Doppelte Direkteinspritzung von Blut in die Cisterna Magna als Modell der subarachnoiden Blutung

Subarachnoide Blutungen (SAH) machen bis zu 5% aller Schlaganfallfälle aus und stellen eine relativ häufige Pathologie mit einer Inzidenz von 7,2 bis 9 Patienten pro 100.000 pro Jahr dar, mit einer Sterblichkeitsrate von 20%-60% je nach Studie^1,2,3. In der akuten Phase ist die Sterblichkeit auf die Schwere von Blutungen, Blutungen, zerebralen Vasospasmus (CVS) und/oder medizinischen Komplikationen⁴zurückzuführen. Bei Überlebenden ist eine frühe Hirnverletzung (EBI) mit einer parenchymalen Verlängerung der Blutung und einer abrupten Erhöhung des intrakraniellen Drucks verbunden, was in etwa 10%-15% der^Fällezu primärer zerebraler Ischämie⁵ und sofortigem Tod führen kann. Nach dem ersten “akuten” Stadium der SAH hängt die Prognose vom Auftreten einer “sekundären” oder verzögerten zerebralen Ischämie (DCI) ab, die bei fast 40% der Patienten durch zerebrale Computertomographie und bei bis zu 80% der Patienten nach Magnetresonanztomographie (MRT)^7,8. Zusätzlich zu den CVS, die zwischen 4 bis 21 Tage nach einem Aneurysmbruch bei einer Mehrheit der SAH-Patienten auftreten, kann DCI⁹ aus multifaktoriellen diffusen Hirnläsionen resultieren, die sekundär zur Mikrothrombosebildung, reduzierter zerebraler Perfusion, Neuroinflammation und kortikaler Ausbreitungsdepression (CSD)^10,11,12,13. Dies betrifft 30% der SAH-Überlebenden und wirkt sich auf kognitive Funktionen wie visuelles Gedächtnis, verbales Gedächtnis, Reaktionszeit und Exekutive, visuospatial und Sprachfunktionen¹⁴ Beeinträchtigung des täglichen Lebens¹⁵. Aktuelle Standardtherapien zur Vorbeugung von CVS und/oder den schlechten kognitiven Ergebnissen bei SAH-Patienten basieren auf der Blockade der Ca^{2+-Signalisierung} und Vasokonstriktion durch die Verwendung von Ca^{2+-Kanalinhibitoren} als Nimodipin. Neuere klinische Studien zur Vasokonstriktion ergaben jedoch eine Dissoziation zwischen dem neurologischen Ergebnis des Patienten und der Prävention von CVS¹⁶, was auf komplexere pathophysiologische Mechanismen hindeutet, die an SAH-langfristigen Folgen beteiligt sind. Daher besteht ein medizinischer Bedarf an einem besseren Verständnis der Anzahl der pathologischen Ereignisse, die sah begleitet, und der Entwicklung gültiger und standardisierter Tiermodelle zur Erprobung ursprünglicher therapeutischer Interventionen.

Der Bruch eines intrakraniellen Aneurysmen, das hauptsächlich für sah beim Menschen verantwortlich ist, ist in präklinischen Tiermodellen wahrscheinlich schwer nachzuahmen. Derzeit kann der Aneurysmbruch und die SAH-Situation vorläufig durch die Perforation der mittleren Hirnarterie (endovaskuläres Punktionsmodell) getestet werden, die für CVS und sensitivomotorische Dysfunktion bei Mäusen^17,18verantwortlich ist. Aufgrund des Fehlens einer möglichen Kontrolle über den Beginn von Blutungen und die Diffusion von Blut in diesem Modell wurden andere Methoden bei Nagetieren entwickelt, um SAH-Modelle ohne endovaskuläre Bruch zu erzeugen. Genauer gesagt bestehen sie aus der direkten Verabreichung von arteriellem Blut in den subarachnoiden Raum durch eine Einzel- oder Doppelinjektion in die Magna zisterne¹⁹ oder eine einzelinjektion in die prächiasmatische Zisterne²⁰. Der Hauptvorteil dieser Mausmodelle ohne endovaskuläre Ruptur ist die Möglichkeit, den chirurgischen Eingriff und die Qualität und Quantität der injizierten Blutprobe reproduzierbar zu meistern. Ein weiterer Vorteil dieses Modells gegenüber dem Modell insbesondere durch endovaskuläre Perforation ist die Erhaltung des allgemeinen Wohlbefindens des Tieres. In der Tat ist diese Operation weniger invasiv und technisch weniger herausfordernd als die, die erforderlich ist, um einen Karotiswandbruch zu erzeugen. Bei diesem letzten Modell muss das Tier intubiert und mechanisch belüftet werden, während ein Monofilament in die äußere Halsschlagader eingelegt und in die innere Halsschlagader vorgedrungen ist. Dies führt wahrscheinlich zu vorübergehenden Ischämien aufgrund von Gefäßverstopfung durch den Drahtweg. Folglich ist die Komorbidität (moribunden Zustand, wichtige Schmerzen und Tod) im Zusammenhang mit der Operation weniger wichtig im Doppelinjektionsmodell im Vergleich zu endovaskulären Perforationsmodell. Die doppelte Direkteinspritzung entspricht nicht nur einer konsistenteren SAH, sondern entspricht auch dem Tierschutz in Forschung und Tests (verkürzte Zeit unter Anästhesie, Schmerzen durch Gewebestörungen in der Chirurgie und Not) und führt zu einer Mindestanzahl von Tieren, die für die Protokollstudie und Personalschulung verwendet werden.

Darüber hinaus ermöglicht dies die Umsetzung desselben Protokolls für transgene Mäuse, was zu einem optimierten pathologischen Verständnis der SAH und der Möglichkeit einer vergleichenden Prüfung potenzieller therapeutischer Verbindungen führt. Hier präsentieren wir ein standardisiertes Mausmodell der subarachnoiden Blutung (SAH) durch eine doppelte tägliche konsekutive Injektion von autologem arteriellem Blut in die Zisterne magna in 6-8 Wochen alten männlichen C57Bl/6J Mäusen. Der Hauptvorteil dieses Modells ist die Kontrolle des Blutungsvolumens im Vergleich zum endovaskulären Perforationsmodell und die Verstärkung des Blutungsereignisses ohne eine drastische Erhöhung des intrakraniellen Drucks²¹. Kürzlich wurde die doppelte direkte Injektion von Blut in die Zisternen magna zu den experimentellen und physiopathologischen Fragen bei Mäusen gut beschrieben. In der Tat haben wir vor kurzem CVS von großen zerebralen Arterien (Basilar (BA), mittlere (MCA) und vordere (ACA) zerebrale Arterien), zerebrovaskuläre Fibrin-Abscheidung und Zellapoptose vom Tag 3 (D3) bis 10 (D10), Kreislaufdefekte von paravaskulärer zerebrospinaler Flüssigkeit begleitet von veränderten sensitivomotorischen und kognitiven Funktionen bei Mäusen, 10 Tage nach der Zeit in diesem Modell^22. So macht es dieses Modell gemeistert, validiert und für kurzfristige und langanhaltende Ereignisse nach der SAH charakterisiert. Es sollte ideal geeignet sein, um neue Ziele prospektiv zu identifizieren und für Studien zu potenten und effizienten therapeutischen Strategien gegen SAH-assoziierte Komplikationen zu entwickeln.