Lesione cerebrale indotta dal laser nella Corteccia Motoria dei Ratti

A livello globale, l’ictus è la seconda causa di morte e la terza causa di disabilità¹. L’ictus porta anche a gravi disabilità, spesso richiedendo cure supplementari da parte del personale medico e dei parenti. C’è, quindi, la necessità di comprendere le complicazioni associate al disturbo e migliorare il potenziale per risultati più positivi.

L’uso di modelli animali è il primo passo per comprendere le malattie. Per garantire i migliori risultati di ricerca, un modello tipico includerebbe una tecnica semplice, convenienza, elevata riproducibilità e variabilità minima. I determinanti nei modelli di ictus ischemico includono il volume dell’edema cerebrale, le dimensioni dell’infarto, l’entità della rottura tra la barriera eno- cervello (BBB) e il danno funzionale generalmente valutato tramite il punteggio di gravità^{neurologica 2}.

La tecnica di induzione del ictus più utilizzata nei modelli di roditore occlude l’arteria cerebrale centrale (MCA) transitoriamente o^{permanentemente 3}. Questa tecnica produce un modello di tratto simile a quelli degli esseri umani: ha una penobra che circonda l’area accarezzata, è altamente riproducibile e regola la durata dell’ischemia e la reperfusione⁴. Tuttavia, il metodo MCAO presenta alcune complicazioni. La tecnica è soggetta a emorragie intratracranali e lesioni alla retina ipsilaterale con una disfunzione della corteccia visiva e dell’ipertermia comune che spesso portano a ulteriori esiti^5,6,7. Altre limitazioni includono alte variazioni nell’ictus indotto (derivante dalla probabile estensione dell’ischemia alle regioni indesiderate, come la regione dell’arteria carotide esterna), l’occlusione insufficiente dell’MCA e la rifusione prematura. Inoltre, ratti di diverse varietà e dimensioni presentano vari volumi infarto⁸. Oltre a tutti gli svantaggi menzionati, il modello MCAO non può indurre piccoli tratti isolati nelle aree cerebrali profonde, perché è limitato tecnicamente in termini di requisito di dimensioni minime del vaso per la cateterizzazione. Ciò rende ancora più critica la necessità di un modello alternativo. Un altro metodo, la fotothrombosis, fornisce una possibile alternativa alle procedure MCAO ma non migliora l’efficienza⁹. Questa tecnica si rivolge alla corsa con la luce e offre alcuni miglioramenti sui modelli precedenti. Tuttavia, la fotothrombosi richiede una craniotomia invasiva associata a compications^{secondari 9}.

Alla luce delle carenze delineate, il protocollo qui presentato fornisce una tecnica laser alternativa in grado di indurre lesioni cerebrali nei roditori. Il meccanismo d’azione della tecnica laser si basa sugli effetti fototermici del laser impartiti sui tessuti viventi, che porta all’assorbimento dei fasci di luce da parte dei tessuti del corpo e alla loro conversione in calore. I vantaggi dell’utilizzo di una tecnica laser sono la sua sicurezza e facilità di manipolazione. La capacità di un laser di produrre calore per fermare il sanguinamento lo rende molto importante in medicina, mentre la sua capacità di amplificare diversi raggi in un dato punto di incontro assicura che i laser evitino di distruggere tessuti sani che si erge nel modo del punto di^{destinazione 10}. Il raggio laser utilizzato in questo protocollo può passare attraverso un basso mezzo liquido, come l’osso, senza emettere la sua energia e/o causando alcuna distruzione. Una volta che raggiunge un mezzo liquido elevato, come i tessuti cerebrali, utilizza la sua energia per distruggere i tessuti bersaglio. La tecnica, quindi, può indurre lesioni cerebrali solo nell’area appropriata del cervello.

La tecnica qui presentata ha mostrato un’enorme quantità di capacità di regolare i suoi livelli di irradiazione, producendo le variazioni scelte di lesioni cerebrali previste fin dall’inizio. A differenza dell’MCAO originale che colpisce sia la corteccia che lo striato, la tecnica laser è stata in grado di regolare l’impatto della lesione cerebrale, inducendo lesioni solo sulla corteccia motoria prevista. In questo caso, viene fornito il protocollo di lesione cerebrale indotta dal laser e un riepilogo dei risultati rappresentativi per la procedura eseguita sulla corteccia cerebrale dei ratti.