Induzione della lesione completa del midollo spinale di tipo transezione nei topi
Summary
Questo protocollo descrive come creare una laminectomia precisa per l’induzione di lesioni stabili del midollo spinale di tipo transezione nel modello del topo, con danni collaterali minimi per la ricerca sulle lesioni del midollo spinale.
Abstract
La lesione del midollo spinale (SCI) porta in gran parte a una perdita irreversibile e permanente della funzione, più comunemente a causa di un trauma. Diverse opzioni di trattamento, come i metodi di trapianto di cellule, sono in fase di ricerca per superare le disabilità debilitanti derivanti dallo SCI. La maggior parte degli studi precli clinici sugli animali sono condotti in modelli di roditori di SCI. Mentre i modelli di ratti SCI sono stati ampiamente utilizzati, i modelli di topi hanno ricevuto meno attenzione, anche se i modelli di topi possono avere vantaggi significativi rispetto ai modelli di ratti. Le piccole dimensioni dei topi equivalgono a costi di manutenzione degli animali inferiori a quelli dei ratti e la disponibilità di numerosi modelli di topi transgenici è vantaggiosa per molti tipi di studi. Indurre lesioni ripetibili e precise negli animali è la sfida principale per la ricerca SCI, che nei piccoli roditori richiede un intervento chirurgico ad alta precisione. Il modello di lesione di tipo trasezione è stato un modello di lesione comunemente usato nell’ultimo decennio per la ricerca terapeutica basata sui trapianti, tuttavia non esiste un metodo standardizzato per indurre una lesione completa del tipo di transezione nei topi. Abbiamo sviluppato un protocollo chirurgico per indurre una lesione completa del tipo di trasezione nei topi C57BL/6 a livello vertebrale toracico 10 (T10). La procedura utilizza un piccolo trapano a punta al posto dei rongeurs per rimuovere con precisione la lamina, dopo di che viene utilizzata una lama sottile con tagliente arrotondato per indurre la transezione del midollo spinale. Questo metodo porta a lesioni riproducibili di tipo trasezione nei piccoli roditori con danni muscolari e ossei collaterali minimi e quindi riduce al minimo i fattori confondenti, in particolare dove vengono analizzati i risultati funzionali comportamentali.
Introduction
La lesione del midollo spinale (SCI) è un problema medico complesso che si traduce in drastici cambiamenti nella salute e nello stile di vita. Non esiste una cura per SCI e la fisiopatologia di SCI non è compresa a fondo. I modelli Animal SCI, in particolare i modelli di roditori, offrono uno strumento inestimabile per la sperimentazione di nuovi trattamenti e sono stati utilizzati per esplorare SCI per decenni. Ad oggi, oltre il 72% degli studi SCI preclitici ha utilizzato modelli di ratto, rispetto a un solo 16% che ha utilizzato topi1. Sebbene i ratti, a causa delle loro maggiori dimensioni e della tendenza a formare cavità simili alle SIC umane, siano stati tradizionalmente gli animali modello preferiti per lo studio di nuovi approcci terapeutici, i topi (compresi molti modelli di topi transgenici) sono ora utilizzati più frequentemente per studiare i meccanismi cellulari e molecolari dello SCI2. Il modello di topo offre ulteriori vantaggi in termini di una manipolazione più semplice, tassi riproduttivi più rapidi e costi inferiori rispetto ai ratti; i topi mostrano anche un alto grado di somiglianza genomica conl’uomo 1,2,3. Il principale svantaggio del modello di topo è stato identificato come la dimensione significativamente più piccola che crea sfide per gli interventi chirurgici per la creazione e il trattamento delle lesioni del midollospinale 4,5.
C’è una lacuna nella letteratura esistente che evidenzia la necessità di un protocollo chirurgico robusto e riproducibile per indurre SCI stabile nel modello di mouse. Pertanto, forniamo un approccio chirurgico nuovo e preciso in questo protocollo per superare questi limiti. Questo protocollo fornisce linee guida approfondite per indurre una lesione di tipo transezione nei topi, poiché questo tipo di lesione è stato riconosciuto come il più appropriato per studiare i cambiamenti rigenerativi e degenerativi a seguito di unalesione 6,nonché la neuroplasticità, i circuiti neurali e l’ingegneria tissutalesi avvicinano a 7. Abbiamo scelto di indurre la lesione nella regione toracica inferiore, poiché il livello toracico SCI è usato più comunemente nella letteratura1.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo metodo induce una lesione completa del tipo di trasezione a livello vertebrale T10 nei topi, che si traduce in una paraplegia completa dell’animale, al di sotto del livello di lesione. Nel complesso, questo metodo si traduce in sanguinamento minimo, danni collaterali trascurabili e una lesione stabile e riproducibile. Rispetto ai metodi di trasezione precedentemente pubblicati senza laminectomia10, questo metodo offre i vantaggi in termini di visualizzazione diretta senza manipolare la curv…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato da uno stipendio per studenti internazionali (PhD) della Griffith University a RR, una borsa di studio della Perry Cross Foundation a JE e JSJ, una sovvenzione della Fondazione Clem Jones a JSJ e JE e una sovvenzione della Motor Accident Insurance Commission of Queensland a JSJ e JE.
Materials
| Baytril injectable 50 mg/mL, 50 mL | Provet | BAYT I | Post-operative care drug |
| Betadine 500 mL | Provet | BETA AS | Consumable |
| Castroviejo needle holder, locking | ProSciTech | T149C | Reusable |
| Ceramic zirconia blade, round with sharp sides, single edge, angled | ProSciTech | TXD101A-X | Reusable |
| Cotton swabs (5pcs) | Multigate | 21-893 | Consumable |
| Dremel Micro | DREMEL | 8050-N/18 | Cordless rotary tool |
| Dressing forceps fine | Multigate | 06-306 | Single use disposable |
| Drill bits | Kemmer Präzision | SM 32 M 0550 070 | Reusable |
| Dumont #7b forceps | Fine Science Tools | 11270-20 | Reusable |
| Dumont tweezers, style 5 | ProSciTech | T05-822 | Reusable |
| Fur trimmer | WAHL | WA9884-312 | Zero Overlap Hair Trimmer |
| Iris scissors, Ti, sharp tips, straight, 90mm | ProSciTech | TY-3032 | Reusable |
| Isoflurane isothesia NXT 250 | Provet | ISOF 00 HS | Anaesthetic agent |
| Colibri Retractor – 4cm | Fine Science Tools | 17000-04 | Reusable |
| Scalpel handle | ProSciTech | T133 | Reusable |
| Signature latex surgical gloves size 7.5 | Medline | MSG5475 | Consumable |
| Sodium Chloride 0.9% | STS | PHA19042005 | Consumable |
| Sterile Dressing Pack | Multigate | 08-709 | Single use disposable |
| Sterile Fluid Impervious Drape 60×60 cm | Multigate | 29-220 | Single use disposable |
| Surgical spirit 100 mL | Provet | # SURG SP | Consumable |
| Suture Material – SILK BLK 45CM 5/0 FS-2 | Johnson & Johnson Medical | 682G | Silk Suture |
| Suture Material – Vicryl 70CM 5-0 S/A FS-2 | Johnson & Johnson Medical | VCP421H | Vicryl Suture |
| Temgesic 0.3 mg in 1 mL, x 5 ampoules (class S8 drug) | Provet | TEMG I | Post-operative care drug |
References
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