Modellazione dell'ictus nei topi: occlusione transitoria dell'arteria cerebrale media attraverso l'arteria carotide esterna

L’ictus è una delle cause più comuni di morte e disabilità in tutto il mondo. Sebbene ci siano principalmente due forme distinte di ictus, ischemico ed emorragico, l’80-85% di tutti i casi di ictus sono ischemici¹. Attualmente, sono disponibili solo due trattamenti per i pazienti con ictus ischemico: trattamento farmacologico con attivatore di plasminogeno tissutale ricombinante (rtPA) o trombectomia meccanica. Tuttavia, a causa della ristretta finestra temporale terapeutica e dei molteplici criteri di esclusione, solo un numero selezionato di pazienti può beneficiare di queste specifiche opzioni di trattamento. Negli ultimi due decenni, la ricerca preclinica e traslazionale sull’ictus si è concentrata sullo studio degli approcci neuroprotettivi. Tuttavia, tutti i composti che hanno raggiunto gli studi clinici non hanno finora mostrato miglioramenti per il paziente².

Poiché i modelli in vitro non possono riprodurre con precisione tutte le interazioni cerebrali e i meccanismi fisiopatologici dell’ictus, i modelli animali sono cruciali per la ricerca preclinica sull’ictus. Tuttavia, imitare tutti gli aspetti dell’ictus ischemico umano in un singolo modello animale non è fattibile, poiché l’ictus ischemico è una malattia altamente complessa ed eterogenea. Per questo motivo, diversi modelli di ictus ischemico sono stati sviluppati nel tempo in diverse specie. La fototrombosi delle arteriole cerebrali o l’occlusione distale permanente dell’arteria cerebrale media (MCA) sono modelli comunemente usati che inducono lesioni piccole e localmente definite nella neocorteccia^3,4. Oltre a questi, il modello di corsa più comunemente usato è probabilmente il cosiddetto “modello a filamento”, in cui si ottiene un’occlusione transitoria di MCA. Questo modello consiste in un’introduzione transitoria di un filamento di sutura all’origine dell’MCA, che porta ad una brusca riduzione del flusso sanguigno cerebrale e al conseguente grande infarto delle regioni cerebrali sottocorticali e corticali⁵. Sebbene la maggior parte dei modelli di corsa imiti le occlusioni MCA ⁶, il “modello a filamento” consente una delimitazione precisa del tempo ischemico. La riperfusione mediante rimozione del filamento imita lo scenario clinico umano del ripristino del flusso sanguigno cerebrale dopo la lisi del coagulo spontanea o terapeutica (rtPA o trombectomia meccanica). Ad oggi, sono state descritte diverse modifiche di questo “modello di filamento”. Nell’approccio più comune, descritto per la prima volta da Longa et al. nel 1989^5,un filamento rivestito di silicio viene introdotto attraverso l’arteria carotide comune (CCA) all’origine dell’MCA^7. Sebbene sia un approccio ampiamente utilizzato, questo modello non consente il ripristino completo del flusso sanguigno durante la riperfusione, poiché il CCA viene legato in modo permanente dopo la rimozione del filamento.

Negli ultimi dieci anni, un numero crescente di gruppi di ricerca è stato interessato a modellare l’ictus nei topi utilizzando questo “modello di filamento”. Tuttavia, la notevole variabilità di questo modello e la mancanza di standardizzazione delle procedure sono alcune delle ragioni dell’elevata variabilità e scarsa riproducibilità dei risultati sperimentali e dei risultati scientifici riportati finora^2,8. Una potenziale causa dell’attuale “crisi di replicazione”, riferendosi alla bassa riproducibilità tra i laboratori di ricerca, è la volumi di infarto dell’ictus non comparabili tra gruppi di ricerca che utilizzano la stessa metodologia sperimentale⁹. Infatti, dopo aver condotto il primo studio preclinico randomizzato controllato multicentrico^10,siamo stati in grado di confermare che la mancanza di una sufficiente standardizzazione di questo modello sperimentale di ictus e dei successivi parametri di esito sono stati i motivi principali del fallimento della riproducibilità negli studi preclinici tra laboratori indipendenti¹¹ . Queste drastiche differenze nelle dimensioni dell’infarto risultanti, nonostante l’utilizzo dello stesso modello di corsa, rappresentano giustamente non solo una minaccia per la ricerca di conferma, ma anche per le collaborazioni scientifiche a causa della mancanza di modelli robusti e riproducibili.

Alla luce di queste sfide, abbiamo mirato a sviluppare e descrivere in dettaglio la procedura per un modello MCAo transitorio standardizzato utilizzato per gli sforzi di ricerca collaborativa all’interno del consorzio di ricerca “ImmunoStroke” (https://immunostroke.de/). Questo consorzio mira a comprendere le interazioni cervello-immunità alla base dei principi meccanicistici del recupero dell’ictus. Inoltre, vengono presentati metodi istologici e funzionali correlati per l’analisi dei risultati dell’ictus. Tutti i metodi si basano su procedure operative standard stabilite utilizzate in tutti i laboratori di ricerca del consorzio ImmunoStroke.