Spinal cord injury models should be highly reproducible. We demonstrate that the calibrated forceps compression model of spinal cord injury is an easy to use surgical method for generating reproducible injuries to the murine spinal cord.
blessures de compression de la moelle épinière de souris sont précieux modèles animaux pour l'étude des lésions de la moelle épinière (SCI) et la thérapie régénérative moelle. Le modèle de pince calibrée de blessure de compression est une pratique, à faible coût, et de modèle animal très reproductible pour SCI. Nous avons utilisé une paire de pinces modifiés conformément à la méthode publiée par Plemel et al. (2008) pour comprimer latéralement la moelle épinière jusqu'à une distance de 0,35 mm. Dans cette vidéo, nous allons démontrer une laminectomie dorsale pour exposer la moelle épinière, suivie d'une compression de la moelle épinière avec la pince modifiés. Dans la vidéo, nous allons également aborder les questions liées aux soins des animaux de laboratoire paraplégiques. Ce modèle de lésion produit des souris qui présentent une insuffisance dans la sensation, ainsi que la fonction des membres postérieurs locomotrice réduite. En outre, ce procédé produit des aberrations de blessure cohérentes dans la pathologie de la SCI, comme déterminé par des procédés immunohistochimiques. Après avoir vu cette video, les téléspectateurs doivent être en mesure de déterminer les fournitures et les méthodes nécessaires à la production de diverses gravités SCI chez la souris pour les études sur SCI et / ou des traitements visant à atténuer la dépréciation après une blessure.
Les modèles animaux de SCI sont des outils précieux pour évaluer l'efficacité des paradigmes thérapeutiques visant à atténuer les dommages à la suite d'un traumatisme à la moelle épinière. Par nécessité expérimentale, ces modèles doivent fournir déficits reproductibles dans locomoteur et comportements sensoriels, être réglables pour produire des blessures de gravité différente, et démontrent que la gravité des blessures en corrélation avec le degré de déficit neurologique observé. Il existe trois principaux types de SCI avec des caractéristiques distinctes de blessures: transection, contusion, et une compression. En bref, une lésion de la transection est une lacération de la moelle épinière, une blessure par contusion provient d'une mémoire, la force de contact appliquée sur la face dorsale de la moelle épinière et une lésion de la compression se produit lorsqu'une force préjudiciable est appliquée à la moelle épinière, et peut également être appelé lésion par écrasement 2.
Complete blessures de transection sont cliniquement rare chez les humains 3, tandis que la contusion und blessures de compression sont plus courants. La blessure de compression produit un résultat similaire à ce qu'on trouve dans SCI humaine provoquée par, par exemple, la compression de la tumeur ou d'autres forces de compression nuisibles, et peut être effectuée en utilisant un simple ensemble d'outils. Contusion et de compression blessures sont similaires en ce qu'ils sont une force de compression et les deux ont des caractéristiques pathologiques similaires, tels que la désorganisation cytoarchitectoniques, et évoquent des réponses endogènes similaires à 1,4 blessures. Le modèle de lésion par contusion applique habituellement cette force à la moelle épinière dorsale au moyen d'un appareil spécial d'une manière similaire aux cas humains de SCI résultant d'une impaction de la colonne vertébrale 2,5,6. En revanche, les blessures de compression peuvent être produits par une variété de procédés à appliquer une force latérale ou dorsale. Méthodes d'une blessure de compression comprennent des pinces 7, de clips anévrisme calibrés 2, ou en plaçant un poids directement sur la moelle épinière 8. Un avantage de laclips anévrisme est qu'ils sont capables de fournir différentes quantités de force 9. La méthode d'ajout de poids à la surface dorsale de la moelle épinière juste 8 nécessite le poids à être mis en place pendant 10 minutes, ce qui augmente considérablement la durée de la chirurgie et entraîne des incohérences en raison de placement du poids et du mouvement en raison de la respiration de la animal. En raison de la petite taille de la souris, animaux situant dans des appareils spécialisés conçus pour une utilisation chez les rats, comme percuteurs pour blessures de contusion, peut être difficile, voire entraîner des blessures incompatibles 7. Cependant, les souris sont disponibles dans une large gamme de souches transgéniques, à la différence des animaux plus grands tels que des rats ou des lapins qui sont très utiles pour la recherche SCI.
La méthode Plemel de l'aide de pinces calibrées pour comprimer la moelle épinière génère une SCI reproductible avec un haut degré de corrélation entre la gravité des blessures et le déficit neurologique 7. Ce modèle SCI chirurgicale estgénéré en utilisant une paire de forceps No. 5 Dumont modifiés pour être maintenues écartées à une distance définie par l'une résine époxy de métal ou d'une autre obstruction pour empêcher la fermeture complète. Cet espacement ingénierie assure que la pince sera toujours à proximité d'une certaine largeur dans plusieurs chirurgies et par différents utilisateurs. L'avantage du procédé est que les Plemel matériaux pour produire la pince calibrés peuvent être facilement achetés et assemblés en laboratoire sans avoir besoin d'équipement spécialisé. Ces pinces peuvent résister à de multiples tours de l'autoclave et la stérilisation, et l'absence d'un appareil encombrant séparée rationalise chirurgies.
Dans cette vidéo, nous démontrons l'utilisation chirurgicale d'une paire de pinces calibrées sur la moelle épinière de souris pour générer une blessure à la compression. Nous abordons également des préoccupations particulières liées aux soins de la moelle épinière des animaux blessés de laboratoire pour améliorer leur qualité de vie post-opératoire et réduire la mortalité.
Le choix d'un modèle SCI est important dans la conception des expériences pour déterminer l'efficacité des traitements pour des cas humains de SCI. Ces expériences ont besoin d'un modèle animal qui est hautement reproductible pour limiter la variabilité qui peut entraîner des données non concluants. Ils devraient également être de la pertinence clinique d'évaluer avec précision la condition humaine, ils sont la modélisation. A cet effet, le choix d'une blessure à la compression ou contondante sur une transection est plus pertinent cliniquement 3. Cependant, percuteurs et des appareils de chute de poids pour les blessures de contusion nécessitent l'utilisation de machines coûteux et compliqué. En revanche, le modèle de pince calibrée de SCI utilise des pinces qui sont faciles à assembler à partir de matériaux de laboratoire communs modifiée, et de l'opération ne nécessite qu'une seule étape supplémentaire après une laminectomie dorsale standard pour exposer la moelle épinière. Cependant, un inconvénient de cette méthode est que la force de compression est toujours appliquée latéralement plutôt que le dos, commeest le plus souvent vu dans les cas cliniques humains de SCI 9, et les blessures de compression généré en utilisant la méthode affecte une plus grande mesure de rostrale-caudale de tissu que les modèles de 1,2 contusion. Ce modèle a été démontrée par les concepteurs de la technique, et nous, pour générer reproductible SCI 7,11, et est bien adapté à la taille de la souris. En outre, ce modèle de lésion permet aux animaux pour être évalués après chirurgie et thérapeutiques des traitements utilisant une multitude de tests comportementaux, tels que le Basso échelle de souris pour Locomotion et le test de cheveux de von Frey, pour vérifier que d'une cohorte d'animaux partagent la même gravité des blessures et les déficits neurologiques 7,11-13. Ces mêmes techniques peuvent aussi être utilisées pour évaluer l'efficacité des traitements administrés aux animaux au cours d'études d'investigation, répondant aux critères généraux pour les modèles animaux utilisés pour évaluer les thérapies SCI 2,7.
Procédé de production de la pince calibrées pour le modèle de blessure est simple et peut être réalisée avec une variété de différentes méthodes. Nous avons utilisé la méthode d'espacement 11, tel que publié par Plemel 7, et nous avons également modifié pince à l'aide d'une petite vis, qui non seulement fournit une méthode plus facile pour créer le dispositif de compression, mais permet également de polyvalence dans le réglage de la largeur de la compression finale, des bénéficier pour des études comparatives. La gamme d'options dans la création de la pince est presque illimitée, tant que l'entretoise (s) fournissent un moyen stables de toujours fermer la pince à la même distance et peut résister à l'autoclavage et la stérilisation. Les méthodes chirurgicales décrites au sein de cette vidéo sont hautement reproductibles entre les utilisateurs, mais il est nécessaire que l'on prenne soin lors de l'exécution de la laminectomie et suture de l'animal après la procédure a été effectuée de telle sorte que la moelle épinière ne souffre pas de forces de compression supplémentaires qui peuvent augmenter la gravité des blessures et confondre les expériences futures. </p>
Avec une formation adéquate et la pratique, le modèle de pince calibrée de blessure de compression est bien adapté pour effectuer SCI chez les souris qui imitent cas cliniques observés chez les humains 2,3,7. En raison de la facilité de création forceps, production de souris à des degrés de gravité variables blessure peut être facilement effectuée. Ce sera d'une grande utilité pour l'observation des effets génétiques sur SCI des degrés de gravité chez les souris transgéniques différentes ainsi que l'évaluation de l'efficacité des transplantations de cellules souches chez la souris. La majorité des études dans la littérature ont été réalisées sur des rats en raison de leur taille, ce qui rend généralement plus facile à réaliser chirurgies. Cependant la méthode publiée par Plemel et al. 7 et décrit par nous dans cette vidéo devrait permettre SCI doit être effectuée sur des souris avec une grande facilité et la reproductibilité.
The authors have nothing to disclose.
Funding for this work was provided by Shriners Hospitals and CIRM fellowships to AMC and AM. We would also like to acknowledge Plemel et al.7 for first designing and publishing the calibrated forceps model.
Name | Company | Catalog No. |
Isoflurane Machine | Smiths Medical PM, Inc | VCT302 |
Isoflurane | Phoenix Pharmaceutical | NDC: 66794-013-25 |
Dissecting Scope | Seiler Precision Microscopes | SSI 202/402 |
Germinator-500 (tool sterilizer) | Thomas Scientific | 3885A20 |
Puralube (Eye Ointment) | Dechra | NDC 17033-211-38 |
Scalpel Handle (#3) | Fine Science Tools | 10003-12 |
Scalpel Blade (#11) | Fisher Scientific | 08-914B |
Retractor (Colibri ) | Fine Science Tools | 17000-03 |
Friedman Pearson Roungeur | Fine Science Tools | 16021-14 |
Vanna (Castroviejo) Scissors | Roboz | RS-5658 |
Tissue Forceps | Fine Science Tools | 11029-14 |
Laminectomy Forceps (Dumont #2) | Fine Science Tools | 11223-20 |
Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11252-20 |
Stapler | Fine Science Tools | 12031-07 |
Staples (wound clips) | Reflex7 | 203-1000 |
Sutures | Henry Schein | 101-2636 |
Needles (30 G x ½) | BD Biomedical | 305106 |
Syringe (1 ml) | BD Biomedical | 309659 |
Baytril (enrofloxacin) | Bayer | NADA 140-913 |
Buprenex (buprenorphine) | Cardinal Health | NDC 12496-0757-1 |