Impianto di cannula in Cisterna Magna di roditori

Liquido cerebrospinale (CSF) bagna il sistema nervoso centrale (SNC) in tutto il sistema ventricolare e lungo gli spazi subaracnoidei, un spazio anatomicamente definito nel continuum con i ventricoli, che circonda il cervello e il midollo spinale. Una delle funzioni principali del QCS è quello di fornire un percorso per la liquidazione dei metaboliti e soluti dal parenchima del cervello. Liquidazione è facilitata tramite il glifatico recentemente scoperto sistema¹, cervello analogico al sistema linfatico periferico. Qui, descriviamo e discutiamo la cisterna magna inserimento di una canula (CMc), un metodo come minimo dilagante per la consegna diretta di molecole nel CSF. CMc è il metodo principale per studiare la funzione di glifatico. Inoltre, CMc può essere applicato anche per lo studio della dinamica di CSF e per una consegna veloce, tutto il cervello di molecole permeabili di barriera (BBB) non-emato encefalica nel parenchima cerebrale, lungo lo spazio perivascolare.

La CMc sfrutta principi fisiologici di dinamiche di movimento di CSF attraverso snc di consegnare con etichetta tracer molecole o farmaci nello spazio pieno di CSF cisterna magna (CM). Molecole vengono iniettati attraverso una cannula impiantata nel covering dural membrana atlanto-occipital che le molecole CM. sono poi trasportate da flusso di massa di CSF nel parenchima cerebrale tramite il paravenosa spazio¹. Agente tracciante o contrasto iniettato tramite la CMc segue il movimento del CSF, che permette la valutazione di movimento di CSF e glifatico afflusso di quantificare i livelli di intensità di molecole con etichettate che entrano il parenchima cerebrale. CMc è compatibile con diverse tecniche di formazione immagine compreso epifluorescenza, 2-fotone microscopia e la formazione immagine a risonanza magnetica (MRI). Inoltre, tale valutazione può essere eseguita sia in vivo o ex vivo. D’importanza, CMc consente la visualizzazione del sistema glifatico sotto anestesia o durante il sonno naturale, così come negli animali svegli, liberamente commoventi.

La tecnica di CMc può essere utilizzata per studiare i diversi aspetti della dinamica dei fluidi nel CSF, ma ha dimostrato di essere particolarmente utile per studiare il sistema di glifatico. Glifatico attività aziona il flusso convettivo di CSF dallo spazio periarterial tramite canali d’acqua Acquaporina-4 (AQP-4), che sono legati nella membrana di astrocytic vascolare a capo endfeet. Il flusso convettivo permette l’interscambio di CSF e di liquido interstiziale (ISF) all’interno del parenchima cerebrale. CSF/ISF contenenti soluti e scorie metaboliche viene quindi rimosso dal parenchima cerebrale tramite il perivenous spazio^2,3. In definitiva, CSF/ISF raggiunge la periferia attraverso i vasi linfatici dural recentemente descritto^4,5. Il sistema di glifatico ha dimostrato cruciale per la liquidazione dei metaboliti nocivi dei rifiuti come amiloide-β². Ulteriormente, glifatico liquidazione è compromessa nell’invecchiamento⁶, dopo la ferita di cervello traumatica⁷e in modelli animali di diabete⁸ e⁹di morbo di Alzheimer. In particolare, attività di glifatico è stato dipendente, mostrando attività significativamente più alto durante il sonno o anestesia in confronto a Veglia¹. Infatti, giovani animali anestetizzati esibiscono il più alta attività di glifatico. Così, quantificazione sperimentale dell’attività di glifatico è fondamentale quando si studia il suo ruolo nella salute e nella malattia.

Diversi studi hanno affrontato dinamica di CSF e suo interscambio con liquido interstiziale (ISF) nel parenchima del cervello. Tuttavia, i metodi con cui vengono consegnati con etichettate molecole sono piuttosto invasivi, innescando il danno del parenchima cerebrale e variazioni della pressione intracranica (ICP) (vedere recensione¹⁰). Alcuni esempi sono intraventricolare o iniezioni di intraparenchymal che coinvolgono craniotomia o foratura di una bava con foro nel cranio. Queste procedure sono state indicate per alterare ICP, interrompendo così la glifatico funzione². Inoltre, tali metodi invasivi inducono astrogliosi e aumentano il immunoreactivity AQP-4 nella zona di parenchima danneggiato del cervello e suoi dintorni^11,12. Come astrociti e AQP-4 sono elementi chiave del sistema glifatico, il CMc è il metodo di scelta per i suoi studi. I principali vantaggi di CMc in confronto ad altre procedure invasive sono il mantenimento di un parenchima di cranio e cervello intatto, evitando alterazioni ICP e astrogliosis, rispettivamente. CMc in combinazione con diversi strumenti di imaging si apre così, per una vasta gamma di possibilità di studiare non solo il sistema di glifatico, ma anche le dinamiche e i meccanismi di flusso del fluido nell’omeostasi, così come nei modelli animali di malattie neurologiche.

La procedura di inserimento di una canula (CMc) cisterna magna permette un accesso facile e diretto per il liquido cerebrospinale (CSF). Iniettando diverse molecole (es. traccianti fluorescenti, agenti di contrasto MRI) lo sperimentatore può monitorare i loro movimenti all’interno del compartimento di CSF e valutare l’attività del sistema glifatico. Il seguente protocollo descrive entrambi la CMc acuta, per iniezioni immediatamente dopo la chirurgia e l’impianto cronico della cannula, in cui l’animale recupera dalla procedura chirurgica per una successiva iniezione. La differenza più importante tra l’impianto acuto e cronico è che l’impianto cronico permette lo studio dell’attività glifatico in topi svegli.