概要

Optimisation des techniques urodynamiques de souris pour une meilleure précision

Published: June 07, 2024
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概要

Ce protocole fournit un guide pour imperméabiliser la peau avec du cyanoacrylate afin d’éviter l’absorption d’urine par la fourrure et la peau. Il comprend des instructions pour l’application de la colle sur la peau, l’implantation d’un cathéter vésical et des électrodes pour la cystométrie et les enregistrements d’électromyographie du sphincter urétral externe chez les souris éveillées.

Abstract

Une mesure précise des paramètres urinaires chez les souris éveillées est cruciale pour comprendre le dysfonctionnement des voies urinaires inférieures (LUT), en particulier dans des conditions telles que les lésions post-traumatiques de la moelle épinière (LME) neurogènes de la vessie. Cependant, la réalisation d’enregistrements de cystométrie chez la souris présente des défis notables. Lorsque les souris sont en position couchée et restreinte pendant les sessions d’enregistrement, l’urine a tendance à être absorbée par la fourrure et la peau, ce qui entraîne une sous-estimation du volume évasé (VV). L’objectif de cette étude était d’améliorer la précision des enregistrements de cystométrie et d’électromyographie du sphincter urétral externe (EUS-EMG) chez les souris éveillées. Nous avons développé une méthode unique utilisant un adhésif cyanoacrylate pour créer une barrière cutanée imperméable autour du méat urétral et de l’abdomen, empêchant l’absorption d’urine et assurant des mesures précises. Les résultats montrent qu’après l’application du cyanoacrylate, la somme de VV et de RV est restée cohérente avec le volume salin infusé, et qu’aucune zone humide n’a été observée après l’expérience, ce qui indique une prévention réussie de l’absorption d’urine. De plus, la méthode a simultanément stabilisé les électrodes connectées au sphincter urétral externe (EUS), assuré des signaux d’électromyographie (EMG) stables et minimisé les artefacts causés par le mouvement de la souris réveillée et la manipulation de l’expérimentateur. Les détails méthodologiques, les résultats et les implications sont discutés, soulignant l’importance d’améliorer les techniques urodynamiques dans la recherche préclinique.

Introduction

Le stockage et la libération de l’urine dépendent de l’activité coordonnée de la vessie et du sphincter urétral externe (EUS). Dans certaines pathologies telles que la vessie neurogène, les muscles détrusors de la vessie et le sphincter peuvent devenir dysfonctionnels, entraînant d’importants problèmes de vessie, en particulier après une lésion traumatique de la moelle épinière (LME)1.

Les petits rongeurs sont couramment utilisés comme modèle expérimental pour étudier la fonction préclinique des voies urinaires inférieures (LUT)2. Les techniques d’enregistrement de la cystométrie de remplissage (FC) et de l’électromyographie EUS (EUS-EMG) peuvent fournir des informations objectives précises en fonction du choix des méthodes, de la mesure précise et de l’interprétation des résultats3. Les tests urodynamiques sont couramment utilisés pour évaluer le volume mictionnel (VV), l’efficacité mictionnelle (VE) et la capacité de la vessie4. L’EV mesure l’efficacité avec laquelle la vessie peut se vider. Il est calculé en divisant le volume évacué par la somme des volumes vides et résiduels (VV+RV). D’autre part, la capacité de la vessie est calculée en ajoutant la VV (la quantité d’urine expulsée pendant la miction) à la RV (la quantité d’urine restante dans la vessie après la miction)5. Par conséquent, la mesure de VV et de RV sont les clés pour déduire d’autres paramètres.

La mesure précise de la VV chez la souris lors d’essais urodynamiques présente divers défis. L’urine des rongeurs, lorsqu’ils sont physiquement retenus en position couchée, a tendance à être aspirée vers le bas à travers la paroi abdominale ventrale en raison de l’influence de la gravité6. Ce phénomène peut entraîner l’absorption de l’urine par la fourrure abdominale et la peau, ce qui, à son tour, sous-estime le volume d’urine excrété. Compte tenu de la faible quantité d’urine produite par la souris, l’impact de cette absorbance sur la précision des résultats est encore plus prononcé7. De plus, dans les modèles de LME, la VV est souvent plus faible que chez les souris normales en raison de l’impact de la dyssynergie du sphincter détrusor (DSD), qui augmente le risque de pressions de point de fuite et d’absorption d’urine par la fourrure8. Ces facteurs ont un impact significatif sur les résultats. Par conséquent, une mesure précise de la VV et du VD lors des études urodynamiques terminales chez la souris est cruciale9. À l’heure actuelle, il y a un manque de détails dans les méthodologies fournies dans la littérature publiée sur la façon de mesurer avec précision le volume d’urine dans des modèles murins.

L’adhésif cyanoacrylate est un type de colle couramment utilisé dans les procédures chirurgicales sur des modèles humains et animaux en raison de ses propriétés de liaison rapides et efficaces 10,11,12. Cet adhésif est particulièrement utile pour fermer les plaies et les lacérations, car il forme une liaison solide et flexible lorsqu’il est appliqué sur la peau13. De plus, il peut être une excellente barrière contre l’urine et l’humidité qui peuvent entrer en contact avec la fourrure et les plaies11.

Dans cet article, nous avons développé une technique nouvelle et rentable qui utilise un adhésif cyanoacrylate pour obtenir des résultats précis en cystométrie et en enregistrements EUS-EMG chez les souris éveillées. Cette méthode sera bénéfique pour comprendre les causes sous-jacentes du dysfonctionnement de la vessie et concevoir des traitements plus efficaces pour les troubles LUT.

Protocol

Le protocole d’étude sur les animaux a été approuvé par le comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de la faculté de médecine de l’Université de l’Indiana. Code d’approbation : 21098MD/R/MSS/HZ Date d’approbation : 29 septembre 2021. 1. Préparation du cathéter Coupez un tube en polyéthylène PE-30 de 30 cm (0,017 pouce x 0,030 pouce). Utilisez un briquet pour évaser une extrémité du tube, en vous assurant qu’il ne touche …

Representative Results

La cystométrie et les tracés d’activité EUS-EMG ont été utilisés pour analyser les données. La méthode de cystométrie continue consiste à injecter une solution saline dans la vessie et à mesurer simultanément les changements de pression et de volume dans la vessie. Pour mesurer la VV, 0,4 mL de solution saline a été perfusé à une vitesse de 0,01 mL/min, et l’urine a été recueillie pendant 40 minutes dans un capuchon. Le résidu post-mictionnel (PVR) peut être obtenu en aspirant la solution saline ?…

Discussion

Cette technique urodynamique décrit une procédure améliorée pour mesurer le volume d’urine et le signal EUS-EMG chez des souris éveillées et immobilisées. La présence de fourrure autour de l’urètre, du méat et de la région abdominale peut interférer avec la précision de la mesure de la VV en absorbant l’urine. Bien que la fourrure entourant le méat urétral et l’abdomen ait été soigneusement rasée avant l’opération, les petites fourrures restantes dans ces zones et la peau absorbaient toujours…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Cette étude a été financée par NIH-NINDS (R21NS130241), IND DEPT HLTH (55051, 74247, 74244) et 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

参考文献

  1. Leslie, S. W., Tadi, P., Tayyeb, M. Neurogenic bladder and neurogenic lower urinary tract dysfunction. Statpearls. , (2024).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Mann-Gow, T. K., et al. Evaluating the procedure for performing awake cystometry in a mouse model. J Vis Exp. (123), e55588 (2017).
  8. 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).
  9. Schneider, M. P., et al. A novel urodynamic model for lower urinary tract assessment in awake rats. BJU Int. 115, 8-15 (2015).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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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記事を引用
Khabbaz, A., Cohen, K. L., Zhang, S., Chakraborty, S., Zhang, Y., Deng, L. Optimizing Mouse Urodynamic Techniques for Improved Accuracy . J. Vis. Exp. (208), e67019, doi:10.3791/67019 (2024).

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