Lesão cerebral induzida por laser no córtex motor de ratos

Globalmente, o AVC é a segunda principal causa de morte e a terceira principal causa de incapacidade¹. O AVC também leva a uma incapacidade grave, muitas vezes exigindo cuidados extras da equipe médica e dos parentes. Há, portanto, a necessidade de compreender as complicações associadas ao transtorno e melhorar o potencial de desfechos mais positivos.

O uso de modelos animais é o passo inicial para a compreensão das doenças. Para garantir os melhores resultados da pesquisa, um modelo típico incluiria uma técnica simples, acessibilidade, alta reprodutibilidade e variabilidade mínima. Os determinantes nos modelos de derrame isquêmico incluem volume de edema cerebral, tamanho do infarto, a extensão da quebra da barreira hematoencefálica (BBB) e comprometimento funcional geralmente avaliado via escore de gravidade neurológica².

A técnica de indução de derrame mais utilizada em modelos roedores oclui a artéria cerebral média (MCA) transitoriamente ou^{permanentemente 3}. Esta técnica produz um modelo de avc semelhante ao dos humanos: tem uma penumbra em torno da área acariciada, é altamente reprodutível, e regula a duração da isquemia e a reperfusão⁴. No entanto, o método MCAO tem algumas complicações. A técnica é propensa a hemorragia intracraniana e lesão na retina ipsilateral com disfunção do córtex visual e hipertermia comum que muitas vezes levam a resultados adicionais^5,,6,7. Outras limitações incluem altas variações no AVC induzido (decorrentes da provável extensão da isquemia para regiões não intencionais, como a região da artéria carótida externa), oclusão insuficiente do MCA e reperfusão prematura. Além disso, ratos de diferentes cepas e tamanhos exibem vários volumes de infarto⁸. Além de todas as desvantagens mencionadas, o modelo MCAO não pode induzir pequenos derrames isolados em áreas cerebrais profundas, pois é limitado tecnicamente em termos de sua exigência de tamanho mínimo do vaso para cateterismo. Isso torna a necessidade de um modelo alternativo ainda mais crítica. Outro método, fototrombose, fornece uma possível alternativa aos procedimentos de MCAO, mas não melhora a eficiência⁹. Esta técnica visa o traçado com luz e oferece algumas melhorias nos modelos anteriores. No entanto, a fototrombose requer uma craniotomia invasiva que esteja associada a compicações secundárias⁹.

À luz das deficiências descritas, o protocolo aqui apresentado fornece uma técnica de laser alternativa capaz para induzir lesões cerebrais em roedores. O mecanismo de ação da técnica laser é baseado nos efeitos fototérmicos do laser transmitidos em tecidos vivos, o que leva à absorção de feixes de luz por tecidos corporais e sua conversão em calor. As vantagens de usar uma técnica a laser são sua segurança e facilidade de manipulação. A capacidade de um laser de produzir calor para parar o sangramento torna-o muito importante na medicina, enquanto sua capacidade de amplificar diferentes feixes em um determinado ponto de encontro garante que os lasers evitem destruir tecidos saudáveis que estão no caminho do ponto^{alvo 10}. O raio laser usado neste protocolo pode passar por um meio líquido baixo, como o osso, sem emitir sua energia e/ou causar qualquer destruição. Uma vez que atinge um meio líquido elevado, como tecidos cerebrais, ele usa sua energia para destruir os tecidos alvo. A técnica, portanto, pode induzir lesões cerebrais apenas na área apropriada do cérebro.

A técnica aqui apresentada mostrou uma enorme quantidade de capacidade de regular seus níveis de irradiação, produzindo as variações escolhidas de lesão cerebral pretendida desde o início. Ao contrário do MCAO original que impacta tanto o córtex quanto o estriato, a técnica de laser foi capaz de regular o impacto da lesão cerebral, induzindo lesões apenas no córtex motor pretendido. Aqui, o protocolo de lesão cerebral induzido pelo laser e um resumo dos resultados representativos para o procedimento realizado no córtex cerebral dos ratos são fornecidos.