Een schaalbaar model om de effecten van blunt-force letsel bij volwassen zebravissen te bestuderen

Traumatisch hersenletsel (TBI’s) is een wereldwijde gezondheidscrisis en een belangrijke oorzaak van overlijden en invaliditeit. In de Verenigde Staten ervaren ongeveer 2,9 miljoen mensen elk jaar een TBI en tussen 2006-2014 nam de mortaliteit als gevolg van TBI- of TBI-sequelae met meer dan 50% toe ¹. TBI’s variëren echter in hun etiologie, pathologie en klinische presentatie grotendeels als gevolg van het mechanisme van letsel (MOI), dat ook van invloed is op behandelingsstrategieën en voorspelde ^prognose2. Hoewel TBI’s het gevolg kunnen zijn van verschillende MOI, zijn ze voornamelijk het resultaat van een doordringend of stomp krachttrauma. Penetrerende trauma’s vertegenwoordigen een klein percentage TBI’s en genereren een ernstig en focal letsel dat is gelokaliseerd in de onmiddellijke en omliggende gespietste ^{hersengebieden3}. Daarentegen komen TBI’s met stompe kracht vaker voor in de algemene bevolking, omvatten ze een reeks ernst (mild, matig en ernstig) en produceren ze een diffuus, heterogeen en wereldwijd letsel dat meerdere hersengebieden ^treft1,4,5.

Zebravissen (Danio rerio) zijn gebruikt om een breed scala aan neurologische beledigingen te onderzoeken die het centrale zenuwstelsel (CZS) overspannen 6,7,8,9. Zebravissen bezitten ook, in tegenstelling tot zoogdieren, een aangeboren en robuuste regeneratieve reactie om CNS-schade te ^herstellen10. Huidige zebravistraumamodellen gebruiken verschillende verwondingsmethoden, waaronder penetratie, excisie, chemische belediging of drukgolven11,12,13,14,15,16. Elk van deze methoden maakt echter gebruik van een MOI die zelden wordt ervaren door de menselijke bevolking, niet schaalbaar is over een reeks ernst van letsels en niet de heterogeniteit of ernstafhankelijke TBI-gevolgen aanpakt die worden gerapporteerd na stompe kracht TBI. Deze factoren beperken het gebruik van het zebravismodel om de onderliggende mechanismen van de pathologieën geassocieerd met de meest voorkomende vorm van TBI in de menselijke populatie (milde stompkrachtletsels) te begrijpen.

We wilden een snel en schaalbaar TBI-zebravismodel met stompe kracht ontwikkelen dat mogelijkheden biedt om letselpathologie, progressie van TBI-sequela en de aangeboren regeneratieve respons te onderzoeken. We pasten het veelgebruikte knaagdier Marmarou17-gewichtsdaling aan en pasten het toe op volwassen zebravissen. Dit model levert een reproduceerbaar bereik van ernst op, variërend van mild, matig tot ernstig. Dit model vat ook meerdere facetten van menselijke TBI-pathologie samen, op een ernstafhankelijke manier, waaronder toevallen, oedeem, subdurale en intracerebrale hematomen, neuronale celdood en cognitieve tekorten, zoals leer- en geheugenstoornissen. Dagen na het letsel verdwijnen pathologieën en tekorten en keren ze terug naar niveaus die lijken op onbeschadigde controles. Bovendien vertoont dit zebravismodel een robuuste proliferatie- en neuronale regeneratierespons over de neuroaxis met betrekking tot de ernst van het letsel.

Hier geven we details over het opzetten en inductie van stompkrachttrauma, het scoren van posttraumatische aanvallen, beoordeling van vasculaire verwondingen, instructies voor het voorbereiden van hersensecties, benaderingen voor het kwantificeren van oedeem en inzicht in de proliferatieve respons na letsel.