Dubbel direktinsprutning av blod i Cisterna Magna som en modell av Subarachnoid Hemorrhage

Subarachnoid blödning (SAH) står för upp till 5% av alla stroke fall och utgör en relativt vanlig patologi med en incidens på 7,2 till 9 patienter per 100.000 per år, med en dödlighet på 20%-60% beroende på studien^1,2,3. I den akuta fasen beror dödligheten på blödningens svårighetsgrad, rebleeding, cerebral vasospasm (CVS) och/eller medicinska komplikationer⁴. I överlevande, tidig hjärnskada (EBI) är associerad med parenchymal förlängning av blödning och abrupt ökning av intrakraniellt tryck, vilket kan resultera i primär cerebral ischemi⁵ och omedelbar död i cirka 10%-15% av fallen⁶. Efter den inledande “akut” skede av SAH, prognosen beror på förekomsten av “sekundär” eller fördröjd cerebral ischemi (DCI), detekteras i nästan 40% av patienterna av cerebral datortomografi, och i upp till 80% av patienterna efter magnetisk resonanstomografi (MRT)^7,8. Förutom att CVS inträffar mellan 4 till 21 dagar efter aneurysm bristning i en majoritet av SAH patienter, DCI⁹ kan bero på multifaktoriella diffusa hjärnskador sekundärt till microthrombosis bildning, minskad cerebral perfusion, neuroinflammation, och när spridande depression (CSD)^10,11,12,13. Detta påverkar 30% av SAH överlevande och påverkar kognitiva funktioner inklusive visuellt minne, verbalt minne, reaktionstid, och verkställande, visuospatial och språkfunktioner¹⁴ försämra det dagliga livet¹⁵. Nuvarande standardterapier för att förhindra CVS och/eller de dåliga kognitiva resultaten hos SAH-patienter baseras på blockeringen av Ca²⁺ signalering och vasokonstriktion med hjälp av Ca²⁺ kanalhämmare som Nimodipin. Nyare kliniska prövningar inriktning vasoconstriction visade dock dissociation mellan patientens neurologiska resultatet och förebyggande av CVS¹⁶, vilket tyder på mer komplexa patofysiologiska mekanismer som deltar i SAH-långsiktiga konsekvenser. Därför finns det ett medicinskt behov av större förståelse för antalet patologiska händelser som åtföljer SAH och utvecklingen av giltiga och standardiserade djurmodeller för att testa ursprungliga terapeutiska interventioner.

Sprängningen av en intrakraniell aneurysm mestadels ansvarig för SAH hos människor är sannolikt svårt att efterlikna i prekliniska djurmodeller. För närvarande kan aneurysm bristning och SAH situationen preliminärt testas genom perforering av den mellersta cerebral artär (endovaskulär punktering modell) som ansvarar för CVS och sensitivomotor dysfunktioner i möss^17,18. På grund av bristen på någon möjlig kontroll över blödningsansiglet och diffusion av blod i denna modell, har andra metoder utvecklats hos gnagare för att generera SAH-modeller utan endovaskulär bristning. Mer exakt, de består av direkt administrering av arteriellt blod i det subarachnoid utrymmet genom en enda eller en dubbel injektion i magnaten cisterna¹⁹ eller en enda injektion i prechiasmatiska cisternen²⁰. Den största fördelen med dessa musmodeller utan endovaskulär bristning är möjligheten att reproducera sig det kirurgiska ingreppet och kvaliteten och kvantiteten av det injicerade blodprovet. En annan fördel med denna modell framför modellen genom endovaskulär perforering i synnerhet är bevarandet av djurets allmänna välbefinnande. I själva verket är denna operation mindre invasiv och tekniskt mindre utmanande än vad som krävs för att generera en halspulsådervägg bristning. I denna sista modell, djuret måste intuberas och mekaniskt ventileras, medan en monofilament sätts in i den externa halspulsådern, och avancerade i den inre halspulsådern. Detta leder sannolikt till transient ischemi på grund av kärl obstruktion av trådvägen. Följaktligen är den kommorolighet (döende tillstånd, viktig smärta och död) som är associerade med kirurgi mindre viktigt i dubbel injektion modell jämfört med endovaskulära perforering modell. Förutom att den är en mer konsekvent SAH, uppfyller metoden för dubbel direktinsprutning djurskyddet i forskning och testning (minskad tid under anestesi, smärta från vävnadsstörningar vid kirurgi och nöd) och leder till ett minsta totalt antal djur som används för protokollstudien och personalutbildning.

Dessutom möjliggör detta implementering av samma protokoll till transgena möss, vilket leder till en optimerad patologisk förståelse av SAH och möjligheten till jämförande testning av potentiella terapeutiska föreningar. Här presenterar vi en standardiserad mus modell av subarachnoid blödning (SAH) genom en dubbel daglig på varandra följande injektion av autolog kranskärlens blod i cisterna magna i 6-8 veckor gamla manliga C57Bl/6J möss. Den största fördelen med denna modell är kontrollen av blödningsvolymen jämfört med endovaskulär perforeringsmodell, och förstärkande av blödningshändelsen utan en drastisk ökning av intrakraniellt tryck²¹. Nyligen har den dubbla direktinsprutningen av blod i cisterna magna väl beskrivits på de experimentella och fysiopatologiska frågorna hos möss. Faktum är att vi nyligen visat CVS av stora cerebrala artärer (basilar (BA), mitten (MCA) och främre (ACA) cerebral artärer), cerebrovaskulär fibrin nedfall och cell apoptos från dag 3 (D3) till 10 (D10), cirkulationsfel av paravaskulära cerebrospinalvätska tillsammans med förändrade sensitivomotor och kognitiva funktioner i möss, 10 dagar efter SAH i denna modell²². Således gör det denna modell behärskas, valideras och kännetecknas för kortsiktiga och långvariga händelser efter SAH. Det bör vara idealiskt lämplig för prospektiv identifiering av nya mål och för studier om potenta och effektiva terapeutiska strategier mot SAH-associerade komplikationer.