Lesión cerebral inducida por láser en la corteza motora de ratas

A nivel mundial, el accidente cerebrovascular es la segunda causa de muerte y la tercera causa principal de discapacidad¹. El accidente cerebrovascular también conduce a una discapacidad grave, a menudo requiere atención adicional del personal médico y sus familiares. Por lo tanto, es necesario comprender las complicaciones asociadas con el trastorno y mejorar el potencial de resultados más positivos.

El uso de modelos animales es el primer paso para entender las enfermedades. Para garantizar los mejores resultados de investigación, un modelo típico incluiría una técnica simple, asequibilidad, alta reproducibilidad y variabilidad mínima. Los determinantes en los modelos de accidente cerebrovascular isquémico incluyen el volumen de edema cerebral, el tamaño del infarto, la extensión de la descomposición de la barrera hematoencefálica (BBB) y el deterioro funcional generalmente evaluado a través de la puntuación de gravedad neurológica^2.

La técnica de inducción por accidente cerebrovascular más utilizada en modelos de roedores ocluye la arteria cerebral media (MCA) transitoria o permanentemente³. Esta técnica produce un modelo de trazo similar a los de los seres humanos: tiene una penumbra que rodea el área acariciada, es altamente reproducible, y regula la duración de la isquemia y la reperfusión^4. Sin embargo, el método MCAO tiene algunas complicaciones. La técnica es propensa a hemorragia intracraneal y lesiones a la retina ipsilateral con una disfunción de la corteza visual y hipertermia común que a menudo conducen a resultados adicionales^5,,6,,7. Otras limitaciones incluyen altas variaciones en el accidente cerebrovascular inducido (que surgen de la extensión probable de la isquemia a regiones no deseadas, como la región externa de la arteria carótida), oclusión insuficiente del MCA y reperfusión prematura. Además, las ratas de diferentes cepas y tamaños exhiben varios volúmenes de infarto⁸. Además de todas las desventajas mencionadas, el modelo MCAO no puede inducir pequeños accidentes cerebrovasculares aislados en áreas cerebrales profundas, ya que está limitado técnicamente en términos de su requisito de tamaño mínimo del recipiente para el cateterismo. Esto hace que la necesidad de un modelo alternativo sea aún más crítica. Otro método, la fototrombosis, proporciona una posible alternativa a los procedimientos MCAO pero no mejora la eficiencia^9. Esta técnica apunta a la carrera con la luz y ofrece algunas mejoras en los modelos anteriores. Sin embargo, la fototrombosis requiere una craneotomía invasiva que se asocia con compicaciones secundarias⁹.

A la luz de las deficiencias esbozadas, el protocolo presentado aquí proporciona una técnica láser alternativa capaz para inducir lesiones cerebrales en roedores. El mecanismo de acción de la técnica láser se basa en los efectos fototérmicos del láser impartidos en tejidos vivos, lo que conduce a la absorción de haces de luz por los tejidos del cuerpo y su conversión en calor. Las ventajas de utilizar una técnica láser son su seguridad y facilidad de manipulación. La capacidad de un láser para producir calor para detener el sangrado lo hace muy importante en la medicina, mientras que su capacidad para amplificar diferentes haces en un punto de encuentro dado asegura que los láseres evitan destruir los tejidos sanos que se interponen en el camino del punto de destino¹⁰. El rayo láser utilizado en este protocolo puede pasar a través de un medio líquido bajo, como el hueso, sin emitir su energía y / o causar ninguna destrucción. Una vez que alcanza un medio líquido alto, como los tejidos cerebrales, consume su energía para destruir los tejidos diana. La técnica, por lo tanto, puede inducir lesiones cerebrales sólo en el área apropiada del cerebro.

La técnica presentada aquí mostró una enorme cantidad de capacidad para regular sus niveles de irradiación, produciendo las variaciones elegidas de lesión cerebral previstas desde el principio. A diferencia del MCAO original que afecta tanto a la corteza como al estriado, la técnica láser fue capaz de regular el impacto de la lesión cerebral, induciendo lesiones sólo en la corteza motora prevista. Aquí, se proporciona el protocolo de lesión cerebral inducida por láser y un resumen de los resultados representativos para el procedimiento realizado en la corteza cerebral de ratas.