Modélisation de l’AVC chez la souris: occlusion transitoire de l’artère cérébrale moyenne via l’artère carotide externe
Summary
Différents modèles d’occlusion de l’artère cérébrale moyenne (MCAo) sont utilisés dans la recherche expérimentale sur les accidents vasculaires cérébraux. Ici, un modèle expérimental d’AVC de MCAo transitoire via l’artère carotide externe (ECA) est décrit, qui vise à imiter l’AVC humain, dans lequel le thrombus cérébrovasculaire est enlevé en raison d’une lyse spontanée du caillot ou d’un traitement.
Abstract
L’AVC est la troisième cause de mortalité la plus fréquente et la principale cause d’invalidité acquise chez les adultes dans les pays développés. À ce jour, les options thérapeutiques sont limitées à une petite proportion de patients victimes d’un AVC dans les premières heures suivant l’AVC. De nouvelles stratégies thérapeutiques sont largement étudiées, en particulier pour prolonger la fenêtre de temps thérapeutique. Ces recherches actuelles comprennent l’étude d’importantes voies physiopathologiques après un AVC, telles que l’inflammation post-AVC, l’angiogenèse, la plasticité neuronale et la régénération. Au cours de la dernière décennie, les groupes de recherche indépendants se sont de plus en plus préoccupés par la faible reproductibilité des résultats expérimentaux et des résultats scientifiques. Pour surmonter la soi-disant « crise de la réplication », des modèles standardisés détaillés pour toutes les procédures sont nécessaires de toute urgence. Dans le cadre d’un effort au sein du consortium de recherche « ImmunoStroke » (https://immunostroke.de/), un modèle murin standardisé d’occlusion transitoire de l’artère cérébrale moyenne (MCAo) est proposé. Ce modèle permet la restauration complète du flux sanguin lors de l’élimination du filament, simulant la lyse thérapeutique ou spontanée des caillots qui se produit dans une grande proportion des accidents vasculaires cérébraux humains. La procédure chirurgicale de ce modèle d’AVC « filament » et les outils pour son analyse fonctionnelle sont présentés dans la vidéo d’accompagnement.
Introduction
L’AVC est l’une des causes les plus fréquentes de décès et d’invalidité dans le monde. Bien qu’il existe principalement deux formes distinctes d’AVC, ischémique et hémorragique, 80 à 85% de tous les cas d’AVC sont ischémiques1. Actuellement, seuls deux traitements sont disponibles pour les patients victimes d’AVC ischémique : le traitement pharmacologique avec un activateur tissulaire recombinant du plasminogène (rtPA) ou une thrombectomie mécanique. Cependant, en raison de la fenêtre de temps thérapeutique étroite et des multiples critères d’exclusion, seul un nombre restreint de patients peut bénéficier de ces options de traitement spécifiques. Au cours des deux dernières décennies, la recherche préclinique et translationnelle sur les AVC s’est concentrée sur l’étude des approches neuroprotectrices. Cependant, tous les composés qui ont atteint les essais cliniques n’ont jusqu’à présent montré aucune amélioration pour le patient2.
Étant donné que les modèles in vitro ne peuvent pas reproduire avec précision toutes les interactions cérébrales et les mécanismes physiopathologiques de l’AVC, les modèles animaux sont cruciaux pour la recherche préclinique sur l’AVC. Cependant, il n’est pas possible d’imiter tous les aspects de l’AVC ischémique humain dans un seul modèle animal, car l’AVC ischémique est une maladie très complexe et hétérogène. Pour cette raison, différents modèles d’AVC ischémiques ont été développés au fil du temps chez différentes espèces. La photothrommbose des artérioles cérébrales ou l’occlusion distale permanente de l’artère cérébrale moyenne (ACM) sont des modèles couramment utilisés qui induisent de petites lésions définies localement dans le néocortex3,4. En plus de ceux-ci, le modèle de course le plus couramment utilisé est probablement le soi-disant « modèle de filament », dans lequel une occlusion transitoire de MCA est obtenue. Ce modèle consiste en une introduction transitoire d’un filament de suture à l’origine du MCA, conduisant à une réduction brutale du flux sanguin cérébral et à un infarctus important subséquent des régions cérébrales sous-corticales et corticales5. Bien que la plupart des modèles d’AVC imitent les occlusions MCA 6,le « modèle de filament » permet une délimitation précise du temps ischémique. La reperfusion par élimination de filament imite le scénario clinique humain de restauration du flux sanguin cérébral après une lyse spontanée ou thérapeutique (rtPA ou thrombectomie mécanique). À ce jour, différentes modifications de ce « modèle de filament » ont été décrites. Dans l’approche la plus courante, décrite pour la première fois par Longa et al. en 19895, un filament revêtu de silicium est introduit via l’artère carotide commune (CCA) à l’origine du MCA7. Bien qu’il s’agisse d’une approche largement utilisée, ce modèle ne permet pas une restauration complète du flux sanguin pendant la reperfusion, car le CCA est ligaturé de manière permanente après l’élimination du filament.
Au cours de la dernière décennie, un nombre croissant de groupes de recherche se sont intéressés à la modélisation de l’AVC chez la souris à l’aide de ce « modèle de filament ». Cependant, la variabilité considérable de ce modèle et le manque de normalisation des procédures sont quelques-unes des raisons de la grande variabilité et de la faible reproductibilité des résultats expérimentaux et des découvertes scientifiques rapportés jusqu’à présent2,8. Une cause potentielle de la « crise de réplication » actuelle, en référence à la faible reproductibilité entre les laboratoires de recherche, est les volumes d’infarctus d’AVC non comparables entre les groupes de recherche utilisant la même méthodologie expérimentale9. En fait, après avoir mené la première étude préclinique randomisée contrôlée multicentrique10, nous avons pu confirmer que le manque de normalisation suffisante de ce modèle expérimental d’AVC et des paramètres de résultat ultérieurs étaient les principales raisons de l’échec de la reproductibilité dans les études précliniques entre laboratoires indépendants11 . Ces différences drastiques dans les tailles d’infarctus qui en résultent, malgré l’utilisation du même modèle d’AVC, constituent à juste titre une menace non seulement pour la recherche de confirmation, mais aussi pour les collaborations scientifiques en raison du manque de modèles robustes et reproductibles.
À la lumière de ces défis, nous avons cherché à développer et à décrire en détail la procédure d’un modèle MCAo transitoire standardisé tel qu’utilisé pour les efforts de recherche collaboratifs au sein du consortium de recherche « ImmunoStroke » (https://immunostroke.de/). Ce consortium vise à comprendre les interactions cerveau-immunité qui sous-tendent les principes mécanistes de la récupération après un AVC. En outre, des méthodes histologiques et fonctionnelles connexes pour l’analyse des résultats de l’AVC sont présentées. Toutes les méthodes sont basées sur des procédures opérationnelles normalisées établies utilisées dans tous les laboratoires de recherche du consortium ImmunoStroke.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le présent protocole décrit un modèle expérimental d’AVC basé sur l’accord consensuel d’un consortium de recherche multicentrique allemand (« ImmunoStroke ») pour établir un modèle MCAo transitoire standardisé. Le modèle transitoire MCAo établi en introduisant un filament recouvert de silicium à travers l’ECA à l’origine du MCA est l’un des modèles de course les plus largement utilisés pour obtenir une reperfusion artérielle après une période d’occlusion délimitée. Par conséquent, cett…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions tous nos partenaires de collaboration des consortiums ImmunoStroke (FOR 2879, From immune cells to stroke recovery) pour leurs suggestions et discussions. Ce travail a été financé par la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fondation allemande pour la recherche) dans le cadre de la stratégie d’excellence de l’Allemagne dans le cadre du Cluster de Munich pour la neurologie des systèmes (EXC 2145 SyNergy – ID 390857198) et dans le cadre des subventions LI-2534/6-1, LI-2534/7-1 et LL-112/1-1.
Materials
| 45° ramp | H&S Kunststofftechnik | height: 18 cm | |
| 5/0 threat | Pearsalls | 10C103000 | |
| 5 mL Syringe | Braun | ||
| Acetic Acid | Sigma Life Science | 695092 | |
| Anesthesia system for isoflurane | Drager | ||
| Bepanthen pomade | Bayer | ||
| C57Bl/6J mice | Charles River | 000664 | |
| Clamp | FST | 12500-12 | |
| Clip | FST | 18055-04 | |
| Clip holder | FST | 18057-14 | |
| Cotons | NOBA Verbondmitel Danz | 974116 | |
| Cresyl violet | Sigma Life Science | C5042-10G | |
| Cryostat | Thermo Scientific CryoStarNX70 | ||
| Ethanol 70% | CLN Chemikalien Laborbedorf | 521005 | |
| Ethanol 96% | CLN Chemikalien Laborbedorf | 522078 | |
| Ethanol 99% | CLN Chemikalien Laborbedorf | ETO-5000-99-1 | |
| Filaments | Doccol | 602112PK5Re | |
| Fine 45 angled forceps | FST | 11251-35 | |
| Fine forceps | FST | 11252-23 | |
| Fine Scissors | FST | 14094-11 | |
| Glue | Orechseln | BSI-112 | |
| Hardener Glue | Drechseln & Mehr | BSI-151 | |
| Heating blanket | FHC DC Temperature Controller | ||
| Isoflurane | Abbot | B506 | |
| Isopentane | Fluka | 59070 | |
| Ketamine | Inresa Arzneimittel GmbH | ||
| Laser Doppler | Perimed | PF 5010 LDPM, Periflux System 5000 | |
| Laser Doppler probe | Perimed | 91-00123 | |
| Phosphate Buffered Saline pH: 7.4 | Apotheke Innestadt Uni Munchen | P32799 | |
| Recovery chamber | Mediheat | ||
| Roti-Histokit mounting medium | Roth | 6638.1 | |
| Saline solution | Braun | 131321 | |
| Scalpel | Feather | 02.001.30.011 | |
| Silicon-coated filaments | Doccol | 602112PK5Re | |
| Stereomicropscope | Leica | M80 | |
| Superfrost Plus Slides | Thermo Scientific | J1800AMNZ | |
| Vannas Spring Scissors | FST | 15000-00 | |
| Xylacine | Albrecht |
References
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