Subaraknoid Kanama Modeli olarak Cisterna Magna içine Kan Çift Doğrudan Enjeksiyon
Summary
Bu protokolde, otolog tam kandan cisterna magna’ya çift enjeksiyon la standart laştırılmış subaraknoid kanama (SAH) fare modeli tanımlanmıştır. Çift enjeksiyon prosedürünün yüksek standardizasyon derecesi mortalite ile ilgili göreceli güvenlik ile SAH bir orta-akut modeli temsil eder.
Abstract
İnmeler arasında, serebral arteriyel anevrizma rüptürüne ardışık subaraknoid kanama (SAH) %5-9’u temsil eder, ancak total inmeye bağlı mortalitenin yaklaşık %30’undan sorumludur ve nörolojik sonuç açısından önemli bir morbidite vardır. Gecikmiş serebral vazospazm (CVS) en sık gecikmiş serebral iskemi ile ilişkili olarak ortaya çıkabilir. SAH’ın farklı hayvan modelleri artık her biri farklı avantajlar ve dezavantajlar sergileyen sarnıç magna sına endovasküler perforasyon ve doğrudan kan enjeksiyonu da dahil olmak üzere kullanılmaktadır. Bu makalede, sisterna magna içine otolog tam kan belirlenen hacimleri çift doğrudan enjeksiyon ile SAH standartlaştırılmış bir fare modeli sunulmaktadır. Kısaca, fareler tartıldı ve daha sonra isofluran inhalasyon tarafından anestezi edildi. Daha sonra, hayvan 37 °C’lik rektal sıcaklığı koruyan ısıtılmış bir battaniyenin üzerine yaslanmış bir konuma yerleştirildi ve yaklaşık 30°’lik servikal bükümile stereotaktik bir çerçeve içinde konumlandırıldı. Bir kez yerine, aynı yaş ve cinsiyet (C57Bl/6J) başka bir farenin karotis arter alınan homolog arter kanı ile dolu uzun bir cam mikropipet ucu bir mikromanipülatör ile atlanto-oksipital membran ile temas dik açıyla konumlandırılmış. Daha sonra 60 μL kan sarnıç magna enjekte edildi ve ardından hayvanın 30° aşağı doğru 2 dakika eğik bir şekilde eğik bir şekilde yatırıldı. Cisterna magna’ya 30°L kan nakli ilkinden 24 saat sonra yapıldı. Her hayvanın bireysel takibi günlük olarak yapılır (ağırlık ve esenliğin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesi). Bu prosedür kan öngörülebilir ve yüksek oranda tekrarlanabilir dağılım sağlar, büyük olasılıkla bir yapay serebral spinal sıvı eşdeğer enjeksiyon ile taklit edilebilir intrakranial basınç yüksekliği eşlik (BOS), ve düşük mortalite indükleyen SAH hafif modeli akut temsil eder.
Introduction
Subaraknoid kanama (SAH) tüm inme olgularının %5’ini oluşturur ve yılda 100.000 hastabaşına 7.2 ila 9 hasta insidansı ile nispeten yaygın bir patoloji oluşturur ve çalışmaya bağlı olarak %20-60 oranında mortalite oranı1,2,3. Akut fazda mortalite kanama, rekanama, serebral vazospazm (CVS) ve/veya tıbbi komplikasyonların şiddetine bağlanabilir4. Hayatta kalanlarda, erken beyin hasarı (EBI) kanama nın parenkimal uzantısı ve intrakraniyal basınçan ani artış ile ilişkilidir, hangi primer serebral iskemi neden olabilir5 ve vakaların yaklaşık% 10-15 acil ölüm6. SAH’ın ilk “akut” evresinden sonra prognoz, serebral bilgisayarlı tomografi ile hastaların yaklaşık %40’ında ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) 77,8’densonra hastaların yaklaşık %40’ında saptanan “sekonder” veya gecikmiş serebral iskeminin (DCI) oluşumuna bağlıdır. SAH hastalarının çoğunda anevrizma rüptüründen 4 ila 21 gün sonra meydana gelen CVS’ye ek olarak, DCI9 mikrotromboz oluşumuna sekonder multifaktöriyel diffüz beyin lezyonları, azaltılmış serebral perfüzyon, nöroinflamasyon ve kortikal yayılan depresyon (CSD)10,11,12,13. Bu SAH kurtulanların% 30 etkiler ve görsel bellek de dahil olmak üzere bilişsel fonksiyonları etkiler, sözel bellek, tepki süresi, ve yürütme, visuospatial ve dil fonksiyonları14 günlük yaşamı bozan15. SAH hastalarında CVS ve/veya kötü bilişsel sonuçları önlemek için mevcut standart tedaviler Nimodipine olarak Ca2 + kanal inhibitörleri kullanılarak Ca2 + sinyal ve vazokonstriksiyon tıkanıklığı dayanmaktadır. Ancak vazokonstriksiyonu hedefleyen daha yeni klinik çalışmalarda hastanın nörolojik sonucu ile CVS16’nınönlenmesi arasında ayrışma saptandı ve SAH-uzun vadeli sonuçlara bağlı daha karmaşık patofizyolojik mekanizmalar ortaya çıktı. Bu nedenle, SAH’ye eşlik eden patolojik olayların sayısının ve orijinal terapötik müdahaleleri test etmek için geçerli ve standartlaştırılmış hayvan modellerinin geliştirilmesinin daha iyi anlaşılması için tıbbi bir ihtiyaç vardır.
İntrakranial anevrizmanın daha çok insanlarda SAH’dan sorumlu olması klinik öncesi hayvan modellerinde taklit etmek zordur. Şu anda, anevrizma rüptürü ve SAH durum geçici orta serebral arter perforasyonu tarafından test edilebilir (endovasküler delinme modeli) farelerde CVS ve sensitivomotor disfonksiyonlar sorumlu17,18. Kanama başlangıcı üzerinde olası bir kontrol olmaması ve bu modelde kan difüzyonu nedeniyle, kemirgenlerde endovasküler rüptür olmaksızın SAH modelleri üretmek için başka yöntemler geliştirilmiştir. Daha doğrusu, onlar magna sarnıç19 veya prechiasmatic sarnıç içine tek bir çift enjeksiyon veya prechiasmatic sarnıç içine tek bir çift enjeksiyon yoluyla subaraknoid uzaya arteriyel kan doğrudan uygulanması oluşur20. Endovasküler rüptürü olmayan bu fare modellerinin en büyük avantajı, cerrahi işlemde ve enjekte edilen kan örneğinin kalitesi ve miktarında tekrarlanabilir bir şekilde ustalaşma imkanıdır. Özellikle endovasküler perforasyon ile model üzerinde bu modelin bir diğer avantajı hayvanın genel refahıkorunmasıdır. Nitekim olarak, Bu ameliyat daha az invaziv ve teknik olarak daha az bir karotis duvar rüptürü oluşturmak için gerekli daha zor. Bu son modelde, hayvan entübe ve mekanik havalandırılmalıdır, bir monofilament dış karotis arter eklenir iken, ve internal karotis arter içine gelişmiş. Bu muhtemelen tel yolu tarafından damar tıkanıklığı nedeniyle geçici iskemi yol açar. Sonuç olarak, cerrahi ile ilişkili ko-morbidite (moribund durum, önemli ağrı ve ölüm) endovasküler perforasyon modeli ile karşılaştırıldığında çift enjeksiyon modelinde daha az önemlidir. Daha tutarlı bir SAH olmasının yanı sıra, çift direkt enjeksiyon yöntemi araştırma ve test (anestezi altında azaltılmış zaman, cerrahi doku bozulması ve sıkıntı ağrı) hayvan refahı ile uyumludur ve protokol çalışması ve personel eğitimi için kullanılan hayvanların en az toplam sayıda yol açar.
Ayrıca, bu transgenik fareler için aynı protokolün uygulanmasına olanak sağlar, SAH optimize patolojik anlayış ve potansiyel terapötik bileşiklerin karşılaştırmalı test imkanı yol. Burada, 6-8 haftalık erkek C57Bl/6J farelerde sarnıc magna içine otolog arteriyel kan çift ardışık enjeksiyon uyal bir subaraknoid kanama (SAH) standart bir fare modeli salıyoruz. Bu modelin en büyük avantajı endovasküler perforasyon modeli ile karşılaştırıldığında kanama hacminin kontrolü, ve intrakraniyal basınç ciddi bir artış olmadan kanama olayının takviye21. Son zamanlarda, sarnıç magna içine kan çift doğrudan enjeksiyon iyi farelerde deneysel ve fizyopatolojik konularda tarif edilmiştir. Nitekim, son zamanlarda büyük serebral arterlerin CVS gösterdi (basilar (BA), orta (MCA) ve anterior (ACA) serebral arterler), serebrovasküler fibrin birikimi ve hücre apoptoz gün 3 (D3) için 10 (D10), paravasküler serebrospinal sıvı dolaşım kusurları farelerde değiştirilmiş sensitivomotor ve bilişsel fonksiyonlar eşliğinde, 10 gün sonra-SAH2AH. Böylece, bu model hakim yapar, doğrulanmış ve kısa vadeli ve uzun süreli olaylar için karakterize post-SAH. Yeni hedeflerin prospektif belirlenmesi ve SAH ile ilişkili komplikasyonlara karşı güçlü ve etkili tedavi stratejileri üzerine çalışmalar için ideal olmalıdır.
Protocol
Representative Results
Discussion
SAH alanında araştırma yoğunluğu ve son yirmi yıl içinde artan endovasküler ve farmakolojik tedavi seçenekleri gibi terapötik stratejilerin geliştirilmesine rağmen, mortalite hastaneye giriş ilk haftasında yüksek kalır ve aşağıdaki 6 ay içinde yaklaşık% 50 ulaşır24,25. Sarnıç magna içine homolog arteriyel kan günlük çift enjeksiyon ile bu akım preklinik modeli geçerliliği ve düşük mortalite oranı ile ilişkisi…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz primacen platformu (Normandie Rouen Üniversitesi, Fransa) görüntüleme ekipmanları ve Bay Arnaud Arabo, Bayan Julie Maucotel ve Bayan Martine Dubois, hayvan konut ve bakım için teşekkür ederiz. Bayan Celeste Nicola’ya protokolün videoya kayd1sına sesini ödünç ettiği için teşekkür ederiz. Bu çalışma Seinari Normandiya olgunlaşma programı, Fondation AVC tarafından FRM, Normandie Rouen Üniversitesi ve Inserm himayesinde desteklenmiştir. Normandiya Bölgesi ve Avrupa Birliği (3R projesi). Avrupa, Avrupa Bölgesel Kalkınma Fonu (ERDF) ile Normandiya’ya katılıyor.
Materials
| absorbable hemostat | Ethicon | Surgicel | |
| absorbable suturing thread | Ethicon | Vicryl 5.0 | |
| auto-regulated electric blanket | Harvard Apparatus | 50-7087-F | |
| bluetack for capillary fixation | UHU | Patafix | |
| electronic balance | Denver Instrument | MXX-2001 | |
| glass capillaries | Harvard Apparatus | GC150F-15 | inner diameter 0.86 mm outer diameter 1.5 mm |
| isoflurane vaporizer | Phymep | V100 | |
| micropipette puller | Sutter Instrument Company | P-97 | |
| needle 26 G | BD microbalance | 300300 | |
| non absorbable suturing thread | Peters surgical | Filapeau 4.0 | |
| stereotaxic frame | David Kopf instruments | Model 902 | |
| surgical equipment | Kent scientific | clamp, microscissors, thin scissors | |
| syringe 20 mL TERUMO | Thermofisher | 11866071 |
Referências
- Rincon, F., Rossenwasser, R. H., Dumont, A. The epidemiology of admissions of nontraumatic subarachnoid hemorrhage in the United States. Neurosurgery. 73 (2), 212-222 (2013).
- Sandvei, M. S., et al. Incidence and mortality of aneurysmal subarachnoid hemorrhage in two Norwegian cohorts, 1984-2007. Neurology. 77 (20), 1833-1839 (2011).
- van Gijn, J., Kerr, R. S., Rinkel, G. J. Subarachnoid haemorrhage. Lancet. 369 (9558), 306-318 (2007).
- Solenski, N. J., et al. Medical complications of aneurysmal subarachnoid hemorrhage: a report of the multicenter, cooperative aneurysm study. Participants of the Multicenter Cooperative Aneurysm Study. Critical Care Medicine. 23 (6), 1007-1017 (1995).
- Cahill, J., Calvert, J. W., Zhang, J. H. Mechanisms of early brain injury after subarachnoid hemorrhage. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 26 (11), 1341-1353 (2006).
- Huang, J., van Gelder, J. M. The probability of sudden death from rupture of intracranial aneurysms: a meta-analysis. Neurosurgery. 51 (5), 1101-1107 (2002).
- Rabinstein, A. A. Secondary brain injury after aneurysmal subarachnoid haemorrhage: more than vasospasm. Lancet Neurology. 10 (7), 593-595 (2011).
- Kivisaari, R. P., et al. MR Imaging After Aneurysmal Subarachnoid Hemorrhage and Surgery: A Long-term Follow-up Study. American Journal of Neuroradiology. 22 (6), 1143-1148 (2001).
- Mayberg, M. R., et al. Guidelines for the management of aneurysmal subarachnoid hemorrhage. A statement for healthcare professionals from a special writing group of the Stroke Council, American Heart Association. Stroke. 25 (11), 2315-2328 (1994).
- Dankbaar, J. W., et al. Relationship between vasospasm, cerebral perfusion, and delayed cerebral ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Neuroradiology. 51 (12), 813-819 (2009).
- Sehba, F. A., Hou, J., Pluta, R. M., Zhang, J. H. The importance of early brain injury after subarachnoid hemorrhage. Progress in Neurobiology. 97 (1), 14-37 (2012).
- Miller, B. A., Turan, N., et al. Inflammation, vasospasm, and brain injury after subarachnoid hemorrhage. BioMed Res Int. 2014, 384342 (2014).
- Dreier, J. P., et al. Delayed ischaemic neurological deficits after subarachnoid haemorrhage are associated with clusters of spreading depolarizations. Brain. 129, 3224-3237 (2006).
- Mayer, S., et al. Global and domain-specific cognitive impairment and outcome after subarachnoid hemorrhage. Neurology. 59 (11), 1750-1758 (2002).
- Al-Khindi, T., Macdonald, R. L., Schweizer, T. A. Cognitive and functional outcome after aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Stroke. 41 (8), 519-536 (2010).
- Macdonald, R. L., et al. Randomized trial of clazosentan in patients with aneurysmal subarachnoid hemorrhage undergoing endovascular coiling. Stroke. 43 (6), 1463-1469 (2012).
- Parra, A., et al. Mouse model of subarachnoid hemorrhage associated cerebral vasospasm: methodological analysis. Neurological Research. 24 (5), 510-516 (2002).
- Schuller, K., Buhler, D., Plesnila, N. A murine model of subarachnoid hemorrhage. Journal of Visualized Experiments. (81), e50845 (2013).
- Lin, C. L., et al. A murine model of subarachnoid hemorrhage-induced cerebral vasospasm. Journal of Neuroscience Methods. 123 (1), 89-97 (2003).
- Sabri, M., et al. Anterior circulation mouse model of subarachnoid hemorrhage. Brain Research. 1295, 179-185 (2009).
- Leclerc, J. L., et al. A Comparison of Pathophysiology in Humans and Rodent Models of Subarachnoid Hemorrhage. Frontiers in Molecular Neuroscience. 11, 71 (2018).
- El Amki, M., et al. Long-Lasting Cerebral Vasospasm, Microthrombosis, Apoptosis and Paravascular Alterations Associated with Neurological Deficits in a Mouse Model of Subarachnoid Hemorrhage. Molecular Neurobiology. 55 (4), 2763-2779 (2018).
- Clavier, T., et al. Association between vasoactive peptide urotensin II in plasma and cerebral vasospasm after aneurysmal subarachnoid hemorrhage: a potential therapeutic target. Journal of Neurosurgery. , 1-11 (2018).
- Kundra, S., Mahendru, V., Gupta, V., Choudhary, A. K. Principles of neuroanesthesia in aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Journal of Anaesthesiology Clinical Pharmacology. 30 (3), 328-337 (2014).
- Schertz, M., et al. Incidence and Mortality of Spontaneous Subarachnoid Hemorrhage in Martinique. PLOS ONE. 11 (5), 0155945 (2016).
- Lin, C. -. L., et al. A murine model of subarachnoid hemorrhage-induced cerebral vasospasm. Journal of Neuroscience Methods. 123 (1), 89-97 (2003).
- Prunell, G. F., Mathiesen, T., Diemer, N. H., Svendgaard, N. -. A. Experimental subarachnoid hemorrhage: subarachnoid blood volume, mortality rate, neuronal death, cerebral blood flow, and perfusion pressure in three different rat models. Neurosurgery. 52 (1), 165-176 (2003).
- Turowski, B., et al. New angiographic measurement tool for analysis of small cerebral vessels: application to a subarachnoid haemorrhage model in the rat. Neuroradiology. 49 (2), 129-137 (2007).
- Boyko, M., et al. The neuro-behavioral profile in rats after subarachnoid hemorrhage. Brain Research. 1491, 109-116 (2013).
- Muñoz-Sánchez, M. &. #. 1. 9. 3. ;., et al. Urotensinergic system genes in experimental subarachnoid hemorrhage. Medicina Intensiva (English Edition). 41 (8), 468-474 (2017).
- Delgado, T., Brismar, J., Svendgaard, N. A. Subarachnoid haemorrhage in the rat: angiography and fluorescence microscopy of the major cerebral arteries. Stroke. 16 (4), 595-602 (1985).
- Solomon, R. A., Antunes, J. L., Chen, R., Bland, L., Chien, S. Decrease in cerebral blood flow in rats after experimental subarachnoid hemorrhage: a new animal model. Stroke. 16 (1), 58-64 (1985).
- Ram, Z., Sahar, A., Hadani, M. Vasospasm due to massive subarachnoid haemorrhage-a rat model. Acta Neurochirurgica. 110 (3-4), 181-184 (1991).
- Glenn, T. C., et al. Subarachnoid hemorrhage induces dynamic changes in regional cerebral metabolism in rats. Journal of Neurotrauma. 19 (4), 449-466 (2002).
- Gules, I., Satoh, M., Clower, B. R., Nanda, A., Zhang, J. H. Comparison of three rat models of cerebral vasospasm. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 283 (6), 2551-2559 (2002).
- Sabri, M., et al. Mechanisms of microthrombi formation after experimental subarachnoid hemorrhage. Neurociência. 224, 26-37 (2012).
- Jeon, H., Ai, J., Sabri, M., Tariq, A., Macdonald, R. Learning deficits after experimental subarachnoid hemorrhage in rats. Neurociência. 169 (4), 1805-1814 (2010).
- Silasi, G., Colbourne, F. Long-term assessment of motor and cognitive behaviours in the intraluminal perforation model of subarachnoid hemorrhage in rats. Behavioural Brain Researchearch. 198 (2), 380-387 (2009).
- Bederson, J. B., Germano, I. M., Guarino, L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in the rat. Stroke. 26 (6), 1086-1092 (1995).
- Bederson, J. B., et al. Acute vasoconstriction after subarachnoid hemorrhage. Neurosurgery. 42 (2), 352-362 (1998).
- Park, I. -. S., et al. Subarachnoid hemorrhage model in the rat: modification of the endovascular filament model. Journal of Neuroscience Methods. 172 (2), 195-200 (2008).
- Vanden Bergh, W., et al. Magnetic resonance imaging in experimental subarachnoid haemorrhage. Acta Neurochirurgica. 147 (9), 977-983 (2005).
- Peng, J., et al. LRP1 activation attenuates white matter injury by modulating microglial polarization through Shc1/PI3K/Akt pathway after subarachnoid hemorrhage in rats. Redox Biology. 21, 101121 (2019).
- Okada, T., et al. Selective Toll-Like Receptor 4 Antagonists Prevent Acute Blood-Brain Barrier Disruption After Subarachnoid Hemorrhage in Mice. Molecular Neurobiology. 56 (2), 976-985 (2019).
- Tiebosch, I. A., et al. Progression of brain lesions in relation to hyperperfusion from subacute to chronic stages after experimental subarachnoid hemorrhage: a multiparametric MRI study. Cerebrovascular Diseases. 36 (3), 167-172 (2013).
- Weidauer, S., Vatter, H., Dettmann, E., Seifert, V., Zanella, F. E. Assessment of vasospasm in experimental subarachnoid hemorrhage in rats by selective biplane digital subtraction angiography. Neuroradiology. 48 (3), 176-181 (2006).
- Lee, J. Y., Huang, D. L., Keep, R., Sagher, O. Characterization of an improved double hemorrhage rat model for the study of delayed cerebral vasospasm. Journal of Neuroscience Methods. 168 (2), 358-366 (2008).
- Cai, J., et al. A novel intravital method to evaluate cerebral vasospasm in rat models of subarachnoid hemorrhage: a study with synchrotron radiation angiography. PloS one. 7 (3), 33366 (2012).
- Piepgras, A., Thome, C., Schmiedek, P. Characterization of an anterior circulation rat subarachnoid hemorrhage model. Stroke. 26 (12), 2347-2352 (1995).
- Rosenberg, G. A., Mun-Bryce, S., Wesley, M., Kornfeld, M. Collagenase-induced intracerebral hemorrhage in rats. Stroke. 21 (5), 801-807 (1990).
- Raslan, F., et al. A modified double injection model of cisterna magna for the study of delayed cerebral vasospasm following subarachnoid hemorrhage in rats. Experimental & Translational Stroke Medicine. 4 (1), 23 (2012).
- Cai, J., et al. A novel intravital method to evaluate cerebral vasospasm in rat models of subarachnoid hemorrhage: a study with synchrotron radiation angiography. PLoS One. 7 (3), 33366 (2012).
- Lee, J. Y., Sagher, O., Keep, R., Hua, Y., Xi, G. Comparison of experimental rat models of early brain injury after subarachnoid hemorrhage. Neurosurgery. 65 (2), 331-343 (2009).
- Guresir, E., et al. The effect of common carotid artery occlusion on delayed brain tissue damage in the rat double subarachnoid hemorrhage model. Acta Neurochir (Wien). 154 (1), 11-19 (2012).
- Vatter, H., et al. Time course in the development of cerebral vasospasm after experimental subarachnoid hemorrhage: clinical and neuroradiological assessment of the rat double hemorrhage model. Neurosurgery. 58 (6), 1190-1197 (2006).
- Leonardo, C. C., Robbins, S., Doré, S. Translating basic science research to clinical application: models and strategies for intracerebral hemorrhage. Frontiers in Neurology. 3, 85 (2012).
- Feiler, S., Friedrich, B., Schöller, K., Thal, S. C., Plesnila, N. Standardized induction of subarachnoid hemorrhage in mice by intracranial pressure monitoring. Journal of Neuroscience Methods. 190 (2), 164-170 (2010).
- Westermaier, T., Jauss, A., Eriskat, J., Kunze, E., Roosen, K. Acute vasoconstriction: decrease and recovery of cerebral blood flow after various intensities of experimental subarachnoid hemorrhage in rats. Journal of Neurosurgery. 110 (5), 996-1002 (2009).
- van Lieshout, J. H., et al. An introduction to the pathophysiology of aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Neurosurgical Review. 41 (4), 917-930 (2018).
- Conzen, C., et al. The Acute Phase of Experimental Subarachnoid Hemorrhage: Intracranial Pressure Dynamics and Their Effect on Cerebral Blood Flow and Autoregulation. Translational Stroke Research. 10 (5), 566-582 (2019).
- Connolly, E. S., et al. Guidelines for the management of aneurysmal subarachnoid hemorrhage: a guideline for healthcare professionals from the American Heart Association/american Stroke Association. Stroke. 43 (6), 1711-1737 (2012).
