Dubbele directe bloedinjectie in de Cisterna Magna als model van subarachnoïdale bloeding

Subarachnoïdale bloeding (SAH) is goed voor maximaal 5% van alle beroertegevallen en vormt een relatief veel voorkomende pathologie met een incidentie van 7,2 tot 9 patiënten per 100.000 per jaar, met een sterftecijfer van 20%-60% afhankelijk van de studie^1,2,3. In de acute fase is de mortaliteit toe te schrijven aan de ernst van bloedingen, rebleeding, cerebrale vasospasme (CVS) en/of medische complicaties⁴. Bij overlevenden wordt vroeg hersenletsel (EBI) geassocieerd met parenchymale verlenging van bloeding en abrupte toename van de intracraniale druk, wat kan leiden tot primaire^{hersenaandoeningen 5} en onmiddellijke dood in ongeveer 10%-15% van de gevallen⁶. Na de eerste “acute” fase van SAH, de prognose hangt af van het optreden van “secundaire” of vertraagde cerebrale ischemie (DCI), gedetecteerd bij bijna 40% van de patiënten door cerebrale computertomografie, en in maximaal 80% van de patiënten na magnetische resonantie imaging (MRI)^7,8. Naast de CVS die optreedt tussen 4 tot 21 dagen na aneurysmabreuk bij een meerderheid van SAH-patiënten, kan DCI⁹ het gevolg zijn van multifactoriële diffuse hersenletsels die secundair zijn aan microtrombosevorming, verminderde cerebrale perfusie, neuro-inflammatie en corticale verspreidingsdepressie (CSD)^10,11,12,13. Dit beïnvloedt 30% van SAH overlevenden en effecten cognitieve functies, waaronder visueel geheugen, verbaal geheugen, reactietijd, en uitvoerende, visuospatial en taal functies¹⁴ afbreuk te doen aan het dagelijks leven¹⁵. Huidige standaard therapieën om CVS en/of de slechte cognitieve resultaten bij SAH-patiënten te voorkomen zijn gebaseerd op de blokkade van Ca²⁺ signalering en vasoconstrictie met behulp van Ca²⁺ kanaalremmers als Nimodipine. Echter, meer recente klinische studies gericht op vasoconstrictie bleek dissociatie tussen neurologische uitkomst van de patiënt en preventie van CVS¹⁶, suggereert meer complexe pathofysiologische mechanismen die betrokken zijn bij SAH-lange termijn gevolgen. Daarom is er een medische behoefte aan meer begrip van het aantal pathologische gebeurtenissen dat gepaard gaat met SAH en de ontwikkeling van geldige en gestandaardiseerde diermodellen om originele therapeutische interventies te testen.

De breuk van een intracranial aneurysma meestal verantwoordelijk voor SAH bij de mens is waarschijnlijk moeilijk na te bootsen in preklinische diermodellen. Momenteel kan de aneurysmabreuk en SAH-situatie voorlopig worden getest door de perforatie van de middelste hersenslagader (endovasculaire punctiemodel) die verantwoordelijk is voor CVS en sensitivomotorische disfuncties bij muizen^17,18. Door het ontbreken van enige mogelijke controle over het begin van bloeden en de verspreiding van bloed in dit model, zijn andere methoden ontwikkeld bij knaagdieren om SAH-modellen te genereren zonder endovasculaire breuk. Om precies te zijn, ze bestaan uit de directe toediening van arteriële bloed in de subarachnoïdale ruimte door middel van een enkele of een dubbele injectie in de magna cisterna¹⁹ of een enkele injectie in de prechiasmatische recister²⁰. Het belangrijkste voordeel van deze muismodellen zonder endovasculaire breuk is de mogelijkheid om de chirurgische ingreep en de kwaliteit en kwantiteit van het geïnjecteerde bloedmonster reproduceerbaar onder de knie te krijgen. Een ander voordeel van dit model over het model door endovasculaire perforatie in het bijzonder is het behoud van het algemene welzijn van het dier. In feite is deze operatie minder invasief en technisch minder uitdagend dan nodig is om een halsslagader te genereren. In dit laatste model moet het dier worden geïntubeerd en mechanisch geventileerd, terwijl een monofilament in de externe halsslagader wordt ingebracht en in de interne halsslagader wordt gevorderd. Dit leidt waarschijnlijk tot voorbijgaande ischemie als gevolg van obstructie van het vat door het draadpad. Bijgevolg is de comorbiditeit (stervende toestand, belangrijke pijn en dood) geassocieerd met chirurgie minder belangrijk in het model met dubbele injectie in vergelijking met het endovasculaire perforatiemodel. De methode voor dubbele directe injectie is niet alleen een consistentere SAH, maar voldoet niet alleen aan het dierenwelzijn bij onderzoek en testen (kortere tijd onder anesthesie, pijn door weefselverstoring in chirurgie en nood) en leidt tot een minimaal totaal aantal dieren dat wordt gebruikt voor de protocolstudie en personeelstraining.

Bovendien maakt dit de implementatie van hetzelfde protocol voor transgene muizen mogelijk, wat leidt tot een geoptimaliseerd pathologisch begrip van de SAH en de mogelijkheid van vergelijkende tests van potentiële therapeutische verbindingen. Hier presenteren we een gestandaardiseerd muismodel van subarachnoïdale bloeding (SAH) door een dubbele dagelijkse opeenvolgende injectie van autoloog arteriële bloed in de cisterna magna in 6-8 weken oude mannelijke C57Bl/6J muizen. Het belangrijkste voordeel van dit model is de controle van het bloeden volume in vergelijking met de endovasculaire perforatie model, en de versterking van de bloeden gebeurtenis zonder een drastische toename van de intracraniale druk²¹. Onlangs is de dubbele directe injectie van bloed in de cisterna magna goed beschreven op de experimentele en fysiopathologische problemen bij muizen. Inderdaad, we hebben onlangs aangetoond CVS van grote cerebrale slagaders (basilaire (BA), midden (MCA) en voorste (ACA) cerebrale slagaders), cerebrovasculaire fibrin afzetting en cel apoptose van dag 3 (D3) tot 10 (D10), circulatie defecten van paravasculaire cerebrospinale vloeistof vergezeld van veranderde sensibilistische en cognitieve functies in muizen, 10 dagen na-SAH in dit model²². Zo maakt het dit model beheerst, gevalideerd en gekenmerkt voor korte termijn en langdurige gebeurtenissen post-SAH. Het moet bij uitstek geschikt zijn voor toekomstige identificatie van nieuwe doelen en voor studies over krachtige en efficiënte therapeutische strategieën tegen SAH-geassocieerde complicaties.