Subarachnoid blødning fortsætter med at bære en høj byrde af dødelighed og sygelighed hos mennesket. For at lette yderligere forskning i tilstanden og dens patofysiologi præsenteres en præ-chiasmatisk, enkelt injektionsmodel.
På trods af fremskridt i behandlingen i løbet af de sidste årtier bærer subaraknoid blødning (SAH) fortsat en høj byrde af sygelighed og dødelighed, der stort set rammer en ret ung befolkning. Flere dyremodeller af SAH er blevet udviklet til at undersøge de patofysiologiske mekanismer bag SAH og til at teste farmakologiske interventioner. Den præ-chiasmatiske, enkelt injektionsmodel i rotten, der præsenteres i denne artikel, er en eksperimentel model af SAH med et forudbestemt blodvolumen. Kort sagt bedøves dyret, intuberes og holdes under mekanisk ventilation. Temperaturen reguleres med en varmepude. Et kateter placeres i halearterien, hvilket muliggør kontinuerlig blodtryksmåling samt blodprøvetagning. Atlantooccipitalmembranen skæres, og et kateter til trykoptagelse placeres i cisterna magna for at muliggøre intracerebral trykmåling. Dette kateter kan også bruges til intratekale terapeutiske indgreb. Rotten placeres i en stereotaksisk ramme, et burrhul bores anteriort til bregmaen, og et kateter indsættes gennem burrhullet og placeres lige foran den optiske chiasme. Autologt blod (0,3 ml) trækkes ud af halekateteret og injiceres manuelt. Dette resulterer i en stigning i intracerebralt tryk og et fald i cerebral blodgennemstrømning. Dyret holdes bedøvet i 30 minutter og gives subkutan saltvand og smertestillende midler. Dyret ekstuberes og returneres til sit bur. Den præchiasmatiske model har en høj reproducerbarhedshastighed og begrænset variation mellem dyr på grund af det forudbestemte blodvolumen. Det efterligner SAH hos mennesker, hvilket gør det til en relevant model for SAH-forskning.
Ikke-traumatisk subaraknoid blødning (SAH) er en form for slagtilfælde, der repræsenterer omkring 5% af alle tilfælde. Den mest almindelige årsag til ikke-traumatisk SAH er den pludselige brud på en aneurisme (aSAH), som tegner sig for 85% af SAH’erne. Andre årsager omfatter brud på en arterio-venøs misdannelse, koagulopatier og brud på vener i perimesencephalic blødning1. Incidensraten er 9 pr. 100.000 personår med dødelighed omkring en ud af tre og en anden tredjedel, der kræver støtte fra dagligdagen efter SAH 2,3.
Efter indledende stabilisering og diagnosebekræftelse afhænger behandlingen af blødningens sværhedsgrad. De hårdest ramte patienter vil få indsat et ekstraventrikulært dræn i ventriklerne for at reducere det intracerebrale tryk (ICP) og blive indlagt på neurointensivafdelingen, hvor de overvåges nøje. Patienterne vil gennemgå en angiografi for at identificere den (sandsynlige) aneurisme og derefter få aneurismet oprullet eller klippet for at forhindre genblødning4. På trods af adskillige forsøg med farmakologiske terapier har kun nimodipin, en calciumkanalantagonist, vist sig at forbedre resultaterne5. Flere kliniske forsøg er i øjeblikket i gang. Se anmeldelsen af Daou og kolleger for en omfattende liste6.
Bruddet af en aneurisme er blevet beskrevet som den pludselige indtræden af den værste hovedpine, der nogensinde er oplevet, eller en tordenklaphovedpine. Bruddet resulterer i en kraftig stigning i ICP efterfulgt af en reduktion i cerebral blodgennemstrømning (CBF). Denne reduktion resulterer i global iskæmi i hjernen, hvilket kan resultere i bevidsthedstab. Denne mere mekanistiske vej sammen med den initierede nedbrydning af de ekstravaserede elementer i blodet giver anledning til cytokinfrigivelse og aktivering af det medfødte immunsystem, hvilket resulterer i steril neuroinflammation. Desuden observeres ofte nedbrydning af blod-hjerne-barrieren, hvilket resulterer i cerebralt ødem og forstyrrelse i ionhomeostasen. Alle disse ændringer og mere, opfundet tidlig hjerneskade (EBI), forekommer inden for de første par dage og resulterer i neuronalt tab og apoptose7.
Ca. 1/3 af patienterne ramt af aSAH vil udvikle forsinket cerebral iskæmi (DCI) mellem dag 4-148. DCI defineres som enten debut af en fokal, neurologisk svækkelse eller et fald på mindst to point på Glasgow komaskalaen, der varer i mindst 1 time, når andre årsager, herunder anfald og genblødning, er udelukket. DCI er forbundet med en øget risiko for død og nedsat funktionsresultat efter aSAH9. Cerebral vasospasme (CVS), indsnævring af cerebrale arterier, har været kendt for at være forbundet med DCI i årtier og blev tidligere anset for at være den eneste årsag til DCI. Det er siden blevet vist, at CVS kan forekomme uden udvikling af DCI, og flere faktorer, herunder mikrovaskulær trombose og indsnævring, kortikal spredningsdepression og et inflammatorisk respons af EBI er siden blevet identificeret10,11,12.
På grund af EBI’s og DCI’s store indflydelse på sygdomsforløbet og udfaldet af de ramte patienter, skal dyremodeller efterligne disse i videst muligt omfang, samtidig med at de stadig er reproducerbare. Forskere har anvendt en bred vifte af forskellige modeller i en række dyr fra mus til ikke-menneskelige primater for at forsøge at simulere aSAH. Sprague-Dawley og Wistar vildtype rotter er i øjeblikket de mest almindeligt anvendte forsøgsdyr, og de mest almindelige modeller er den endovaskulære perforeringsmodel, cisterna-magna dobbeltinjektionsmodellen og endelig den præ-chiasmatiske enkeltinjektionsmodel, som vil blive beskrevet i denne artikel13.
Den præ-chiasmatiske, enkeltinjektionsmodel blev oprindeligt udviklet af Prunell og kolleger for at imødegå nogle af manglerne ved de andre eksperimentelle modeller14. Når operationen mestres, er den meget reproducerbar og minimerer variation mellem dyr. Modellen efterligner SAH hos mennesker på flere punkter, herunder den pludselige stigning i ICP efter injektion af blod, hvilket resulterer i forbigående global iskæmi på grund af et fald i CBF15,16. Det påvirker den forreste cirkulation, hvor de fleste aSAH hos mennesker forekommer17. Dødeligheden varierer fra 10% -33% afhængigt af undersøgelsen og mængden af injiceret blod14,18. Forsinket celledød og neuroinflammation kan påvises på dag 2 og 7, hvorved der tilvejebringes variabler til undersøgelse af konsekvenserne af EBI og DCI 19,20.
Studiet præsenterer en opdateret beskrivelse af den præchiasmatiske enkeltinjektionsmodel hos rotter sammen med en beskrivelse af, hvordan ICP-sonden kan udnyttes som port til intratekal administration af lægemidler.
Den præchiasmatiske enkeltinjektionsmodel af SAH efterligner flere vigtige elementer i human SAH, herunder stigningen i ICP, reduktion af CBF, forbigående global iskæmi, opregulering af neuroinflammatoriske markører og CVS 14,15,16,18,19,20. ICP-sonden blev også anvendt som port til intratekal administration (<strong cla…
The authors have nothing to disclose.
Arbejdet er støttet af Lundbeckfonden og Lundbeck Grant of Excellence (nr. R59-A5404). Funders havde ingen rolle i nogen del af manuskriptet.
16 G peripheral vein catheter | BD Venflon | 393229 | Needle shortened, distal 1 cm curved. Wings removed |
Anesthesia bell/ chamber | Unknown | ||
Blood gas analyzer | Radiometer | ABL80 | |
Blood pressure (BP) monitor | Adinstruments | ML117 | Connects to Powerlab |
Curved forceps, 12 cm x 3 | F.S.T | 11001-12 | For anesthesia |
Cylindrical pillow, 28 cm x 4 cm | Homemade | Made from surgical towels | |
Data acquisition hardware | Adinstruments | ML870 Powerlab | |
Data acquistion software | Adinstruments | LabChart 6.0 | |
Drill | KMD | 1189 | |
Drill controller | Silfradent | 300 IN | |
Flexible light | Schott | KL200 | |
Heating pad | Minco | 1135 | |
Hypodermic needle, 20 G | KD Medical | 301300 | Connects to stereotaxic frame |
ICP monitor | Adinstruments | ML117 | Connects to Powerlab |
Isoflurane vaporizer | Ohmeda | TEC3 | |
Laptop | Lenovo | T410 | |
Laser doppler monitor | Adinstruments | ML191 | |
Laser doppler probe | Oxford Optronics | MSF100XP | Connects to laser doppler monitor |
Needle holder, 13 cm | F.S.T | 12001-13 | For anesthesia |
Precision syringe, 0.025 mL | Hamilton | 547407 | |
Stereotaxic frame | Kopf Instruments | M900 | |
Surgical microscope | Carl Zeiss | F170 | |
Suture needle | Allgaier | 1245 | For anesthesia |
Temperaure controller | CWE,INC. | TC-1000 | |
Transducer x 2 | Adinstruments | MLT0699 | Connects to BP and ICP monitor |
Ventilator | Ugo Basile | 7025 | |
Veterinary clipper | Aesculap | GT421 | |
3-pronged Blair retractor, 13.5 cm | Agnthos | 17022–13 | |
Blunt Alm retractor | F.S.T | 17008-07 | |
Curved forceps, 12 cm x 2 | F.S.T | 11001-12 | |
Needle holder, 13 cm | F.S.T | 12001-13 | |
Straight Dumont forceps, 11 cm | F.S.T | 11252-00 | |
Straight Halsted-Mosquito hemostat x 2 | F.S.T | 13008-12 | |
Straight Iris scissor, 9 cm | F.S.T | 14090-09 | |
Straight Vannas scissor, 10.5 cm | F.S.T | 15018-10 | |
Absorpable swabs | Kettenbach | 31603 | |
Black silk thread, 4-0, 5 x 15 cm | Vömel | 14757 | |
Bone wax | Aesculap | 1029754 | |
Carbomer eye gel 2 mg/g | Paranova | ||
Cotton swab | Heinz Herenz | WA-1 | |
Cotton tipped applicator x 4 | Selefa | 120788 | |
Hypodermic needle, 23 G x2 | KD Medical | 900284 | Connects to stopcock. Remove distal end |
Hypodermic needle, 23 G x3 | KD Medical | 900284 | Remove distal end. 2 connects to stopcock, 1 to syringe |
ICP probe: | Homemade | Made of the following: | |
Polythene tubing, 20 mm | Smiths medical | 800/100/200 | Inner diameter (ID): 0.58 mm, Outer diameter (OD): 0.96 mm. |
Silicone tubing, 10 mm | Fisher | 15202710 | ID: 0.76 mm, OD: 2.4 mm. |
Silicone tubing, 2 mm | Fisher | 11716513 | ID: 1.0 mm, OD: 3.0 mm. |
Micro hematocrit tubes | Brand | 7493 11 | |
OP-towel, 45 cm x75 cm | Mölnlycke | 800430 | |
PinPort adapter, 22 G | Instech | PNP3F22 | |
PinPort injector | Instech | PNP3M | |
Polythene tubing, 2 x 20 cm | Smiths medical | 800/100/200 | Connects to syringe. ID: 0.58 mm, OD: 0.96 mm. |
Rubberband | Unknown | ||
Scalpel, 10 blade | Kiato | 23110 | |
Spinalneedle, 25 G x 3.5'' | Braun | 5405905-01 | |
Stopcock system, Discofix x 2 | Braun | 16494C | Connects to transducer |
Suture, 4-0, monofil, non-resorbable x 3 | Ethicon | EH7145H | |
Syringe, 1 mL | BD Plastipak | 1710023 | |
Syringe, luer-lock, 10 mL x 4 | BD Plastipak | 305959 | Connects to transducer |
Tissue adhesive glue | 3M | 1469SB | |
0.5% Chlorhexidine spirit | Faaborg Pharma | 210918 | |
Carprofen 50 mg/mL | ScanVet | 43715 | Diluted 1:10 |
Isoflurane | Baxter | ||
Isotonic saline | Amgros | 16404 | |
Lidocaine-Adrenaline 10 mg/5 µg/mL | Amgros | 16318 |