Un modèle de furet de l'inflammation-sensibilisée dommages du cerveau hypoxique-ischémique sténomique s'est
Summary
La méthode décrit les dommages hypoxiques-ischémiques et hyperoxiques hypoxiques et hyperoxic inflammation-sensibilités de cerveau dans le furet de P17 pour modeler l’interaction complexe entre l’inflammation prolongée et les dommages de cerveau oxydants éprouvés dans un certain nombre de enfants en bas âge prématurés en retard.
Abstract
Il existe un besoin continu de modèles cliniquement pertinents d’infection périnatale et d’hypoxie-ischémie (HI) dans lesquels tester des interventions thérapeutiques pour les nourrissons atteints de la séquelle neurologique de la prématurité. Les furets sont des candidats idéaux pour modéliser le cerveau humain prématuré, car ils naissent lissencephalic et développent des cerveaux gyrencephalic postnatally. À la naissance, le développement du cerveau du furet est semblable à un fœtus humain de 13 semaines, avec 17 trousses postnatales (P) considérées comme équivalentes à celles d’un nourrisson à 32 à 36 semaines de gestation. Nous décrivons un modèle de blessure dans le furet de P17, où l’administration de lipopolysaccharide est suivie par l’ischémie cérébrale bilatérale, l’hypoxie, et l’hyperoxia. Ceci simule l’interaction complexe de l’inflammation prolongée, de l’ischémie, de l’hypoxie, et du stress oxydatif éprouvé dans un certain nombre de nouveau-nés qui développent des dommages de cerveau. Les animaux blessés présentent une gamme de sévérité brute de blessure, avec des changements morphologiques dans le cerveau comprenant le rétrécissement du gyri cortical multiple et du sulci associé. Les animaux blessés montrent également un développement réflexe ralenti, une vitesse de locomotion plus lente et plus variable dans une passerelle automatisée, et une diminution de l’exploration dans un champ ouvert. Ce modèle fournit une plate-forme dans laquelle tester les thérapies putatives pour les nourrissons atteints d’encéphalopathie néonatale associée à l’inflammation et à l’HI, les mécanismes d’étude des blessures qui affectent le développement cortical, et d’étudier les voies qui fournissent la résilience dans animaux non affectés.
Introduction
Il existe un besoin continu de grands modèles animaux qui reflètent la physiopathologie de la prématurité et de l’hypoxie-ischémie périnatale dans lesquelles des interventions thérapeutiques pour les nourrissons peuvent être testées. En 2017, 9,93 % des 382 726 nourrissons nés aux États-Unis sont nés prématurément, et 84 % de ces nourrissons sont nés entre 32 et 36 semaines de gestation1. Chez les prématurés, l’exposition périnatale à l’infection ou à l’inflammation est courante, où l’activation immunitaire maternelle due à des agents pathogènes viraux ou bactériens peut initier un travail prématuré. Après la naissance, les nouveau-nés prématurés sont à risque élevé de septicémie précoce ou tardive2. Les enfants en bas âge prématurés éprouvent également fréquemment des périodes d’hypoxie, d’hypotension, et d’hyperoxia dues à leur système cardiorespiratoire immature, tension élevée d’oxygène dans l’atmosphère relative à ceux éprouvés in utero, et expositions iatrogenic. En outre, chez les nouveau-nés prématurés, les défenses antioxydantes sont immatures3 et les facteurs pro-apoptotiques sont naturellement upregulated4. Le stress oxydatif et la mort cellulaire conduisent à l’activation du système immunitaire et à la neuroinflammation. Ces facteurs combinés sont pensés pour contribuer à la vulnérabilité développementale et physiologique du cerveau, et ont comme conséquence ou exacerber l’encéphalopathie liée aux résultats développementaux pauvres dans les enfants en bas âge prématurés5,6,7.
En raison des similitudes physiques et développementales que le cerveau du furet partage avec le cerveau humain, le furet est une espèce attrayante dans laquelle modéliser les lésions cérébrales8,9,10,11,12. Les furets sont également des candidats idéaux pour modéliser le cerveau humain prématuré, car ils sont nés lissencephalic et développent des cerveaux gyrencephalic postnatally, qui fournit une fenêtre dans laquelle exposer le cerveau en développement aux insultes qui imitent ceux éprouvés par les enfants en bas âge prématurément. À la naissance, le développement du cerveau du furet est semblable à un fœtus humain de 13 semaines, avec 17 trousses postnatales (P) considérées comme équivalentes à celles d’un nourrisson à 32 à 36 semaines de gestation13.
Notre groupe a récemment publié un modèle de lésions cérébrales extrêmement prématurées (28 semaines de gestation) chez le furet P10 en combinant la sensibilisation inflammatoire avec escherichia coli lipopolysaccharide (LPS) avec une exposition ultérieure à l’hypoxie et à l’hyperoxie12. Dans le protocole suivant, nous décrivons maintenant un modèle prématuré en retard dans le furet de P17, où la sensibilisation de LPS est suivie par l’ischémie cérébrale bilatérale, l’hypoxie, et l’hyperoxia. Il en résulte des blessures plus graves chez un sous-ensemble d’animaux, et modélise plus étroitement l’interaction complexe de l’inflammation prolongée, de l’ischémie, de l’hypoxie, et du stress oxydatif éprouvé dans un certain nombre de nouveau-nés prématurés qui développent des dommages de cerveau.
Protocol
Representative Results
Discussion
En raison des similitudes physiques et développementales partagées entre le cerveau du furet et le cerveau humain, le furet est de plus en plus utilisé pour modéliser les lésions cérébrales adultes et développementales. 8,9,10,11,12. Cependant, la recherche à ce jour suggère que le cerveau de furet est résistant aux dommages initiaux aussi bien que …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
L’élaboration du modèle a été financée par la Fondation Bill et Melinda Gates, ainsi que par la subvention 5R21NS093154-02 (NICHD).
Materials
| 80% Oxygen | Praxair | ||
| 9% Oxygen | Praxair | ||
| Absorbent benchtop protector | Kimtech | 7546 | |
| Automated catwalk | Noldus | ||
| Betadine surgical scrub | |||
| Bupivacaine | Patterson Veterinary | 07-888-9382 | |
| Buprenorphine | |||
| Calipers | SRA Measurement Products | ME-CAL-FP-200 | 200mm range, .01 mm resolution |
| Cotton Gauze Sponge | Fisher Scientific | 22028556 | |
| Curved fine hemostat | Roboz | RS-7101 | |
| Curved forceps | World Precision Instruments | 501215 | |
| Curved suture-tying hemostat | Roboz | RS-7111 | |
| Ethovision tracking software | Noldus | ||
| Eye Lubricant | Rugby | NDC 0536-1970-72 | |
| Ferrets (Mustela putorius furo) | Marshall Biosciences | Outbred (no specific strain) | |
| Formalin | Fisher Scientific | SF100-4 | 10% (Phosphate Buffer/Certified) |
| Hair Clippers | Conair | GMT175N | |
| Insulin Syringes | BD | 329461 | 0.3 cc 3 mm 31G |
| Isoflurane | Piramal | 66794-017-25 | |
| Lidocaine | Patterson Veterinary | 07-808-8202 | |
| LPS | List Biological | LPS Ultrapure #423 | |
| Oxygen sensor | BW Gas Alert | GAXT-X-DL-2 | |
| Pentobarbital | |||
| Plastic chamber | Tellfresh | 1960 | 10L; 373x270x135mm |
| Saline Solution, 0.9% | Hospira | RL-4492 | |
| Scalpel blade | Integra Miltex | 297 | |
| Scalpel handle | World Precision Instruments | 500236 | #3, 13cm |
| Sterile suture | Fine Science Tools | 18020-50 | Braided Silk, 5/0 |
| Surgical clip applicator | Fine Science Tools | 12020-09 | |
| Surgical clip remover | Fine Science Tools | 12023-00 | |
| Surgical drapes | Medline Unidrape | VET3000 | |
| Surgical gloves | Ansell Perry Inc | 5785004 | |
| Surigical clips | Fine Science Tools | 12022-09 | |
| Thermometer (rectal) | YSI | Precision 4000A | |
| Thermometer (water) | Fisher Scientific | 14-648-26 | |
| Umbilical tape | Grafco | 3031 | Sterile |
| Water bath | Thermo Scientific | TSCOL19 | 19L |
References
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