Este artigo apresenta um protocolo passo-a-passo para a implantação direta de cânula na cisterna magna dos suínos.
O sistema glicênico é um sistema de liberação de resíduos no cérebro que se baseia no fluxo de fluido cefalorraquidiano (CSF) em espaços perivasculares ligados a astrocitos e foi implicado no despejo de peptídeos neurotóxicos como amilóide-beta. A função glifática prejudicada exacerba a patologia da doença em modelos animais de doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer, que destaca a importância de entender esse sistema de liberação. O sistema glicênico é frequentemente estudado por cisterna magna cannulations (CMc), onde os rastreadores são entregues diretamente no fluido cefalorraquidiano (CSF). A maioria dos estudos, no entanto, tem sido realizada em roedores. Aqui, demonstramos uma adaptação da técnica CMc em suínos. Usando CMc em suínos, o sistema glicêtico pode ser estudado em alta resolução óptica em cérebros giroscéceis e ao fazê-lo faz a ponte entre roedores e gglifáticos humanos.
O fluido cefalorraquidiano (CSF) é um ultrafiltrato de sangue que é encontrado dentro e ao redor do sistema nervoso central (CNS)1,2. Além de dar flutuação ao cérebro ou absorver forças mecânicas prejudiciais, a CSF também desempenha um papel fundamental na limpeza de resíduos metabólicos do CNS3. O despejo de resíduos é facilitado pelo sistema glicêtico recentemente caracterizado que permite o fluxo convectivo de CSF através do parenchyma cerebral através de espaços perivasculares (PVS), que circundam artérias penetrantes3,4,5. Este processo mostrou-se dependente da aquaporina-4 (AQP4), um canal de água expresso principalmente no endfeta astrócito, vinculado ao PVS4,6. O estudo do sistema glicêmático é realizado por imagens in vivo e ex vivo, utilizando microscopia de luz avançada ou ressonância magnética (RM), após a introdução de um rastreador fluorescente/radioativo ou agente de contraste no CSF7,8,9,10,11.
Uma maneira eficaz de introduzir um rastreador no CSF sem incorrer em danos ao parênquim cerebral é através da cisterna magna cannulation (CMc)12,13. A grande maioria de todos os estudos glifáticos, até agora foram realizados em roedores e evitados em mamíferos superiores devido à invasividade do CMC acoplado à simplicidade prática de trabalhar com um pequeno mamífero. Além disso, os crânios finos de camundongos permitem imagens in vivo sem a necessidade de uma janela craniana e, posteriormente, permitem uma extração cerebral descomplicada11,14. Experimentos realizados em humanos produziram um valioso dados in vivo macroscópicos sobre a função glifática, mas se basearam em injeções de rastreador intratecal na coluna lombar distal e, além disso, utilizam ressonância magnética que não produz resolução suficiente para capturar a micronatomia do sistema glicêntico7,15,16 . Compreender a arquitetura e a extensão do sistema glicêtico em mamíferos superiores é essencial para sua tradução para humanos. Para facilitar a tradução glifática para humanos, é importante aplicar técnicas que são realizadas em roedores a mamíferos superiores, de modo a permitir comparações diretas do sistema glicêtico entre espécies de crescente cognição e complexidade cerebral17. Os cérebros de porco e humano são gyrencephalic, possuindo uma neuroarquitetura dobrada, enquanto cérebros de roedores são lisscérefálicos, tendo assim uma diferença substancial entre si. Em termos do tamanho geral, os cérebros de porco são, também, mais comparáveis aos humanos, sendo 10-15 vezes menores que o cérebro humano, enquanto os cérebros de camundongos são 3.000 vezes menores18. Ao entender melhor o sistema glicêtico em grandes mamíferos, pode ser possível utilizar o sistema glicêtico humano para futura intervenção terapêutica em condições como derrame, lesão cerebral traumática e neurodegeneração. CMc direto em suínos in vivo é um método que permite a microscopia leve de alta resolução do sistema glicêtico em um mamífero superior. Além disso, devido ao tamanho dos suínos utilizados, é possível aplicar sistemas de monitoramento semelhantes aos utilizados em cirurgias humanas, tornando viável documentar e regularmente funções vitais, a fim de avaliar como estes contribuem para a função glifática.
Aqui está descrito, um protocolo detalhado para realizar a cannulação direta da cisterna magna em suínos, incluindo a preparação necessária, procedimento cirúrgico, infusão de rastreadores e extração do cérebro. Isso requer alguém com experiência e certificação para trabalhar com animais de grande porte. Se realizado corretamente, isso permite a entrega de moléculas desejadas com garantia diretamente no CSF, após a qual uma série de diferentes modalidades avançadas de imagem luminosa podem ser usadas …
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi apoiado pela Fundação Knut e Alice Wallenberg, Hjärnfonden, Fundações Wenner Gren e fundação Crafoord.
0.01% azide in PBS | Sigmaaldrich | S2002 | |
18G needle | Mediq | ||
1ml Syringe | FischerSci | 15849152 | |
20G cannula | Mediq | NA | |
22G cannula | Mediq | NA | |
4% paraformaldehyde | Sigmaaldrich | P6148 | |
Anatomical forceps | NA | NA | |
Bovine serum albumin Alexa-Fluor 647 Conjugate | ThermoFischer | A34785 | 2 vials (10mg) |
CaCl2 | Sigmaaldrich | C1016 | |
Chisel | ClasOhlson | 40-8870 | |
Dental cement | Agnthos | 7508 | |
compact saw | ClasOhlson | 40-9517 | |
Glucose | Sigmaaldrich | G8270 | |
Hammer | ClasOhlson | 40-7694 | |
Insta-Set CA Accelerator | BSI-Inc | BSI-151 | |
IV line TAP, 3-WAYS with 10cm extension | Bbraun | NA | |
KCl | Sigmaaldrich | P9333 | |
Marker pen | NA | NA | |
MgCl2 | Sigmaaldrich | M8266 | |
MilliQ water | NA | NA | |
NaCL | Sigmaaldrich | S7653 | |
NaH2PO4 | Sigmaaldrich | S8282 | |
NaHCO3 | Sigmaaldrich | S5761 | |
No. 20 scalpel blade | Agnthos | BB520 | |
No. 21 Scalpel blade | Agnthos | BB521 | |
No. 4 Scalpel handle | Agnthos | 10004-13 | |
Saline | Mediq | NA | |
Salmon knife | Fiskers | NA | |
Self-retaining retractors | NA | NA | |
Superglue | NA | NA | |
Surgical curved scissors | NA | NA | |
Surgical forceps | NA | NA | |
Surgical towel clamps | NA | NA |