Ottimizzazione delle tecniche urodinamiche del topo per una maggiore precisione
Summary
Questo protocollo fornisce una guida per impermeabilizzare la pelle con cianoacrilato per prevenire l’assorbimento dell’urina da parte del pelo e della pelle. Include le istruzioni per l’applicazione della colla sulla pelle, l’impianto di un catetere vescicale ed elettrodi per la cistometria e le registrazioni elettromiografiche dello sfintere uretrale esterno nei topi svegli.
Abstract
La misurazione accurata dei parametri urinari nei topi svegli è fondamentale per comprendere la disfunzione del tratto urinario inferiore (LUT), in particolare in condizioni come la lesione post-traumatica del midollo spinale (SCI) della vescica neurogena. Tuttavia, l’esecuzione di registrazioni cistometriche nei topi presenta notevoli sfide. Quando i topi sono in una posizione prona e ristretta durante le sessioni di registrazione, l’urina tende ad essere assorbita dal pelo e dalla pelle, portando a una sottostima del volume svuotato (VV). L’obiettivo di questo studio era migliorare l’accuratezza della cistometria e delle registrazioni dell’elettromiografia dello sfintere uretrale esterno (EUS-EMG) nei topi svegli. Abbiamo sviluppato un metodo unico che utilizza l’adesivo cianoacrilato per creare una barriera cutanea impermeabile attorno al meato uretrale e all’addome, impedendo l’assorbimento dell’urina e garantendo misurazioni precise. I risultati mostrano che dopo l’applicazione del cianoacrilato, la somma di VV e RV è rimasta coerente con il volume salino infuso e non sono state osservate aree umide dopo l’esperimento, indicando un successo nella prevenzione dell’assorbimento delle urine. Inoltre, il metodo ha stabilizzato contemporaneamente gli elettrodi collegati allo sfintere uretrale esterno (EUS), ha assicurato segnali elettromiografici stabili (EMG) e ha ridotto al minimo gli artefatti causati dal movimento del topo risvegliato e dalla manipolazione dello sperimentatore. Vengono discussi i dettagli metodologici, i risultati e le implicazioni, evidenziando l’importanza di migliorare le tecniche urodinamiche nella ricerca preclinica.
Introduction
L’immagazzinamento e il rilascio dell’urina dipendono dall’attività coordinata della vescica urinaria e dello sfintere uretrale esterno (EUS). In alcune patologie come la vescica neurogena, sia i muscoli detrusori vescicali che lo sfintere possono diventare disfunzionali, portando a problemi significativi alla vescica, soprattutto dopo una lesione traumatica del midollo spinale (SCI)1.
I piccoli roditori sono comunemente usati come modello sperimentale per studiare la funzione preclinica del tratto urinario inferiore (LUT)2. Le tecniche di registrazione della cistometria di riempimento (FC) e dell’elettromiografia EUS (EUS-EMG) possono fornire informazioni oggettive precise a seconda della scelta dei metodi, della misurazione accurata e dell’interpretazione dei risultati3. I test urodinamici sono comunemente usati per valutare il volume minzionale (VV), l’efficienza minzionale (VE) e la capacità vescicale4. VE misura l’efficacia con cui la vescica può svuotarsi. Si calcola dividendo il volume vuoto per la somma dei volumi vuoti e residui (VV+RV). D’altra parte, la capacità della vescica viene calcolata sommando il VV (la quantità di urina espulsa durante la minzione) al RV (la quantità di urina rimasta nella vescica dopo la minzione)5. Pertanto, la misurazione di VV e RV sono le chiavi per dedurre altri parametri.
La misurazione precisa del VV nei topi durante i test urodinamici presenta diverse sfide. L’urina dei roditori, quando è fisicamente trattenuta in posizione prona, tende ad essere aspirata verso il basso attraverso la parete addominale ventrale a causa dell’influenza della gravità6. Questo fenomeno può portare all’assorbimento dell’urina da parte del pelo addominale e della pelle, che, a sua volta, sottostima il volume di urina escreta. Considerando la piccola quantità di urina prodotta dal topo, l’impatto di questa assorbanza sull’accuratezza dei risultati è ancora più pronunciato7. Inoltre, nei modelli di lesione midollare, il VV è spesso inferiore rispetto ai topi normali a causa dell’impatto della dissinergia dello sfintere detrusore (DSD), che aumenta il rischio di pressioni del punto di perdita e l’assorbimento dell’urina da parte del pelo8. Questi fattori hanno un impatto significativo sui risultati. Pertanto, è fondamentale una misurazione accurata di VV e RV durante gli studi urodinamici terminali nei topi9. Attualmente, mancano dettagli nelle metodologie fornite nella letteratura pubblicata su come misurare accuratamente il volume delle urine nei modelli murini.
L’adesivo cianoacrilato è un tipo di colla comunemente utilizzata nelle procedure chirurgiche in modelli umani e animali grazie alle sue proprietà di adesione rapide ed efficaci 10,11,12. Questo adesivo è particolarmente utile per la chiusura di ferite e lacerazioni, poiché forma un legame forte e flessibile quando viene applicato sulla pelle13. Inoltre, può essere un’ottima barriera contro l’urina e l’umidità che possono entrare in contatto con il pelo e le ferite11.
In questo articolo, abbiamo sviluppato una tecnica nuova ed economica che utilizza l’adesivo cianoacrilato per ottenere risultati precisi nella cistometria e nelle registrazioni EUS-EMG nei topi svegli. Questo metodo sarà utile per comprendere le cause alla base della disfunzione della vescica e ideare trattamenti più efficaci per i disturbi della LUT.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questa tecnica urodinamica descrive una procedura migliorata per misurare il volume delle urine e il segnale EUS-EMG in topi svegli e trattenuti. La presenza di pelo intorno al meato uretrale e all’area addominale può interferire con l’accuratezza della misurazione VV assorbendo l’urina. Sebbene la pelliccia che circonda il meato uretrale e l’addome fosse stata accuratamente rasata prima dell’intervento chirurgico, le piccole pellicce rimanenti all’interno di queste aree e la pelle assorbivano ancora l’urina, lasciando …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo studio è stato supportato da NIH-NINDS (R21NS130241), IND DEPT HLTH (55051, 74247, 74244) e US ARMY (HT94252310700).
Materials
| Accelerator | BOB SMITH INDUSTRIES | BSI-152 | |
| Cyanoacrylate | TED PELLA, Inc | 14478 | |
| Disposable base mold | TED PELLA, Inc | 27147-4 | |
| Infusion pump | Harvard Apparatus PHD ULTRA | 70-3006 | |
| Isoflurane | Henry Schein Inc | 1182097 | |
| PIN | World Precision Instruments | 5482 | |
| Polyethylene Tubing 30 | Braintree Scientific Inc | PE30 | |
| Sterile Weighing Boat | HEATHROW SCIENTIFIC | 797CK2 | |
| Windaq/Lite | DATAQ INSTRUMENTS | 249022 |
Referenzen
- Leslie, S. W., Tadi, P., Tayyeb, M. Neurogenic bladder and neurogenic lower urinary tract dysfunction. Statpearls. , (2024).
- Doelman, A. W., Streijger, F., Majerus, S. J., Damaser, M. S., Kwon, B. K. Assessing neurogenic lower urinary tract dysfunction after spinal cord injury: Animal models in preclinical neuro-urology research. Biomedicines. 11 (6), 1539 (2023).
- Fraser, M. O., et al. Best practices for cystometric evaluation of lower urinary tract function in muriform rodents. Neurourol Urodyn. 39 (6), 1868-1884 (2020).
- Hashimoto, M., et al. Sex differences in lower urinary tract function in mice with or without spinal cord injury. Neurourol Urodyn. 43 (1), 267-275 (2024).
- Kadekawa, K., et al. Characterization of bladder and external urethral activity in mice with or without spinal cord injury-a comparison study with rats. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 310 (8), R752-R758 (2016).
- Lee, J., et al. The effects of periurethral muscle-derived stem cell injection on leak point pressure in a rat model of stress urinary incontinence. Int Urogynecol J. 14, 31-37 (2003).
- Mann-Gow, T. K., et al. Evaluating the procedure for performing awake cystometry in a mouse model. J Vis Exp. (123), e55588 (2017).
- Saito, T., et al. Time-dependent progression of neurogenic lower urinary tract dysfunction after pinal cord injury in the mouse model. Am J Physiol Renal Physioly. 321 (1), F26-F32 (2021).
- Schneider, M. P., et al. A novel urodynamic model for lower urinary tract assessment in awake rats. BJU Int. 115, 8-15 (2015).
- Habib, A., Mehanna, A., Medra, A. Cyanoacrylate: A handy tissue glue in maxillofacial surgery: Our experience in alexandria, egypt. J Maxillofac Oral Surg. 12, 243-247 (2013).
- Sunjic Roguljic, V., Roguljic, L., Jukic, I., Kovacic, V. The influence of wound closure techniques after surgical decompression in patients with carpal tunnel syndrome on sleep disturbance and life quality: A prospective comparison of surgical techniques. Clin Pract. 14 (2), 546-555 (2024).
- Sohn, J. J., Gruber, T. M., Zahorsky-Reeves, J. L., Lawson, G. W. Comparison of 2-ethyl-cyanoacrylate and 2-butyl-cyanoacrylate for use on the calvaria of cd1 mice. J Am Assoc Lab Anim Sci. 55 (2), 199-203 (2016).
- Ren, H., et al. Injectable, self-healing hydrogel adhesives with firm tissue adhesion and on-demand biodegradation for sutureless wound closure. Sci Adv. 9 (33), eadh4327 (2023).
- Ito, H., Pickering, A. E., Kanai, A., Fry, C. H., Drake, M. J. Muro-neuro-urodynamics; a review of the functional assessment of mouse lower urinary tract function. Front Physiol. 8, 240395 (2017).
- Abdelkhalek, A. S., Youssef, H. A., Saleh, A. S., Bollen, P., Zvara, P. Anesthetic protocols for urodynamic studies of the lower urinary tract in small rodents-a systematic review. PloS One. 16 (6), e0253192 (2021).
- Saab, B. J., et al. Short-term memory impairment after isoflurane in mice is prevented by the α5 γ-aminobutyric acid type a receptor inverse agonist l-655,708. J Am Soc Anesthesiol. 113 (5), 1061-1071 (2010).
- Cannon, T. W., Damaser, M. S. Effects of anesthesia on cystometry and leak point pressure of the female rat. Life Sci. 69 (10), 1193-1202 (2001).
- Weiss, D. A., et al. Morphology of the external genitalia of the adult male and female mice as an endpoint of sex differentiation. Mol Cell Endocrinol. 354 (1-2), 94-102 (2012).
- Leggat, P. A., Kedjarune, U., Smith, D. R. Toxicity of cyanoacrylate adhesives and their occupational impacts for dental staff. Ind Health. 42 (2), 207-211 (2004).
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