Een muizenmodel van subarachnoïdale bloeding
Summary
Een gestandaardiseerde muismodel van subarachnoïdale bloeding door intraluminale Cirkel van Willis perforatie wordt beschreven. Vaatperforatie en subarachnoïdale bloeden worden bewaakt door intracraniële druk monitoring. Daarnaast zorgen verschillende vitale parameters worden geregistreerd en gecontroleerd om fysiologische omstandigheden te handhaven.
Abstract
In deze video publicatie een gestandaardiseerd muismodel van subarachnoïdale bloeding (SAB) wordt gepresenteerd. Bloeden wordt geïnduceerd door endovasculaire Cirkel van Willis perforatie (CWP) en bewezen door intracraniële druk (ICP) monitoring. Waardoor een homogene bloed verdeling in subarachnoïdale ruimtes rond de arteriële circulatie en cerebellaire scheuren wordt bereikt. Dier fysiologie wordt onderhouden door intubatie, mechanische ventilatie, en continue on-line monitoring van diverse fysiologische en cardiovasculaire parameters: lichaamstemperatuur, systemische bloeddruk, hartslag, en hemoglobine verzadiging. Waardoor de cerebrale perfusiedruk kan goed worden gevolgd waardoor minder variabel volume van extravasatie van bloed. Dit maakt een betere standaardisatie van endovasculaire filament perforatie in muizen en maakt het hele model zeer reproduceerbaar. Het is dus direct beschikbaar voor farmacologische en pathofysiologische studies in wild type en genetischely veranderde muizen.
Introduction
SAH is de beroerte subtype met de minst gunstige uitkomst voor patiënten: 40% van de patiënten overlijdt binnen een maand na de bloeding 1 en overlevenden hebben zelden een klinisch gunstig resultaat.
De grote meerderheid van spontane SAHS (80%) worden veroorzaakt door breuk van intracraniële aneurysmata die meestal gelegen langs de voorste en achterste communiceren slagader, de basilaire slagader, en midden cerebrale slagader (MCA) 2.
Dergelijke aneurysma's zijn moeilijk te modelleren in dieren en dus diermodellen van SAB zijn ofwel uitgevoerd door injectie van bloed in de subarachnoïdale ruimte / cerebrale ventrikels of endovasculaire perforatie van een subarachnoïdale vaartuig.
Autoloog bloed injectie in de cisterna magna is eenvoudig uit te voeren en reproduceerbaar het bloedvolume direct kan worden gecontroleerd 3. Helaas zijn sommige aspecten van de SAH pathofysiologie, bijvoorbeeld devatverwonding, kan niet worden gemodelleerd door deze procedure. Een andere technische benadering voor de inductie van SAH is de opening van een intracisternale ader 4.
De intraluminale CWP op de MCA aftakking schijnt de procedure die modellen de pathofysiologie bij mensen nauwst 5 zijn. De methode werd ontwikkeld en eerst beschreven in ratten Bederson en collega's en tegelijkertijd door Veelken 6,7 en collega's. Later werd het intraluminale perforatie model aangepast aan muizen 8,9. Een filament wordt in de externe halsslagader (ECA) geplaatst en schoof op naar de schedelbasis via de interne halsslagader (ICA). Op het vertakkingspunt van de MCA perforeert de gloeidraad het schip en induceert een bloeden in de subarachnoïdale ruimte aan de schedelbasis. Het bloed verdeelt dan in de resterende subarachnoïdale ruimte langs scheuren en bloedvaten. Bloeden wordt gestopt door stolselvorming op de plaats van perforatie, maar rebleedings, which zijn vaak schadelijk bij patiënten 10, kan optreden. Dienovereenkomstig, de endovasculaire filament model werd een veelgebruikt SAH model tijdens de afgelopen jaren. De meest genoemde nadeel van de gloeidraad perforatie model is dat bloeden volume niet direct kan worden gecontroleerd en kan derhalve variabel. Deze variabiliteit kan aanzienlijk worden verminderd door een strikte beheersing van dierlijke fysiologie en post-hemorragische ICP.
Muizen hebben het grote voordeel dat een groot aantal genetisch gemodificeerde stammen beschikbaar. Vanwege hun kleine omvang chirurgische procedures vaak complexer dan in grotere soorten, zoals ratten of konijnen. Daarom is de inkrimping van de technieken voor de ratten muizen vaak niet tot de gewenste resultaten, bijvoorbeeld als muizen hebben een zeer beperkte lichaamsgewicht en het bloedvolume invasieve technieken voor bloeddruk en gasanalyse en voor hemoglobine verzadiging en hartslagmoeten mogelijk worden toegepast wanneer. Dienovereenkomstig is het doel van de huidige publicatie het filament perforatie model SAH beschrijven muizen en aan hoe dit model in een gestandaardiseerde en zeer reproduceerbare wijze kan worden uitgevoerd.
Protocol
Representative Results
Discussion
Behandeling opties na een SAB zijn schaars en meestal ondoeltreffend. Daarom is de pathofysiologie van post-hemorragische hersenbeschadiging moet verder worden begrepen om nieuwe therapeutische targets te identificeren en nieuwe therapeutische benaderingen te ontwikkelen. Gestandaardiseerd en goed reproduceerbare diermodellen in genetisch gemodificeerde dieren, dwz muizen, zijn cruciaal voor dergelijke onderzoeken. De CWP model is uitgegroeid tot een veel gebruikt model voor SAH als het lijkt op de pathofysiolo…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Het huidige onderzoek is gefinancierd door de Solorz-Zak Research Foundation.
Materials
| Equipment | |||
| operation microscope | Leica | KL2500 | |
| isoflurane vaporizer | Harvard Instruments | Continuous Flow Vaporizer | |
| respirator | Hugo Sachs | Minivent 845 | |
| microcapnograph | Hugo Sachs | Type 340 | |
| temperature controller | FHC | DC Temperature Controller | |
| dental drill | Paggen | Labset- N | |
| ICP monitor | Codman | ICP monitor | |
| blood pressure monitor | AD Instruments | Bridge Amp FE221 | |
| syringe pump | World Precision Instruments | SP101IZ | |
| pulsoximeter | Kent Scientific | MouseSTAT | |
| LDF | Perimed | Periflux 5000 | |
| analog data monitor | AD Instruments | Power Lab 16/35 | |
| Material | |||
| cement for ICP probe fixation | Speiko | Carboxylate cement | |
| glue for LDF probe fixation | Bob Smith Industries | Cyanoacrylate glue (Maxi Cure and Insta Set) | |
| venous catheter | Johnson & Johnson | Jelco winged i.v. catheter; REF 4076 | modified intubation tube |
| tubing for femoral catheter | Smiths Medical | Fine Bore Polythene Tubing; ID 0.28 mm OD 0.61 mm; REF 800/100/100 | cut to 30 cm length |
| filament for vessel perforation | Ethicon | Prolene 5-0 | cut to 12 mm length |
| surgical equipment | Fine Scientific Instruments | forceps medical #5, vessel scissors 8 cm, microclip 4 mm jaw |
References
- Cahill, J., Zhang, J. H. Subarachnoid hemorrhage: is it time for a new direction. Stroke. 40, 86-87 (2009).
- van Gijn, J., Kerr, R. S., Rinkel, G. J. Subarachnoid haemorrhage. Lancet. 369, 306-318 (2007).
- Lin, C. L., et al. A murine model of subarachnoid hemorrhage-induced cerebral vasospasm. J. Neurosci. Methods. 123, 89-97 (2003).
- Altay, T., et al. A novel method for subarachnoid hemorrhage to induce vasospasm in mice. J. Neurosci. Methods. 183, 136-140 (2009).
- Feiler, S., Friedrich, B., Scholler, K., Thal, S. C., Plesnila, N. Standardized induction of subarachnoid hemorrhage in mice by intracranial pressure monitoring. J. Neurosci. Methods. 190, 164-170 (2010).
- Bederson, J. B., Germano, I. M., Guarino, L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in the rat. Stroke. 26, 1086-1091 (1995).
- Veelken, J. A., Laing, R. J., Jakubowski, J. The Sheffield model of subarachnoid hemorrhage in rats. Stroke. 26, 1279-1283 (1995).
- Kamii, H., et al. Amelioration of vasospasm after subarachnoid hemorrhage in transgenic mice overexpressing CuZn-superoxide dismutase. Stroke. 30, 867-871 (1999).
- Parra, A., et al. Mouse model of subarachnoid hemorrhage associated cerebral vasospasm: methodological analysis. Neurol. Res. 24, 510-516 (2002).
- Broderick, J. P., Brott, T. G., Duldner, J. E., Tomsick, T., Leach, A. Initial and recurrent bleeding are the major causes of death following subarachnoid hemorrhage. Stroke. 25, 1342-1347 (1994).
- Thal, S. C., Plesnila, N. Non-invasive intraoperative monitoring of blood pressure and arterial pCO2 during surgical anesthesia in mice. J. Neurosci. Methods. 159, 261-267 (2007).
- Hockel, K., Trabold, R., Scholler, K., Torok, E., Plesnila, N. Impact of anesthesia on pathophysiology and mortality following subarachnoid hemorrhage in rats. Exp. Transl. Stroke Med. 4, 5 (2012).
- Wang, Z., Schuler, B., Vogel, O., Arras, M., Vogel, J. What is the optimal anesthetic protocol for measurements of cerebral autoregulation in spontaneously breathing mice?. Exp. Brain Res. 207, 249-258 (2010).
- Schwartz, A. Y., Masago, A., Sehba, F. A., Bederson, J. B. Experimental models of subarachnoid hemorrhage in the rat: a refinement of the endovascular filament model. J. Neurosci. Methods. 96, 161-167 (2000).
- Feiler, S., Plesnila, N., Thal, S. C., Zausinger, S., Scholler, K. Contribution of matrix metalloproteinase-9 to cerebral edema and functional outcome following experimental subarachnoid hemorrhage. Cerebrovasc. Dis. 32, 289-295 (2011).
