Modelo de Parada Cardíaca em Camundongos para Monitoramento por Imagem e Fisiologia Cerebral durante Isquemia e Ressuscitação
Summary
Este protocolo demonstra um modelo único de parada cardíaca por asfixia em camundongos que não requer compressão torácica para ressuscitação. Esse modelo é útil para monitorar e obter imagens da dinâmica da fisiologia cerebral durante a parada cardíaca e a ressuscitação.
Abstract
A maioria dos sobreviventes de parada cardíaca (PCR) experimenta graus variados de déficits neurológicos. Para entender os mecanismos que sustentam a lesão cerebral induzida por CA e, posteriormente, desenvolver tratamentos eficazes, a pesquisa experimental de CA é essencial. Para este fim, alguns modelos de AC de mouse foram estabelecidos. Na maioria desses modelos, os camundongos são colocados em decúbito dorsal para realizar compressão torácica para ressuscitação cardiopulmonar (RCP). No entanto, esse procedimento de ressuscitação torna desafiador o imaginário/monitoramento em tempo real da fisiologia cerebral durante a AC e a ressuscitação. Para obter esse conhecimento crítico, o presente protocolo apresenta um modelo de AC por asfixia em camundongos que dispensa a etapa de RCP por compressão torácica. Esse modelo permite o estudo de alterações dinâmicas no fluxo sanguíneo, estrutura vascular, potenciais elétricos e oxigênio do tecido cerebral desde a linha de base pré-AC até a reperfusão precoce pós-AC. É importante ressaltar que esse modelo se aplica a camundongos envelhecidos. Assim, espera-se que este modelo de CA em camundongos seja uma ferramenta crítica para decifrar o impacto da AC na fisiologia cerebral.
Introduction
A parada cardíaca (PCR) continua sendo uma crise de saúde pública mundial1. Mais de 356.000 casos de CA fora do hospital e 290.000 casos de CA intra-hospitalar são relatados anualmente apenas nos EUA, e a maioria das vítimas de CA tem mais de 60 anos. Notadamente, os comprometimentos neurológicos pós-PCR são comuns entre os sobreviventes, e representam um grande desafio para o manejo da PCR2,3,4,5. Para entender as alterações patológicas cerebrais pós-PCR e seus efeitos nos desfechos neurológicos, várias técnicas de monitorização neurofisiológica e de tecido cerebral têm sido aplicadas em pacientes 6,7,8,9,10,11,12. Usando espectroscopia no infravermelho próximo, o monitoramento cerebral em tempo real também foi realizado em ratos CA para predizer desfechos neurológicos13.
No entanto, em modelos murinos de AC, esta abordagem de imagem tem sido complicada pela necessidade de compressões torácicas para restaurar a circulação espontânea, o que sempre envolve movimentação física substancial e, portanto, dificulta procedimentos de imagem delicados. Além disso, os modelos de AC são normalmente realizados com camundongos em decúbito dorsal, enquanto os camundongos devem ser voltados para a posição prona para muitas modalidades de imagem cerebral. Assim, um modelo de camundongo com movimento corporal mínimo durante a cirurgia é necessário em muitos casos para realizar imagens/monitoramento em tempo real do cérebro durante todo o procedimento de PCR, desde o pré-AC até o pós-ressuscitação.
Zhang e col. relataram um modelo de AC em camundongos que poderia ser útil para imagens cerebrais14. Em seu modelo, a AC foi induzida por injeções em bolus de vecurônio e esmolol seguidas pela interrupção da ventilação mecânica. Eles mostraram que, após 5 minutos de AC, a ressuscitação poderia ser obtida pela infusão de uma mistura de ressuscitação. Notavelmente, no entanto, a parada circulatória em seu modelo ocorreu apenas cerca de 10 s após a injeção de esmolol. Assim, esse modelo não recapitula a progressão da AC induzida por asfixia em pacientes, incluindo hipercapnia e hipóxia tecidual durante o período pré-parada.
O objetivo geral do procedimento cirúrgico atual é modelar a asfixia clínica CA em camundongos seguida de ressuscitação sem compressões torácicas. Esse modelo de AC, portanto, permite o uso de técnicas complexas de imagem para estudar a fisiologia cerebral emcamundongos15.
Protocol
Representative Results
Discussion
Em estudos experimentais de AC, asfixia, injeções de cloreto de potássio ou fibrilação ventricular derivada de corrente elétrica têm sido usadas para induzir CA 16,17,18,19,20,21,22,23. Normalmente, a RCP é necessária para ressuscitação nesses mo…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores agradecem a Kathy Gage por seu apoio editorial. Este estudo foi financiado pelo Departamento de Anestesiologia (Duke University Medical Center), bolsa da American Heart Association (18CSA34080277) e subsídios do National Institutes of Health (NIH) (NS099590, HL157354, NS117973 e NS127163).
Materials
| Adrenalin | Par Pharmaceutical | NDC 42023-159-01 | |
| Alcohol swabs | BD | 326895 | |
| Animal Bio Amp | ADInstruments | FE232 | |
| BP transducer | ADInstruments | MLT0699 | |
| Bridge Amp | ADInstruments | FE117 | |
| Heparin sodium injection, USP | Fresenius Kabi | NDC 63323-540-05 | |
| Isoflurane | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
| Laser Doppler perfusion monitor | Moor Instruments | moorVMS-LDF1 | |
| Laser speckle imaging system | RWD | RFLSI III | |
| Lubricant eye ointment | Bausch + Lomb | 339081 | |
| Micro clip | Roboz | RS-5431 | |
| Mouse rectal probe | Physitemp | RET-3 | |
| Needle electrode | ADInstruments | MLA1213 | 29 Ga, 1.5 mm socket |
| Nitrogen | Airgas | UN1066 | |
| Optic plastic fibre | Moor Instruments | POF500 | |
| Otoscope | Welchallyn | 728 | 2.5 mm Speculum |
| Oxygen | Airgas | UN1072 | |
| PE-10 tubing | BD | 427401 | Polyethylene tubing |
| Povidone-iodine | CVS | 955338 | |
| PowerLab 8/35 | ADInstruments | ||
| Rimadyl (carprofen) | Zoetis | 6100701 | Injectable 50 mg/ml |
| Small animal ventilator | Kent Scientific | RoVent Jr. | |
| Temperature controller | Physitemp | TCAT-2DF | |
| Triple antibioric & pain relief | CVS | NDC 59770-823-56 | |
| Vaporizer | RWD | R583S | |
| 0.25% bupivacaine | Hospira | NDC 0409-1159-18 | |
| 0.9% sodium chroride | ICU Medical | NDC 0990-7983-03 | |
| 1 mL plastic syringe | BD | 309659 | |
| 4-0 silk suture | Look | SP116 | Black braided silk |
| 6-0 nylon suture | Ethilon | 1698G | |
| 8.4% sodium bicarbonate Inj., USP | Hospira | NDC 0409-6625-02 | |
| 20 G IV catheter | BD | 381534 | 20GA 1.6 IN |
| 30 G PrecisionGlide needle | BD | 305106 | 30 G X 1/2 |
References
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