Directe canule-implantatie in de Cisterna Magna van varkens

Hersenvocht (CSF) is een ultrafiltraat van bloed dat wordt aangetroffen in en rond het centrale zenuwstelsel (CZS)^1,2. Afgezien van het geven van drijfvermogen aan de hersenen of het absorberen van schadelijke mechanische krachten, speelt CSF ook een cruciale rol bij het opruimen van metabolisch afval uit het ^CZS3. Afvalopruiming wordt vergemakkelijkt door het recent gekarakteriseerde glymfatische systeem dat de convectieve stroom van CSF door het hersenparenchym mogelijk maakt via perivasculaire ruimten (PVS), die doordringende slagaders omringen3,4,5. Van dit proces is aangetoond dat het afhankelijk is van aquaporine-4 (AQP4), een waterkanaal dat voornamelijk wordt uitgedrukt op de astrocytische eindvoet, gebonden aan de ^PVS4,6. De studie van het glymfatische systeem wordt bereikt door zowel in vivo als ex vivo beeldvorming, met behulp van geavanceerde lichtmicroscopie of magnetische resonantie beeldvorming (MRI), na de introductie van een fluorescerende / radioactieve tracer of contrastmiddel in de LIQUOR7,8,9,10,11.

Een effectieve manier om een tracer in de liquor te introduceren zonder schade aan het hersenparenchym op te lopen, is door middel van cisterna magna cannulation (CMc)^12,13. Een grote meerderheid van alle glymfatische studies tot nu toe zijn uitgevoerd bij knaagdieren en vermeden bij hogere zoogdieren vanwege de invasiviteit van CMc in combinatie met de praktische eenvoud van het werken met een klein zoogdier. Bovendien maken de dunne schedels van muizen in vivo beeldvorming mogelijk zonder dat een schedelvenster nodig is en maken vervolgens een ongecompliceerde hersenextractie ^{mogelijk11,14}. Experimenten uitgevoerd bij mensen hebben waardevolle macroscopische in vivo gegevens opgeleverd over de glymfatische functie, maar vertrouwden op intrathecale tracere injecties in de distale lumbale wervelkolom en maakten bovendien gebruik van MRI die niet voldoende resolutie oplevert om de microanatomie het glymfatische systeem vast te leggen7,15,16 . Het begrijpen van de architectuur en omvang van het glymfatische systeem bij hogere zoogdieren is essentieel voor de vertaling naar de mens. Om de vertaling van glymfatische stoffen naar mensen te vergemakkelijken, is het belangrijk om technieken die worden uitgevoerd bij knaagdieren toe te passen op hogere zoogdieren om directe vergelijkingen van het glymfatische systeem tussen soorten met toenemende cognitie en hersencomplexiteit ^{mogelijk te maken17}. Varkens- en menselijke hersenen zijn gyrencephalisch en bezitten een gevouwen neuroarchitectuur, terwijl knaagdierhersenen dissident zijn, waardoor ze aanzienlijk van elkaar verschillen. In termen van de totale grootte zijn varkenshersenen ook meer vergelijkbaar met mensen, 10-15 keer kleiner dan het menselijk brein, terwijl muizenhersenen 3.000 keer kleiner ^zijn18. Door het glymfatische systeem bij grote zoogdieren beter te begrijpen, kan het mogelijk zijn om het menselijke glymfatische systeem te gebruiken voor toekomstige therapeutische interventie bij aandoeningen zoals beroerte, traumatisch hersenletsel en neurodegeneratie. Direct CMc bij varkens in vivo is een methode die de hoge resolutie lichtmicroscopie van het glymfatische systeem in een hoger zoogdier mogelijk maakt. Bovendien is het vanwege de grootte van de gebruikte varkens mogelijk om monitoringsystemen toe te passen die vergelijkbaar zijn met die welke worden gebruikt bij menselijke operaties, waardoor het mogelijk is om vitale functies strak te documenteren en te reguleren om te beoordelen hoe deze bijdragen aan de glymfatische functie.