro. Uma angiografia é realizada injetando-se a artéria vertebral contralateral para confirmar a oclusão da artéria alvo. Com o cateter oclusivo permanecendo na posição por um tempo fixo, a pressão arterial é registrada continuamente para permitir a titulação rigorosa das manipulações da pressão arterial, seja por meios mecânicos ou farmacológicos. Ao término do intervalo de oclusão, o microcateter é retirado e o animal é mantido sob anestesia geral por um tempo prescrito de reperfusão. Para estudos agudos, o animal é então eutanasiado e decapitado. O cérebro é colhido e processado para medir o volume do infarto sob microscopia de luz e posteriormente avaliado com várias colorações histopatológicas ou análise transcriptômica espacial. Esse protocolo fornece um modelo reprodutível que pode ser utilizado para estudos pré-clínicos mais aprofundados sobre os efeitos dos parâmetros pressóricos durante o AVC isquêmico. Também facilita a avaliação pré-clínica eficaz de novas intervenções neuroprotetoras que podem melhorar o atendimento a pacientes com AVC isquêmico.

Introduction

O acidente vascular cerebral isquêmico (AVC) é uma das principais causas de morte e incapacidade em longo prazo em todo o mundo, e sua prevalência deve aumentar à medida que a sociedade envelhece¹. Embora avanços substanciais tenham sido feitos em intervenções agudas e estratégias de prevenção secundária, os tratamentos neuroprotetores adjuvantes não seguiram ritmo acelerado 2,3,4,5,6,7. Mais pesquisas são necessárias sobre a patobiologia do AVC porque os mecanismos pelos quais as terapias podem ou não se mostrar eficazes são pouco compreendidos. Isso se deve, em grande parte, à natureza heterogênea da população de pacientes com AVC, muitos dos quais apresentam inúmeras comorbidades que confundem a análise¹. Um fator de limitações na pesquisa é a ausência de dados em nível de tecido – o padrão-ouro na pesquisa biomédica – devido à morbidade proibitiva da amostragem de tecido do sistema nervoso central humano. Especificamente, a coleta de tecido vascular em um ser humano vivo causaria um acidente vascular cerebral, de modo que o tecido vascular normalmente só é obtido na autópsia, o que é sub-representativo da população geral e inclina-se para doença mais avançada em pacientes idosos com diagnósticos concomitantes.

Nesses casos, quando dados humanos suficientes não podem ser utilizados, modelos animais podem preencher as lacunas de dados. Modelos animais de grande porte de acidente vascular cerebral são limitados, pois a maioria dos animais de grande porte utilizados em pesquisa são ungulados com rete mirabile que impede o acesso endovascular direto às artérias cerebrais8,9,10,11,12,13,14,15,16,17. Os coelhos têm uma longa história de uso para a investigação de doenças cardiovasculares, incluindo patologias intracranianas8,9,10,11,12,13,14,15,16,17. Os coelhos apresentam um modelo ideal para doenças cerebrovasculares por serem grandes o suficiente para cateterismo endovascular e não possuírem a rete mirabile que impede o acesso intracraniano em outros mamíferos de grande porte9,15,16,17. Têm sido utilizados anteriormente especificamente para a investigação de EI através da oclusão precisa e bem controlada de uma artéria intracraniana com um microcateter¹⁸.

O controle da pressão arterial (PA), tanto pela modulação da PA absoluta quanto pela variabilidade da PA (VPA), grau em que a PA arterial flutua em torno de uma PA média, é um potencial alvo terapêutico emergente para pacientes com EI, após relatos de piores desfechos naqueles com PA ou VPA mal^controladas 19,20,21,22 . Faltam investigações mecanicistas sobre como as alterações levam a maus resultados em pacientes com EI. Isso se deve, em parte, à dificuldade em obter dados em nível de tecido e realizar análises bem controladas em humanos. Para testar intervenções que modulam a PA ou a VPA, modelos animais devem ser utilizados para superar essas limitações. Este relato descreve o pareamento bem-sucedido de um modelo de EI em coelhos previamente validado usando oclusão controlada da artéria cerebral posterior em conjunto com a medida intra-arterial contínua da PA¹⁸. O método aqui apresentado melhora as abordagens anteriores da fisiopatologia do AVC ao aplicar um modelo validado e reprodutível de AVC a um sistema no qual a medida e o controle precisos da PA podem ser alcançados. Nesse modelo refinado, a carga de infarto pode ser avaliada com a coloração histopatológica pós-procedimento do cérebro colhido, que também é passível de várias colorações e análises mais avançadas, como a transcriptômica espacial. Além disso, a artéria da circulação posterior ocluída também pode ser escolhida para ser avaliada para análise de morbidade após procedimentos de sobrevida.

Protocol

Este protocolo é aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (Protocolo IACUC da Universidade de Utah Número 21-09021). Coelhos brancos maduros da Nova Zelândia são obtidos de vendedores comerciais. 1. Aquisição de animais Aclimatar os animais pelo tempo necessário após a chegada de acordo com o protocolo institucional, abrigando os animais socialmente em um biotério com dietas padrão de ração. O período de aclimatação em nossa ins…

Representative Results

Nos experimentos iniciais com esse modelo, nosso grupo alcançou com sucesso o resultado desejado de oclusão da artéria cerebelar posterior ou superior em 12 dos 14 animais (85,7%). Para o experimento, foram estudados sete machos e sete fêmeas. O peso médio dos animais foi de 3,6 kg (± 0,46 kg). Nos dois animais em que o sucesso não foi alcançado, o vasoespasmo profundo induzido pelo cateter impediu o acesso seguro à circulação intracraniana. Em um coelho, o acesso intracraniano não pôde ser obtido devido ao …

Discussion

Progressos substanciais têm sido feitos no manejo da SI, particularmente considerando os avanços nas estratégias de intervenção aguda e prevenção secundária. No entanto, mais trabalho pode ser feito para melhorar o atendimento aos pacientes com EI. O progresso limitado em outros aspectos do tratamento da SI, particularmente no âmbito da neuroproteção, provavelmente resulta das limitações na compreensão fisiopatológica dos processos mecanicistas em nível tecidual e molecular. Dados impactantes de humanos s…

Materials

3-0 Silk Suture	Ethicon	A184H
Buprenorphine	Sigma-Aldrich	B9275
Catheter	Terumo	CG415	4F glide catheter
Endovascular Pressure Sensor	Millar	SPR-524
Euthasol	Virbac	PVS111
Guidewire	Terumo	GR1804
Iohexol	ThermoFisher	466651000	Iodinated Contrast
Ketamine	Biorbyt	orb61131
LabChart Software	ADInstruments
Lidocaine	Spectrum	LI102
Microcatheter	Medtronic	EV3 105-5056	Marathon Microcatheter
Microwire	Medtronic	EV3 103-0608	Mirage Microwire
PowerLab	ADInstruments
Rabbit Brain 2mm Coronal Cutting Matrix	Ted Pella	15026
Saline	FisherScientific	23-535435
Sheath	Merit Medical	PSI-5F-11
Xylazine	ThermoFisher	J61430.14