Det mest bemærkelsesværdige symptom på migræne er alvorlige hovedsmerter, og det antages, at dette formidles af sensoriske neuroner, der innerverer meninges. Her præsenterer vi en metode til lokalt at anvende stoffer på dura på en minimalt invasiv måde, mens vi bruger ansigtsoverfølsomhed som output.
De kraniale meninges, der består af dura mater, arachnoid og pia mater, menes primært at tjene strukturelle funktioner for nervesystemet. For eksempel beskytter de hjernen mod kraniet og forankrer / organiserer den vaskulære og neuronale forsyning af cortex. Meninges er imidlertid også impliceret i nervesystemforstyrrelser som migræne, hvor smerten oplevet under migræne tilskrives lokal steril inflammation og efterfølgende aktivering af lokale nociceptive afferenter. Af lagene i meninges er dura mater af særlig interesse for migrænes patofysiologi. Det er stærkt vaskulariseret, har lokale nociceptive neuroner og er hjemsted for en bred vifte af hjemmehørende celler såsom immunceller. Subtile ændringer i det lokale meningeale mikromiljø kan føre til aktivering og sensibilisering af dural perivaskulære nociceptorer, hvilket fører til migrænesmerter. Undersøgelser har forsøgt at adressere, hvordan durale afferenter bliver aktiveret / sensibiliseret ved hjælp af enten in vivo elektrofysiologi, billeddannelsesteknikker eller adfærdsmodeller, men disse kræver ofte meget invasive operationer. Denne protokol præsenterer en metode til forholdsvis ikke-invasiv anvendelse af forbindelser på dura mater i mus og en egnet metode til måling af hovedpinelignende taktil følsomhed ved hjælp af periorbital von Frey-test efter dural stimulering. Denne metode opretholder integriteten af dura og kraniet og reducerer forvirrende virkninger fra invasive teknikker ved at injicere stoffer gennem en 0,65 mm modificeret kanyle ved krydset mellem usmeltede sagittale og lambdoid suturer. Denne prækliniske model vil gøre det muligt for forskere at undersøge en bred vifte af dural stimuli og deres rolle i den patologiske progression af migræne, såsom nociceptoraktivering, immuncelleaktivering, vaskulære ændringer og smerteadfærd, samtidig med at der opretholdes skadefrie tilstande til kraniet og meninges.
Migrænesmerter er fortsat et stort folkesundhedsproblem over hele verden. Verdenssundhedsorganisationen rangerer den som den sjette mest udbredte sygdom i verden, der rammer knap 15% af Jordens befolkning1 og forårsager en betydelig socioøkonomisk byrde for samfundet 2,3. Behandlingsmuligheder og deres virkning har været suboptimale og giver kun symptomatisk lindring og ændrer ikke signifikant patofysiologiske hændelser, der under migræneforekomst 4,5. Manglen på behandlingssucces skyldes sandsynligvis, at migræne er en multifaktoriel lidelse, hvis patologi er dårligt forstået, hvilket fører til et begrænset antal terapeutiske mål. Migræne er også udfordrende at fange fuldt ud i dyremodeller, især i betragtning af at migrænediagnosen stilles på baggrund af verbal kommunikation med patienter, der beskriver deres oplevelse med migrænekendetegn som aura, hovedpine, fotofobi og allodyni. Ikke desto mindre er det vigtigt at bemærke, at de seneste fremskridt inden for migrænebehandlinger i øjeblikket overgår behandlinger for mange neurologiske tilstande, der er blevet godt valideret af prækliniske modeller. For eksempel har monoklonale antistoffer og små molekyler, der er målrettet mod calcitonin genrelateret peptid eller dets receptor, haft stor succes med at forbedre livskvaliteten for migrænepatienter og kan potentielt transformere den kliniske styring af migræne. Mens der har været fremskridt i forståelsen af denne lidelse, er der fortsat meget, der endnu ikke er belyst.
Baseret på prækliniske dyremodeller og humane undersøgelser er det almindeligt accepteret, at migrænehovedpine initieres ved afvigende aktivering af nociceptive fibre inden for meninges, der signalerer gennem trigeminus- og øvre cervikal dorsal-root ganglier 6,7,8,9,10. På trods af denne teori bruger mange undersøgelser stadig systemisk administration af lægemidler til at forstå underliggende bidragende mekanismer i migræne. Mens systemisk dosering af lægemidler har styrket vores forståelse væsentligt, vurderer disse resultater ikke direkte, om lokale handlinger inden for målvævet af interesse spiller en rolle i migræne. Omvendt har flere undersøgelser taget en tilgang til at stimulere duraen; Disse eksperimenter kræver imidlertid kanyleimplantation via en invasiv kraniotomi og forlængede restitutionstider11,12. På grund af disse begrænsninger udviklede vi en minimalt invasiv tilgang til lokalt at stimulere duraen, hvor manglen på en kraniotomi eliminerer postkirurgisk genopretning og giver mulighed for øjeblikkelig testning i vågne dyr 12,13,14. Disse injektioner udføres under let isofluranbedøvelse og administreres ved krydset mellem sagittale og lambdoid suturer i mus.
Flere tilgange er blevet udviklet til at evaluere nociceptive adfærdsmæssige reaktioner hos gnavere15. Kutan allodyni er blevet rapporteret hos ca. 80% af migrænepatienter16,17 og repræsenterer et potentielt translationelt endepunkt til brug hos gnavere. I prækliniske modeller er anvendelsen af von Frey-filamenter på plantarområdet i gnaverpoten blevet brugt til at vurdere smerteadfærd i prækliniske migrænemodeller. Den primære begrænsning ved denne tilgang er, at den ikke tester den cephaliske region. Ansigtsgrimasse scoring er blevet brugt til at fange smerteadfærd hos gnavere ved at analysere ansigtsudtryk efter induktion af smertestimuli18,19. Imidlertid omfatter dens begrænsninger kun at fange reaktioner på akutte stimuli og ikke kroniske orofaciale smertetilstande. Ansigtspleje og nedsat opdræt betragtes også som output af adfærdsmæssige reaktioner i prækliniske modeller af migræne20,21. Begrænsninger af førstnævnte omfatter vanskeligheder med at skelne smerteresponser fra normal rutinemæssig pleje og andre fornemmelser såsom kløe. I tilfælde af sidstnævnte falder opdrætsadfærd typisk hurtigt efter introduktionen af gnavere til nye miljøer. Selvom hvert af disse adfærdsmæssige endepunkter er værdifulde i forståelsen af forskellige mekanismer, der bidrager til smertetilstande, er der et kritisk behov for prækliniske modeller af smertelidelser som migræne for at inkludere endepunkter, der specifikt fanger cephalic overfølsomhedsresponser. Vurdering af den periorbitale huds taktile overfølsomhed efter dural stimulering er en metode, der kan give bedre indsigt i mekanismer, der bidrager til migræne, hvor sensoriske symptomer overvejende er cephaliske. Her beskriver vi en metode til at administrere stoffer på musen dura som en præklinisk model af migræne. Efter dural anvendelse præsenterer vi også en detaljeret metode til test af periorbital taktil overfølsomhed ved hjælp af kalibrerede von Frey-filamenter anvendt i Dixon-op-ned-metoden.
Maladaptive ændringer i det lokale nociceptive system i dura betragtes som en vigtig bidragyder til hovedpinefasen af migræneanfald på trods af mangel på vævsskade25,26. Her præsenterer studiet en metode, hvor minimalt invasiv stimulering af dura kan fremkalde ansigt taktil overfølsomhed. Belysning af de mekanismer og hændelser, der er involveret i aktivering af dural nociceptor uden at forårsage skade på kraniet og vævene, kan mere præcist afspejle m…
The authors have nothing to disclose.
Denne undersøgelse blev støttet af National Institutes of Health (NS104200 og NS072204 til GD).
4 oz Hot Paper Cups | Choice Paper Company | 5004W | https://www.webstaurantstore.com/choice-4-oz-white-poly-paper-hot-cup-case/5004W.html |
Absorbent Underpads | Fisherbrand | 14-206-65 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-absorbent-underpads-8/p-306048 |
C313I/SPC Internal 28 G cannula | P1 Technologies (formerly Plastics One) | 8IC313ISPCXC | I.D. 18 mm, O.D. 35 mm |
Gastight Model 1701 SN Syringes | Hamilton | 80008 | https://www.hamiltoncompany.com/laboratory-products/syringes/80008 |
Ismatec Pump Tubing, 0.19 mm | Cole-Palmer | EW-96460-10 | https://www.coleparmer.com/i/ismatec-pump-tubing-2-stop-tygon-s3-e-lab-0-19-mm-id-12-pk/9646010 |
Stand with chicken wire | Custom | The galvanized steel chicken wire dimensions are 0.25 in. x 19-gauge | |
Testing Rack with individual Chambers | Custom | Each chamber should have a division between each mouse and lids to contain the mouse. The chambers should also be large enough to hold a 4 oz. paper cup. | |
von Frey Filaments | Touch test/Stoelting | 58011 | https://www.stoeltingco.com/touch-test.html |