İskemik inmenin tavşan modelinde kan basıncının gerçek zamanlı izlenmesi ve modülasyonu
Summary
Sürekli arteriyel kan basıncı kaydı, çeşitli hemodinamik parametrelerin etkilerinin araştırılmasını sağlar. Bu yazıda, iskemik inmenin büyük bir hayvan modelinde sürekli arteriyel kan basıncı izlemenin inme patofizyolojisinin belirlenmesi, farklı hemodinamik faktörlerin etkisi ve yeni tedavi yaklaşımlarının değerlendirilmesi için uygulanması gösterilmiştir.
Abstract
Kan basıncının kontrolü, hem mutlak değerler hem de değişkenliği açısından, iskemik inme hastalarında sonuçları etkilemektedir. Bununla birlikte, kötü sonuçlara yol açan mekanizmaları tanımlamak veya insan verilerine özgü yasaklayıcı sınırlamalar nedeniyle bu etkilerin hafifletilebileceği önlemleri değerlendirmek zor olmaya devam etmektedir. Bu gibi durumlarda, hastalıkların titiz ve tekrarlanabilir değerlendirmelerini yapmak için hayvan modelleri kullanılabilir. Burada, modülasyonun kan basıncı üzerindeki etkilerini değerlendirmek için sürekli kan basıncı kaydı ile artırılan tavşanlarda daha önce tarif edilen bir iskemik inme modelinin iyileştirilmesini bildiriyoruz. Genel anestezi altında, femoral arterler, arteriyel kılıfları iki taraflı olarak yerleştirmek için cerrahi kesiklerle açığa çıkarılır. Floroskopik görselleştirme ve yol haritası rehberliğinde, bir mikrokateter beynin posterior dolaşımının bir arterine ilerletilir. Hedef arterin tıkanmasını doğrulamak için kontralateral vertebral arter enjekte edilerek anjiyografi yapılır. Tıkayıcı kateter sabit bir süre boyunca yerinde kaldığında, mekanik veya farmakolojik yollarla kan basıncı manipülasyonlarının sıkı titrasyonuna izin vermek için kan basıncı sürekli olarak kaydedilir. Tıkanma aralığının tamamlanmasında, mikrokateter çıkarılır ve hayvan, öngörülen bir reperfüzyon süresi boyunca genel anestezi altında tutulur. Akut çalışmalar için, hayvan daha sonra ötenazi yapılır ve kafası kesilir. Beyin, ışık mikroskobu altında enfarktüs hacmini ölçmek için toplanır ve işlenir ve ayrıca çeşitli histopatolojik lekeler veya uzamsal transkriptomik analiz ile değerlendirilir. Bu protokol, iskemik inme sırasında kan basıncı parametrelerinin etkileri üzerine daha kapsamlı preklinik çalışmalar için kullanılabilecek tekrarlanabilir bir model sağlar. Ayrıca, iskemik inme hastalarının bakımını iyileştirebilecek yeni nöroprotektif müdahalelerin etkili preklinik değerlendirmesini kolaylaştırır.
Introduction
İskemik inme (IS) dünya çapında önde gelen bir ölüm ve uzun süreli sakatlık nedenidir ve prevalansınıntoplum 1 yaşlandıkça artacağı tahmin edilmektedir. Akut girişimlerde ve sekonder korunma stratejilerinde önemli ilerlemeler kaydedilmiş olsa da, yardımcı nöroprotektif tedaviler 2,3,4,5,6,7 apace takip etmemiştir. İnme patobiyolojisi konusunda daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır, çünkü tedavilerin etkili olabileceği veya olamayacağı mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır. Bu, büyük ölçüde, birçoğu analizi karıştıran çok sayıda komorbiditeye sahip olan inme hastası popülasyonunun heterojen doğasından kaynaklanmaktadır1. Araştırmadaki sınırlamaların itici güçlerinden biri, insan merkezi sinir sisteminden örnekleme dokusunun engelleyici morbiditesi nedeniyle biyomedikal araştırmalarda altın standart olan doku düzeyinde verilerin olmamasıdır. Spesifik olarak, yaşayan bir insanda vasküler doku hasadı inmeye neden olur, bu nedenle vasküler doku tipik olarak sadece genel popülasyonu yeterince temsil etmeyen ve eşlik eden tanıları olan yaşlı hastalarda daha ileri hastalığa doğru eğilen otopside elde edilir.
Bu gibi durumlarda, yeterli insan verisi kullanılamadığında, hayvan modelleri veri boşluklarını kapatabilir. Araştırmada kullanılan büyük hayvanların çoğu, serebral arterlere doğrudan endovasküler erişimi önleyen bir rete mirabilene sahip ungulatlar olduğu için inmenin büyük hayvan modelleri sınırlıdır 8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 . Tavşanlar, intrakraniyal patolojiler 8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 dahil olmak üzere kardiyovasküler hastalıkların araştırılması için uzun bir kullanım geçmişine sahiptir. Tavşanlar serebrovasküler hastalıklar için ideal bir model sunarlar, çünkü endovasküler kateterizasyon için yeterince büyüktürler ve diğer büyük memelilerde intrakraniyal erişimi engelleyen rete mirabile’den yoksundurlar9,15,16,17. Daha önce, intrakraniyal arterin mikrokateter18 ile hassas ve iyi kontrol edilen tıkanması yoluyla İS’nin araştırılması için özel olarak kullanılmıştır.
Hem mutlak BP hem de BP değişkenliğinin (BPV) modülasyonu yoluyla kan basıncı (BP) kontrolü, arteriyel BP’nin ortalama bir BP etrafında dalgalanma derecesi, kötü kontrol edilen BP veya BPV’si olanlarda daha kötü sonuçların bildirilmesinden sonra IS hastaları için ortaya çıkan potansiyel bir terapötik hedeftir 19,20,21,22. Değişikliklerin IS hastalarında nasıl kötü sonuçlara yol açtığına dair mekanik araştırmalar eksiktir. Bu kısmen doku düzeyinde veri elde etmedeki ve insanlarda iyi kontrol edilen analizler yapmadaki zorluktan kaynaklanmaktadır. BP veya BPV’yi modüle eden müdahaleleri test etmek için, bu sınırlamaların üstesinden gelmek için hayvan modelleri kullanılmalıdır. Bu yazıda, BP18’in sürekli intra-arteriyel ölçümü ile birlikte posterior serebral arterin kontrollü tıkanması kullanılarak daha önce doğrulanmış bir tavşan IS modelinin başarılı bir şekilde eşleştirilmesi açıklanmaktadır. Burada sunulan yöntem, BP’nin hassas ölçümünün ve kontrolünün sağlanabileceği bir sisteme doğrulanmış ve tekrarlanabilir bir inme modeli uygulayarak inme patofizyolojisine önceki yaklaşımları geliştirmektedir. Bu rafine modelde, enfarktüs yükü, hasat edilen beynin işlem sonrası histopatolojik boyanması ile değerlendirilebilir, bu da çeşitli lekelere ve mekansal transkriptomikler gibi daha ileri analizlere de uygundur. Ek olarak, tıkalı posterior dolaşım arteri de sağkalım prosedürlerini takiben morbidite analizi için değerlendirilmek üzere seçilebilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
İD yönetiminde, özellikle akut müdahale ve ikincil önleme stratejilerindeki ilerlemeler göz önüne alındığında önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Bununla birlikte, IS hastalarının bakımını iyileştirmek için daha fazla çalışma yapılabilir. IS tedavisinin diğer yönlerinde, özellikle nöroproteksiyon alanındaki sınırlı ilerleme, muhtemelen doku ve moleküler düzeyde mekanik süreçlerin patofizyolojik anlayışındaki sınırlamalardan kaynaklanmaktadır. İnsanlardan gelen etkili veriler ger…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu yayında bildirilen araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri Translasyonel Bilimleri Geliştirme Ulusal Merkezi tarafından UL1TR002538 ve KL2TR002539 Ödül Numaraları altında ve Amerikan Kalp Derneği’nden Dönüşümsel Hibe 19TPA34910194 tarafından desteklenmiştir.
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 |
Riferimenti
- the American Heart Association. Heart Disease and Stroke Statistics-2022 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 145 (8), 153 (2022).
- Jadhav, A. P., Campbell, B. C. V. Ongoing advances in medical and interventional treatments of large vessel occlusion stroke. Stroke. 52 (3), 1115-1117 (2021).
- Caprio, F. Z., Sorond, F. A. Cerebrovascular disease: Primary and secondary stroke prevention. The Medical Clinics of North America. 103 (2), 295-308 (2019).
- Kleindorfer, D. O., et al. Guideline for the prevention of stroke in patients with stroke and transient ischemic attack: A guideline from the American Heart Association/American Stroke Association. Stroke. 52 (7), 364 (2021).
- Kitagawa, K. Blood pressure management for secondary stroke prevention. Hypertension Research: Official Journal of the Japanese Society of Hypertension. 45 (6), 936-943 (2022).
- Buchan, A. M., Pelz, D. M. Neuroprotection in acute ischemic stroke: A brief review. The Canadian Journal of Neurological Sciences. 49 (6), 741-745 (2021).
- Paul, S., Candelario-Jalil, E. Emerging neuroprotective strategies for the treatment of ischemic stroke: An overview of clinical and preclinical studies. Experimental Neurology. 335, 113518 (2021).
- Zabriskie, M., et al. New Zealand White rabbits fed high cholesterol diets develop morbid systemic diseases before intracranial atherosclerosis is detected. Journal of Veterinary Science & Medical Diagnosis. 8 (3), (2019).
- McNally, J. S., et al. Rabbit models of intracranial atherosclerotic disease for pathological validation of vessel wall MRI. The Neuroradiology Journal. 34 (3), 193-199 (2020).
- Brousseau, M. E., Hoeg, J. M. Transgenic rabbits as models for atherosclerosis research. Journal of Lipid Research. 40 (3), 365-375 (1999).
- Ji, D., Zhao, G., Songstad, A., Cui, X., Weinstein, E. J. Efficient creation of an APOE knockout rabbit. Transgenic Research. 24 (2), 227-235 (2015).
- Abela, G. S., et al. Triggering of plaque disruption and arterial thrombosis in an atherosclerotic rabbit model. Circulation. 91 (3), 776-784 (1995).
- Aliev, G., Burnstock, G. Watanabe rabbits with heritable hypercholesterolaemia: a model of atherosclerosis. Histology and Histopathology. 13 (3), 797-817 (1998).
- Brinjikji, W., Ding, Y. H., Kallmes, D. F., Kadirvel, R. From bench to bedside: Utility of the rabbit elastase aneurysm model in pre-clinical studies of intracranial aneurysm treatment. Journal of Neurointerventional Surgery. 8 (5), 521-525 (2016).
- Zabriskie, M. S., Wang, C., Wang, S., Alexander, M. D. Apolipoprotein E knockout rabbit model of intracranial atherosclerotic disease. Animal Models and Experimental Medicine. 3 (2), 208-213 (2020).
- Zabriskie, M. S., Cooke, D. L., Wang, C., Alexander, M. D. Spatially resolved transcriptomics for evaluation of intracranial vessels in a rabbit model: Proof of concept. bioRxiv. , (2022).
- Alexander, M. D., Darflinger, R. D., Sun, Z., Cooke, D. L. Assessment of cell yield among different devices for endovascular biopsy to harvest endothelial cells. Biotechniques. 66 (1), 34-36 (2017).
- English, J. D., et al. A novel model of large vessel ischemic stroke in rabbits: microcatheter occlusion of the posterior cerebral artery. Journal of Neurointerventional Surgery. 7 (5), 363-366 (2015).
- Peng, T. J., Ortega-Gutiérrez, S., de Havenon, A., Petersen, N. H. Blood pressure management after endovascular thrombectomy. Frontiers in Neurology. 12, 723461 (2021).
- Nepal, G., Shrestha, G. S., Shing, Y. K., Muha, A., Bhagat, R. Systolic blood pressure variability following endovascular thrombectomy and clinical outcome in acute ischemic stroke: A meta-analysis. Acta Neurologica Scandinavica. 144 (4), 343-354 (2021).
- Bennett, A. E., et al. Increased blood pressure variability after endovascular thrombectomy for acute stroke is associated with worse clinical outcome. Journal of Neurointerventional Surgery. 10 (9), 823-827 (2018).
- de Havenon, A., et al. Increased blood pressure variability contributes to worse outcome after intracerebral hemorrhage. Stroke. 49 (8), 1981-1984 (2018).
