Bir Mikrodiyaliz Sistemi Kullanarak Bilinçli Sıçanlardan Hipokampal Hücre Dışı Sıvının Gerçek Zamanlı Dinamik Toplanması

Nörodejeneratif hastalık, travmatik beyin hasarı, yüksek irtifa hipoksisine bağlı beyin hasarı ve iskemik inme gibi yüksek morbiditeleri olan santral sinir sistemi (SSS) hastalıkları, dünya çapında artan mortalitenin önemli nedenleridir ^1,2,3. Belirli beyin bölgelerindeki sitokinlerin ve protein değişikliklerinin gerçek zamanlı izlenmesi, CNS hastalıklarının ve ilaç tedavisinden sonra beyin farmakokinetik çalışmalarının tanısal doğruluğuna katkıda bulunur. Geleneksel bilimsel araştırmalar, belirli maddelerin tespiti ve farmakokinetik çalışmalar için beyin dokusu homojenatı veya hayvan interstisyel beyin sıvısının manuel olarak toplanmasını kullanır. Bununla birlikte, bunun sınırlı örneklem büyüklüğü, göstergelerdeki değişiklikleri dinamik olarak gözlemleyememe ve eşit olmayan örnekleme kalitesi ^4,5,6 gibi bazı eksiklikleri vardır. Bir interstisyel sıvı olan beyin omurilik sıvısı, beyni ve omuriliği mekanik hasarlardan korur. Bileşimi, kan-beyin bariyerinin (BBB⁾ varlığından dolayı serumunkinden farklıdır7. Beyin omurilik sıvısı örneklerinin doğrudan analizi, CNS lezyonlarının mekanizmasını ve ilaç keşfini ortaya çıkarmak için daha elverişlidir. Kaçınılmaz olarak, bir şırınga yoluyla doğrudan cisterna magna ve serebral ventriküllerden manuel olarak elde edilen beyin omurilik sıvısı örnekleri, kan kontaminasyonu, rastgele numune toplama şansı, miktar belirsizliği ve neredeyse hiç çoklu geri^{alma olasılığı 8,9’a} sahip değildir. Daha da önemlisi, konvansiyonel interstisyel beyin sıvısı örnekleme yöntemleri, hasarlı beyin bölgelerinden örnekler elde edememekte, bu da spesifik beyin bölgelerinde CNS hastalıklarının patogenezinin araştırılmasını ve hedeflenen etnotilaç tedavilerinin etkinlik değerlendirmesini engellemektedir ^9,10.

Beyin mikrodiyalizi, uyanık hayvanlarda interstisyel beyin sıvısını örneklemek için kullanılan bir tekniktir¹¹. Mikrodiyaliz sistemi, beyne implante edilen bir prob yardımıyla vasküler geçirgenliği taklit eder. Mikrodiyaliz probu yarı geçirgen bir zarla donanmıştır ve belirli beyin bölgelerine implante edilir. İzotonik yapay beyin omurilik sıvısı (ACSF) ile perfüzyondan sonra, diyalize interstisyel beyin sıvısı, küçük örneklem boyutları, sürekli örnekleme ve dinamik gözlem^12,13 faydaları ile olumlu bir şekilde toplanabilir. Konum açısından, beyin mikrodiyaliz probları seçici olarak beyin yapılarına veya ilgilenilen kranial sarnıçlara implante edilebilir¹⁴. Hipokampal hücre dışı sıvıdaki (HECF) endojen bir maddenin anormal seviyelerinin gözlemlenmesi, CNS hastalıklarının oluşumunu veya hastalığın patogenezini düşündürmektedir. Birçok çalışma, şizofrenide D-amino asitler, Alzheimer hastalığında β-amiloid ve tau proteinleri, travmatik beyin hasarında nörofilament hafif zincirleri ve hipoksik iskemi ensefalopatisinde ubikitin karboksi-terminal hidrolaz L1’ler gibi CNS hastalıkları için biyobelirteçlerin beyin omurilik sıvısında analiz edilebileceğini göstermiştir^15,16,17 . Beyin mikrodiyaliz örnekleme tekniğine dayanan bir kimyasal analiz yöntemi, belirli beyin bölgelerinde yayılan ve dağılan etnotilacın aktif bileşenleri gibi eksojen bileşiklerin dinamik değişikliklerini izlemek için kullanılabilir¹⁴.

Bu makale, uyanık sıçanlarda dinamik HECF ediniminin spesifik sürecini sunmakta ve numune kalitesini sağlamak için ozmotik basıncını ölçmektedir.