Моделирование инсульта у мышей: очаговые поражения коры при фототромбозе

Ишемический инсульт остается основной причиной смерти и приобретенной инвалидности взрослых в развитых странах в^21-м веке, на которую приходится около 2,7 миллиона смертей в 2017 году во всем мире¹. Даже при огромных усилиях научного сообщества доступно мало методов лечения. Кроме того, с такими высокими критериями исключения эти и без того ограниченные варианты недоступны для многих пациентов, что приводит к настоятельной необходимости в новых методах лечения для улучшения функционального восстановления после инсульта.

Учитывая неспособность моделей in vitro воспроизводить сложные взаимодействия мозга, животные модели имеют важное значение для доклинических исследований инсульта. Мыши являются наиболее часто используемой животной моделью в области исследований инсульта. Большинство этих моделей мышей направлены на инфаркты путем блокирования кровотока в средней мозговой артерии (MCA), поскольку большинство поражений инсульта человека расположены на территории MCA^2. Хотя эти модели лучше повторяют поражения инсульта человека, они включают судорожные операции с высокой изменчивостью объема инфаркта.

С момента предложения Розенблюма и Эль-Саббана фототромботической модели в 1977 г.^3,а позднее применения этой модели к крысам Watson et al.^4,она стала широко использоваться в исследованиях ишемического инсульта^5,6. Модель фототромботического инсульта индуцирует локальный и определенный кортикальный инфаркт в результате фотоактивации светочувствительного красителя, ранее введенного в кровоток. Это вызывает локальный тромбоз сосудов в областях, подверженных воздействию света. Кратко при воздействии света от вводимого фоточувствительного красителя индуцируется локализованное окислительное повреждение мембраны эндотелиальных клеток, приводящее к агрегации тромбоцитов и образованию тромбов с последующим локальным нарушением мозгового кровотока^7.

Основное преимущество этой методики заключается в простоте исполнения и возможности направить очаг поражения в нужную область. В отличие от других экспериментальных моделей инсульта, для выполнения модели фототромботического инсульта необходим незначительный хирургический опыт, поскольку поражение индуцируется путем освещения неповрежденного черепа. Кроме того, хорошо разграниченные границы (Фиг.2А и Фиг.5В)и гибкость для индуцирования поражения в определенной области мозга могут облегчить изучение клеточных реакций в ишемической или интактной кортикальной^{области 8.} По этим причинам такой подход подходит для изучения клеточных и молекулярных механизмов кортикальной пластичности.

За последние несколько десятилетий растущая обеспокоенность по поводу отсутствия воспроизводимости между исследовательскими группами была придумана так называемым кризисом репликации^9. После согласования первого доклинического рандомизированного контролируемого многоцентрового исследования в 2015 г.¹⁰предложенных инструментов для улучшения доклинических исследований^11,12,13,было подтверждено, что одной из причин недостаточной воспроизводимости между доклиническими исследованиями из независимых лабораторий было отсутствие достаточной стандартизации экспериментальных моделей инсульта и параметров исхода^14. Соответственно, когда был создан консорциум ImmunoStroke (https://immunostroke.de/), сотрудничество, целью которого является понимание мозг-иммунных взаимодействий, лежащих в основе механистических принципов восстановления после инсульта, стандартизация всех экспериментальных моделей инсульта среди каждой исследовательской группы была необходима.

Здесь описана стандартизированная процедура индукции фототромботической модели, используемая в вышеупомянутом исследовательском консорциуме. Вкратце животное подверглось анестезии, получило инъекцию Rose Bengal (10 мкл/г) внутриперитонно, и неповрежденный череп, оставшийся в 3 мм от брегмы, был немедленно освещен лазером 561 нм в течение 20 мин(Рисунок 1). Кроме того, сообщается о связанном гистологическом и поведенческом методе анализа исхода инсульта в этой модели. Все методы основаны на стандартных операционных процедурах, разработанных и используемых в лаборатории.