Das bemerkenswerteste Symptom der Migräne sind starke Kopfschmerzen, und es wird angenommen, dass dies durch sensorische Neuronen vermittelt wird, die die Hirnhäute innervieren. Hier stellen wir eine Methode vor, um Substanzen auf minimal-invasive Weise lokal auf die Dura aufzutragen, während die Überempfindlichkeit des Gesichts als Ausgang verwendet wird.
Es wird angenommen, dass die kranialen Hirnhäute, bestehend aus Dura mater, Spinnentier und Pia mater, in erster Linie strukturelle Funktionen für das Nervensystem erfüllen. Sie schützen beispielsweise das Gehirn vor dem Schädel und verankern/organisieren die vaskuläre und neuronale Versorgung des Kortex. Die Hirnhäute sind jedoch auch an Erkrankungen des Nervensystems wie Migräne beteiligt, bei denen die während einer Migräne auftretenden Schmerzen auf lokale sterile Entzündungen und die anschließende Aktivierung lokaler nozizeptiver Afferenzen zurückzuführen sind. Von den Schichten in den Hirnhäuten ist die Dura mater von besonderem Interesse in der Pathophysiologie der Migräne. Es ist stark vaskularisiert, beherbergt lokale nozizeptive Neuronen und beherbergt eine Vielzahl von ansässigen Zellen wie Immunzellen. Subtile Veränderungen in der lokalen meningealen Mikroumgebung können zur Aktivierung und Sensibilisierung von duralen perivaskulären Nozizeptoren führen, was zu Migräneschmerzen führt. Studien haben versucht zu untersuchen, wie durale Afferenzen aktiviert / sensibilisiert werden, indem entweder in vivo Elektrophysiologie, bildgebende Verfahren oder Verhaltensmodelle verwendet werden, aber diese erfordern in der Regel sehr invasive Operationen. Dieses Protokoll stellt eine Methode zur vergleichsweise nicht-invasiven Applikation von Verbindungen auf der Dura mater bei Mäusen und eine geeignete Methode zur Messung der kopfschmerzähnlichen taktilen Empfindlichkeit mittels periorbitaler von-Frey-Tests nach duraler Stimulation dar. Diese Methode erhält die Integrität der Dura und des Schädels und reduziert verwirrende Effekte von invasiven Techniken, indem Substanzen durch eine 0,65 mm modifizierte Kanüle an der Verbindung von unverschmolzenen sagittalen und lambdoiden Nähten injiziert werden. Dieses präklinische Modell wird es den Forschern ermöglichen, eine breite Palette von Duralreizen und ihre Rolle bei der pathologischen Progression von Migräne zu untersuchen, wie Nozizeptoraktivierung, Aktivierung von Immunzellen, Gefäßveränderungen und Schmerzverhalten, während gleichzeitig verletzungsfreie Bedingungen für den Schädel und die Hirnhäute aufrechterhalten werden.
Migräneschmerzen bleiben weltweit ein großes Problem der öffentlichen Gesundheit. Die Weltgesundheitsorganisation stuft sie als die sechsthäufigste Krankheit der Welt ein, die knapp 15% der Erdbevölkerung betrifft1 und eine erhebliche sozioökonomische Belastung für die Gesellschaft verursacht 2,3. Die Behandlungsmöglichkeiten und ihre Wirksamkeit waren suboptimal und bieten nur symptomatische Linderung und modifizieren nicht signifikant pathophysiologische Ereignisse, die dem Auftreten von Migräne zugrunde liegen 4,5. Der Mangel an Behandlungserfolg ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass Migräne eine multifaktorielle Störung ist, deren Pathologie kaum verstanden wird und zu einer begrenzten Anzahl von therapeutischen Zielen führt. Migräne ist auch in Tiermodellen vollständig zu erfassen, insbesondere angesichts der Tatsache, dass die Migränediagnose auf der Grundlage verbaler Kommunikation mit Patienten gestellt wird, die ihre Erfahrungen mit Migränemerkmalen wie Aura, Kopfschmerzen, Photophobie und Allodynie beschreiben. Ungeachtet dessen ist es wichtig zu beachten, dass die jüngsten Fortschritte bei der Migränebehandlung derzeit die Behandlung vieler neurologischer Erkrankungen übertreffen, die durch präklinische Modelle gut validiert wurden. Zum Beispiel waren monoklonale Antikörper und kleine Moleküle, die auf Calcitonin-Gen-verwandtes Peptid oder seinen Rezeptor abzielen, sehr erfolgreich bei der Verbesserung der Lebensqualität von Migränepatienten und können möglicherweise das klinische Management von Migräne verändern. Während es Fortschritte beim Verständnis dieser Störung gegeben hat, gibt es noch viel zu klären.
Basierend auf präklinischen Tiermodellen und Humanstudien ist es allgemein anerkannt, dass Migränekopfschmerzen durch eine abweichende Aktivierung von nozizeptiven Fasern in den Hirnhäuten ausgelöst werden, die durch die Trigeminus- und oberen zervikalen Dorsalwurzelganglien 6,7,8,9,10 signalisieren. Trotz dieser Theorie verwenden viele Studien immer noch die systemische Verabreichung von Medikamenten, um die zugrunde liegenden beitragenden Mechanismen bei Migräne zu verstehen. Während die systemische Dosierung von Medikamenten unser Verständnis erheblich gestärkt hat, beurteilen diese Ergebnisse nicht direkt, ob lokale Aktionen innerhalb des Zielgewebes von Interesse eine Rolle bei Migräne spielen. Umgekehrt haben mehrere Studien einen Ansatz zur Stimulierung der Dura verfolgt; Diese Experimente erfordern jedoch eine Kanülenimplantation über eine invasive Kraniotomie und verlängerte Erholungszeiten11,12. Aufgrund dieser Einschränkungen haben wir einen minimalinvasiven Ansatz entwickelt, um die Dura lokal zu stimulieren, wobei das Fehlen einer Kraniotomie die postoperative Genesung eliminiert und sofortige Tests an wachen Tierenermöglicht 12,13,14. Diese Injektionen werden unter leichter Isoflurananästhesie durchgeführt und an der Verbindung der sagittalen und lambdoiden Nähte bei Mäusen verabreicht.
Es wurden mehrere Ansätze entwickelt, um nozizeptive Verhaltensreaktionen bei Nagetierenzu bewerten 15. Kutane Allodynie wurde bei etwa 80% der Migränepatienten16,17 berichtet und stellt einen potenziellen translationalen Endpunkt für die Anwendung bei Nagetieren dar. In präklinischen Modellen wurde die Anwendung von Von-Frey-Filamenten auf die Plantarregion der Nagetierpfote verwendet, um das Schmerzverhalten in präklinischen Migränemodellen zu beurteilen. Die Haupteinschränkung dieses Ansatzes besteht darin, dass er die Kopfregion nicht testet. Die Gesichtsgrimassenbewertung wurde verwendet, um das Schmerzverhalten bei Nagetieren durch die Analyse von Gesichtsausdrücken nach der Induktion von Schmerzreizenzu erfassen 18,19. Zu den Einschränkungen gehört jedoch, dass nur Reaktionen auf akute Reize und nicht chronische orofaziale Schmerzzustände erfasst werden. Gesichtspflege und verminderte Aufzucht werden auch als Ergebnisse von Verhaltensreaktionen in präklinischen Modellen der Migräne betrachtet20,21. Zu den Einschränkungen der ersteren gehören Schwierigkeiten bei der Unterscheidung von Schmerzreaktionen von normaler Routinepflege und anderen Empfindungen wie Juckreiz. Im letzteren Fall nimmt das Aufzuchtverhalten nach der Einführung von Nagetieren in neuartigen Umgebungen typischerweise schnell ab. Obwohl jeder dieser Verhaltensendpunkte für das Verständnis verschiedener Mechanismen, die zu Schmerzzuständen beitragen, wertvoll ist, besteht ein kritischer Bedarf an präklinischen Modellen von Schmerzstörungen wie Migräne, um Endpunkte einzubeziehen, die spezifisch cephalische Überempfindlichkeitsreaktionen erfassen. Die Beurteilung der taktilen Überempfindlichkeit der periorbitalen Haut nach duraler Stimulation ist eine Methode, die einen besseren Einblick in Mechanismen geben kann, die zu Migräne beitragen, bei denen sensorische Symptome überwiegend cephalischer Natur sind. Hier beschreiben wir eine Methode zur Verabreichung von Substanzen auf die Mausdura als präklinisches Modell der Migräne. Im Anschluss an die durale Anwendung präsentieren wir auch eine detaillierte Methode zum Testen der periorbitalen taktilen Überempfindlichkeit mit kalibrierten Von-Frey-Filamenten, die in der Dixon-Up-Down-Methode angewendet werden.
Maladaptive Veränderungen im lokalen nozizeptiven System in der Dura gelten als Schlüsselfaktor für die Kopfschmerzphase von Migräneattacken trotz fehlender Gewebeverletzung25,26. Hier stellt die Studie eine Methode vor, mit der eine minimal-invasive Stimulation der Dura eine taktile Überempfindlichkeit des Gesichts auslösen kann. Die Aufklärung der Mechanismen und Ereignisse, die an der Aktivierung des duralen Nozizeptors beteiligt sind, ohne den Schädel…
The authors have nothing to disclose.
Diese Studie wurde von den National Institutes of Health (NS104200 und NS072204 to GD) unterstützt.
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