Utilisation d’une électrode bipolaire pour créer un modèle murin d’épilepsie du lobe temporal par allumage électrique de l’amygdale

Summary

L’amygdale joue un rôle clé dans l’épilepsie du lobe temporal, qui provient et se propage à partir de cette structure. Cet article fournit une description détaillée de la fabrication d’électrodes cérébrales profondes avec des fonctions d’enregistrement et de stimulation. Il introduit un modèle d’épilepsie du lobe temporal médian provenant de l’amygdale.

Abstract

L’amygdale est l’une des origines les plus courantes des crises, et le modèle murin de l’amygdale est essentiel pour l’illustration de l’épilepsie. Cependant, peu d’études ont décrit le protocole expérimental en détail. Cet article illustre l’ensemble du processus de fabrication de modèles d’épilepsie par allumage électrique de l’amygdale, avec l’introduction d’une méthode de fabrication d’électrodes bipolaires. Cette électrode peut à la fois stimuler et enregistrer, réduisant ainsi les lésions cérébrales causées par l’implantation d’électrodes séparées pour la stimulation et l’enregistrement. Pour l’enregistrement à long terme par électroencéphalogramme (EEG), des bagues collectrices ont été utilisées pour éliminer l’interruption de l’enregistrement causée par les enchevêtrements de câbles et les chutes.

Après stimulation périodique (60 Hz, 1 s toutes les 15 min) de l’amygdale basolatérale (AP : 1,67 mm, L : 2,7 mm, V : 4,9 mm) pendant 19,83 ± 5,742 fois, un allumage complet a été observé chez six souris (défini comme l’induction de trois épisodes continus de grade V classés selon l’échelle de Racine). Un EEG intracrânien a été enregistré tout au long du processus d’allumage, et un écoulement épileptique dans l’amygdale d’une durée de 20 à 70 s a été observé après l’allumage. Par conséquent, il s’agit d’un protocole robuste pour modéliser l’épilepsie provenant de l’amygdale, et la méthode convient pour révéler le rôle de l’amygdale dans l’épilepsie du lobe temporal. Cette recherche contribue à de futures études sur les mécanismes de l’épilepsie mésiale du lobe temporal et de nouveaux médicaments antiépileptogènes.

Introduction

L’épilepsie du lobe temporal (TLE) est le type d’épilepsie le plus répandu et présente un risque élevé de conversion en épilepsie pharmacorésistante. La chirurgie, telle que l’amygdalohippocampectomie sélective, est un traitement efficace pour le TLE, et l’épileptogenèse et l’ictogenèse de la maladie sont toujours à l’étude ^1,2. Il a été démontré que la pathogenèse du TLE se produit non seulement dans l’hippocampe, mais aussi largement dans l’amygdale ^3,4. Par exemple, la sclérose en amygdale et l’élargissement de l’amygdale ont été fréquemment signalés comme étant à l’origine des crises d’ELT ^5,6. L’importance de l’amygdale ne peut être sous-estimée; Un modèle d’amygdale est essentiel pour l’étude de l’épileptogenèse, et une illustration claire de ce modèle est nécessaire de toute urgence.

Plusieurs approches ont été proposées pour induire des crises dans des modèles animaux. Dans le passé, les médicaments convulsivants étaient injectés par voie intrapéritonéale à un stade précoce⁷. Bien que cette méthode soit pratique, l’emplacement des foyers épileptiques était incertain. Avec le développement de la technologie stéréotaxique et un atlas détaillé du cerveau animal, l’injection intracrânienne de drogue a été appliquée pour résoudre le problème de localisation⁸. Cependant, l’absence d’intervention pour les crises sévères au cours de la phase aiguë a entraîné un taux de mortalité élevé, et les crises spontanées chroniques s’accompagnaient du problème de l’instabilité de la fréquence des crises et des crises ^9,10. Enfin, la méthode d’allumage électrique a été développée; Cette méthode stimule périodiquement plusieurs fois des régions spécifiques du cerveau, ce qui permet d’induire des crises avec un contrôle précis de l’emplacement et du moment d’apparition¹¹.

Un avantage de cette méthode est que l’implantation intracrânienne des électrodes est peu invasive¹². De plus, la gravité de la crise est contrôlable par la fin des stimuli, ce qui réduit la mortalité causée par les crises. Ces changements ont permis de combler les lacunes des approches précédentes. Notamment, ce modèle peut imiter adéquatement les crises humaines et est particulièrement adapté à l’étude de l’état de mal épileptique (SE) en raison de sa capacité à induire rapidement^{l’ES 13}. Il peut également être utilisé pour le dépistage des médicaments antiépileptiques¹⁴ et dans les études sur le mécanisme de l’épilepsie. Enfin, il est bien connu que l’amygdale est étroitement associée à la modulation de la mémoire, au traitement des récompenses et à l’émotion¹⁵. Les troubles de ces fonctions mentales sont souvent rencontrés chez les patients épileptiques et, par conséquent, le modèle d’épilepsie de l’amygdale peut être un meilleur choix pour étudier les problèmes émotionnels dans l’épilepsie¹⁶.

Protocol

Cette expérience a été approuvée par le Comité d’éthique des animaux expérimentaux de l’hôpital Xuanwu, Capital Medical University. Toutes les souris ont été gardées dans le laboratoire animalier de l’hôpital Xuanwu, Capital Medical University. Ce protocole est divisé en quatre parties. Les deux premières parties présentent la méthode de construction de l’électrode et du circuit électrique à l’aide d’une bague collectrice pour connecter les électrodes et l’équipement d’enregistrement/…

Representative Results

L’électrode et le circuit permettent d’enregistrer l’EEG et de fonctionner comme une stimulation (Figure 1) ; Cette configuration évite la complexité d’implanter des électrodes d’enregistrement et de stimulation séparément et minimise les dommages au tissu cérébral. L’application de bagues collectrices permet la connexion d’électrodes avec tous les types d’appareils. Nous avons pratiqué une chirurgie d’implantation d’électrodes sur s…

Discussion

L’épilepsie est un groupe de maladies aux manifestations multiples et aux causes diverses¹⁸; Il convient de noter qu’aucun modèle unique ne peut être utilisé pour tous les types d’épilepsie et que les chercheurs doivent choisir un modèle approprié pour leur étude spécifique. La présente étude présente l’une des méthodes de fabrication d’électrodes les plus accessibles. Différentes parties de cette méthode peuvent être ajustées pour s’adapter à différentes conditions…

Materials

Alexa Fluor 488-conjugated Donkey anti-Rabbit IgG	invitrogen	A-21206
c-Fos antibody		ab222699
Cranial drill	SANS	SA302
dental cement	NISSIN
EEG recording and stimulation equipment	Neuracle Technology (Changzhou) Co., Ltd	NSHHFS-210803
lead-free tin wire	BAKON
Pin header/Female header	XIANMISI		spacing of 1.27 mm
Silver wire	A-M systems	786000
Slip ring	Senring Electronics Co.,Ltd	SNM008-04
Tungsten wire	A-M systems	796000
ultrafine multi-stand wire	Shenzhen Chengxing wire and cable	UL10064-FEP
welding equipment	BAKON	BK881