Chirurgia del nervo facciale nel modello di ratto per studiare l'inibizione assonale e la rigenerazione

Lesione del nervo cranico nella regione della testa e del collo possono essere secondarie a eziologia congenita, infettiva, idiopatica, iatrogena, traumatica, neurologica, oncologica o sistemica¹. Nervo cranico VII, o il nervo facciale, è comunemente influenzato. L’incidenza della disfunzione del nervo facciale può essere significativa, in quanto colpisce 20 a 30 per 100.000 persone ogni anno². I principali rami motori del nervo facciale sono i rami temporali, zigomatici, buccali, marginali e cervicali; a seconda del ramo coinvolto, le conseguenze possono includere incompetenza orale o sbavamento, secchezza corneale, ostruzione del campo visivo secondario alla ptosi, disartria, o asimmetria facciale^2,3. La morbilità a lungo termine comprende il fenomeno della sicinesi, o movimento involontario di un gruppo muscolare facciale, con tentata contrazione volontaria di un gruppo muscolare facciale distinto. La sicinesi oculare-orale è la più comune della rigenerazione aberrante come sequela di lesioni facciali e provoca compromissione funzionale, imbarazzo, diminuzione dell’autostima e scarsa qualità della vita³. La lesione ai singoli rami determina le funzioni che vengono compromesse in modo selettivo.

Il trattamento clinico della lesione del nervo facciale non è ben standardizzato e ha bisogno di ulteriori ricerche per migliorare i risultati. Gli steroidi possono alleviare il gonfiore nervoso facciale acuto, mentre Botox è utile per temporizzare i movimenti sinanici; ma, le principali opzioni ricostruttive nell’armamentario del terapeuta comportano l’intervento chirurgico attraverso la riparazione del nervo, la sostituzione o la rianimazione^3,4,5^,6.⁶ A seconda del tipo di lesione del nervo facciale sostenuta, il chirurgo nervoso facciale può utilizzare una serie di opzioni. Per la transezione semplice, la reanastomosi nervosa è utile mentre la riparazione dell’innesto via cavo è più adatta per un difetto del nervo; per un ripristino della funzione, il chirurgo può scegliere procedure di rianimazione facciale statiche o dinamiche. In molti casi di lesioni nervose facciali e successiva riparazione, anche nelle mani di esperti chirurghi nervosi facciali, il miglior risultato si traduce ancora in asimmetria facciale persistente e compromesso funzionale⁷.

Questi risultati non ottimali hanno stimolato un’ampia ricerca sulla rigenerazione dei nervi facciali. Ampi argomenti di interesse includono il perfezionamento e l’innovazione delle tecniche di riparazione dei nervi, la determinazione dell’effetto di vari fattori di rigenerazione dei nervi e la valutazione del potenziale di specifici inibitori neurali per aiutare a combattere l’esito a lungo termine della sinocinesi^8,9,10,11. Mentre i modelli in vitro possono essere utilizzati per valutare alcune caratteristiche dei fattori pro-crescita o inibitori, la vera ricerca traslazionale su questo argomento è meglio realizzata tramite modelli animali traducibili.

La decisione di quale modello animale utilizzare può essere difficile, in quanto i ricercatori hanno utilizzato sia animali di grandi dimensioni, come pecore e piccoli modelli animali, come^{topi 12,13}. Mentre i modelli animali di grandi dimensioni offrono una visualizzazione anatomica ideale, il loro uso richiede attrezzature e personale specializzati non facilmente o facilmente disponibili. Inoltre, potenziare uno studio per dimostrare l’effetto potrebbe essere altamente proibitivo e potenzialmente non nell’ambito fattibile di molti centri scientifici. Così, il modello animale di piccole dimensioni è più frequentemente utilizzato. Il modello di topo può essere utilizzato per valutare una serie di risultati relativi alla chirurgia del nervo facciale; tuttavia, la lunghezza limitata del nervo può limitare la capacità dello scienziato di modellare determinati modelli, come lesioni a grande spazio¹⁴.

Così, il prototipo di ratto murine è emerso come il modello di cavallo di battaglia attraverso il quale lo scienziato può eseguire procedure chirurgiche innovative o utilizzare fattori inibitori o pro-crescita e valutare l’effetto su una vasta gamma di parametri di risultato. L’anatomia del nervo facciale del ratto è prevedibile e facilmente avvicinata in modo riproducibile. La sua scala più grande, rispetto al modello del mouse, consente la modellazione di una vasta gamma di difetti chirurgici, che vanno da semplice transection a 5 mm lacune^15,16. Questo permette ulteriormente l’applicazione di interventi complessi nel sito difettoso, tra cui il posizionamento topico del fattore, iniezioni intraneurali di fattore, e il posizionamento di isoini o ponti^{17,18,19,20,21,22,23}.

La natura docile del ratto, la sua anatomia affidabile e la sua propensione per una rigenerazione efficace del nervo consentono la raccolta di molte misure esiti in risposta ai suddetti schemi chirurgici di lesioni²⁴. Attraverso il modello di ratto, lo scienziato nervoso facciale è in grado di valutare le risposte elettrofisiologiche a lesioni, esiti istologici nervosi e muscolari tramite immunostochimica, esiti funzionali attraverso il monitoraggio del movimento del pad vibrissale e la valutazione della chiusura degli occhi, e micro- cambiamenti macro-scopici attraverso microorescente o microscopia confocale, tra gli altri¹¹, 22^{,29,,23,23,25,26,28}.²⁸ Così, il seguente protocollo illustrerà un approccio chirurgico al nervo facciale del ratto e agli schemi di lesione che possono essere indotti.