Cirurgia do nervo facial no modelo de rato para estudar inibição e regeneração axonal
Summary
Este protocolo descreve uma abordagem reprodutível para a cirurgia do nervo facial no modelo de rato, incluindo descrições de vários padrões induziveis de lesão.
Abstract
Este protocolo descreve métodos consistentes e reprodutíveis para estudar a regeneração e inibição axonal em um modelo de lesão do nervo facial de rato. O nervo facial pode ser manipulado ao longo de toda a sua extensão, desde seu segmento intracraniano até seu curso extratemporal. Existem três tipos primários de lesão nervosa utilizados para o estudo experimental de propriedades regenerativas: esmagamento nervoso, transsecção e abertura nervosa. A gama de possíveis intervenções é vasta, incluindo manipulação cirúrgica do nervo, parto de reagentes neuroativos ou células, e manipulações centrais ou de órgãos finais. As vantagens deste modelo para estudar a regeneração nervosa incluem simplicidade, reprodutibilidade, consistência entre espécies, taxas de sobrevivência confiáveis do rato e um tamanho anatômico aumentado em relação aos modelos murina. Suas limitações envolvem uma manipulação genética mais limitada versus o modelo do rato e a capacidade regenerativa superlativa do rato, de modo que o cientista do nervo facial deve avaliar cuidadosamente os pontos de tempo para recuperação e se traduzir resultados para animais superiores e estudos humanos. O modelo de rato para lesão do nervo facial permite parâmetros funcionais, eletrofisiológicos e histomorfométricos para a interpretação e comparação da regeneração nervosa. Assim, possui um enorme potencial para promover a compreensão e o tratamento das consequências devastadoras da lesão do nervo facial em pacientes humanos.
Introduction
A lesão do nervo craniano na região da cabeça e do pescoço pode ser secundária às etiologias congênitas, infecciosas, idiopáticas, iatrogênicas, traumáticas, neurológicas, oncológicas ou sistêmicas1. O nervo craniano VII, ou nervo facial, é comumente afetado. A incidência de disfunção do nervo facial pode ser significativa, pois afeta de 20 a 30 por 100.000 pessoas a cada ano2. Os principais ramos motores do nervo facial são os ramos temporal, zigomático, bucal, mandibular marginal e cervical; dependendo do ramo envolvido, as consequências podem incluir incompetência oral ou baba, secura da córnea, obstrução do campo visual secundária à ptose, disartria ou assimetria facial2,3. A morbidade a longo prazo inclui o fenômeno da sincinese, ou movimento involuntário de um grupo muscular facial, com tentativa de contração voluntária de um grupo muscular facial distinto. A sincinese ocular-oral é a mais comum da regeneração aberrante como sequela da lesão do nervo facial e causa comprometimento funcional, constrangimento, diminuição da autoestima e má qualidade de vida3. A lesão aos ramos individuais dita as funções que estão seletivamente comprometidas.
O tratamento clínico da lesão do nervo facial não é bem padronizado e está precisando de mais pesquisas para melhorar os resultados. Esteróides podem aliviar o inchaço agudo do nervo facial, enquanto o Botox é útil para os movimentos sincinéticos temporizados; mas, as principais opções reconstrutivas no armamentário do praticante envolvem intervenção cirúrgica através de reparação nervosa, substituição ou reanimação3,4,5,6. Dependendo do tipo de lesão do nervo facial sustentada, o cirurgião do nervo facial pode utilizar uma série de opções. Para uma transsecção simples, a reanastomose nervosa é útil, enquanto o reparo do cabo-enxerto é mais adequado para um defeito nervoso; para uma restauração da função, o cirurgião pode escolher procedimentos de reanimação facial estática ou dinâmica. Em muitos casos de lesão do nervo facial e posterior reparação, mesmo nas mãos de cirurgiões nervosos faciais experientes, o melhor resultado ainda resulta em assimetria facial persistente e comprometimento funcional7.
Esses resultados subótimos estimularam extensas pesquisas sobre a regeneração do nervo facial. Amplos tópicos de interesse incluem aperfeiçoar e inovar técnicas de reparação nervosa, determinar o efeito de vários fatores de regeneração nervosa e avaliar o potencial de inibidores neurais específicos para ajudar a combater o resultado a longo prazo da sincinese8,9,10,11. Embora os modelos in vitro possam ser usados para avaliar algumas características de fatores pró-crescimento ou inibidores, a verdadeira pesquisa translacional sobre este assunto é melhor realizada através de modelos animais traduzíveis.
A decisão de qual modelo animal utilizar pode ser desafiadora, pois os pesquisadores utilizaram tanto animais de grande porte, como ovinos e modelos de pequenos animais, como camundongos12,13. Embora modelos de animais de grande porte ofereçam visualização anatômica ideal, seu uso requer equipamentos especializados e pessoal não disponível facilmente ou facilmente. Além disso, impulsionar um estudo para demonstrar efeito pode ser altamente proibitivo de custos e potencialmente não dentro do escopo viável de muitos centros científicos. Assim, o modelo animal pequeno é mais utilizado. O modelo do camundongo pode ser utilizado para avaliar uma série de desfechos relacionados à cirurgia do nervo facial; no entanto, o comprimento limitado do nervo pode restringir a capacidade do cientista de modelar certos padrões, como lesões de grande lacuna14.
Assim, o protótipo de murina de rato emergiu como o modelo workhorse através do qual o cientista pode realizar procedimentos cirúrgicos inovadores ou utilizar fatores inibidores ou pró-crescimento e avaliar o efeito em uma ampla gama de parâmetros de desfecho. A anatomia do nervo facial do rato é previsível e facilmente abordada de forma reprodutível. Sua escala maior, em comparação com o modelo do mouse, permite a modelagem de uma ampla gama de defeitos cirúrgicos, variando de transsecção simples a lacunas de 5 mm15,16. Isso permite ainda a aplicação de intervenções complexas no local do defeito, incluindo a colocação tópica do fator, injeções intraneurais do fator e a colocação de isoenxertos ou pontes17,18,19,20,21,22,23.
A natureza dócil do rato, sua anatomia confiável e sua propensão à regeneração nervosa eficaz permitem a coleta de muitas medidas de desfecho em resposta aos padrões cirúrgicos acima mencionados da lesão24. Através do modelo de rato, o cientista do nervo facial é capaz de avaliar respostas eletrofisiológicas a lesões, desfechos histológicos nervosos e musculares através da imunohistoquímica, desfechos funcionais através do movimento de rastreamento da almofada vibrissal e avaliação do fechamento dos olhos, e alterações micro e macroscópicas por meio de microscopia fluorescente ou confocal, entre outras11,22,23,25,26,27,28,29. Assim, o protocolo a seguir irá delinear uma abordagem cirúrgica para o nervo facial do rato e os padrões de lesão que podem ser induzidos.
Protocol
Representative Results
Discussion
O modelo de lesão do nervo facial de rato emergiu como o sistema mais versátil para a avaliação de fatores neurotróficos devido à sua acessibilidade cirúrgica, padrão de ramificação e significância fisiológica27,29,33,34,35,36. A combinação de demonstração de vídeo e aplicação de dados de animais transgêni…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
A S.A.A. é financiada pela Academia Americana de Plástica Facial e Cirurgia Reconstrutiva Leslie Bernstein Grants Program.
Materials
| 1.8% isoflurane | VetOne | 13985-030-40 | |
| 11-0 nylon microsutures | AROSuture | TK-117038 | |
| 4-0 monocryl suture | VWR | 75982-084 | |
| Buprenorphine SR | ZooPharm | MIF 900-006 | |
| Carprofen | Sigma-Aldrich | MFCD00079028 | |
| Chlorhexidine | VWR | IC19135805 | |
| Jeweler forceps | VWR | 21909-458 | |
| Micro Weitlaner retractor | VWR | 82030-146 | |
| Micro-scissors | VWR | 100492-348 | |
| Mini tenotomy scissors | VWR | 89023-522 | |
| Number 15 scalpel blade | VWR | 102097-834 | |
| Operating microscope | Leica | ||
| Petrolatum eye gel | Pharmaderm | B002LUWBEK | |
| Sterile water | VWR | 89125-834 | |
| Tissue adhesive | Vetbond, 3M | NC9259532 | |
| Water conductor pad | Aqua Relief System | ARS2000B |
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