Modélisation de l’hémorragie intraventriculaire néonatale par injection intraventriculaire d’hémoglobine
Summary
Nous présentons un modèle d’hémorragie intraventriculaire néonatale utilisant des ratons qui imite la pathologie observée chez l’homme.
Abstract
L’hémorragie intraventriculaire néonatale (hémorragie intraventriculaire) est une conséquence fréquente de la naissance prématurée et entraîne des lésions cérébrales, une hydrocéphalie posthémorragique (HPH) et des déficits neurologiques à vie. Bien que l’HPH puisse être traitée par des procédures temporaires et permanentes de dérivation du liquide céphalorachidien (LCR) (réservoir ventriculaire et shunt ventriculopéritonéal, respectivement), il n’existe aucune stratégie pharmacologique pour prévenir ou traiter les lésions cérébrales et l’hydrocéphalie induites par l’hémorragie intraveineuse. Des modèles animaux sont nécessaires pour mieux comprendre la physiopathologie de l’hémorragie intraveineuse et tester les traitements pharmacologiques. Bien qu’il existe des modèles d’hémorragie intranatale néonatale, ceux qui entraînent de manière fiable une hydrocéphalie sont souvent limités par la nécessité d’injections de grand volume, ce qui peut compliquer la modélisation de la pathologie ou introduire une variabilité dans le phénotype clinique observé.
Des études cliniques récentes ont impliqué l’hémoglobine et la ferritine dans l’hypertrophie ventriculaire après une hémorragie intraveineuse. Ici, nous développons un modèle animal simple qui imite le phénotype clinique de PHH en utilisant des injections intraventriculaires de petit volume de l’hémoglobine, produit de dégradation du sang. En plus d’induire de manière fiable l’élargissement ventriculaire et l’hydrocéphalie, ce modèle entraîne des lésions de la substance blanche, une inflammation et une infiltration de cellules immunitaires dans les régions périventriculaires et de la substance blanche. Cet article décrit cette méthode simple et cliniquement pertinente pour modéliser l’HPH-IV chez les rats néonatals par injection intraventriculaire et présente des méthodes pour quantifier la taille du ventricule après l’injection.
Introduction
L’hémorragie intranatale néonatale provient de la matrice germinale, un site de division cellulaire rapide adjacent aux ventricules latéraux du cerveau en développement. Cette structure hautement vasculaire est vulnérable à l’instabilité hémodynamique liée à une naissance prématurée. Le sang est libéré dans les ventricules latéraux lors de l’hémorragie de la matrice germinale (GMH)-IVH lorsque des vaisseaux sanguins fragiles dans la matrice germinale se rompent. Dans le cas de l’hémorragie de grade IV, l’infarctus hémorragique périventriculaire peut également contribuer à la libération de produits sanguins dans le cerveau. 1 L’association GMH-IVH peut provoquer une HTP, en particulier après une hémorragie de haut grade (grades III et IV)1. L’HPH peut être traitée avec la mise en place d’un shunt ventriculopéritonéal, mais la mise en place d’un shunt n’inverse pas la lésion cérébrale qui peut survenir à partir de l’hémorragie intraveineuse. Bien que les soins intensifs néonatals modernes aient réduit les taux d’HVN2, 3, il n’existe aucun traitement spécifique pour la lésion cérébrale ou l’hydrocéphalie causée par l’hémorragie intraveineuse une fois qu’elle s’est produite. Une limitation importante dans le développement de traitements préventifs pour les lésions cérébrales induites par l’HIV et l’HPH est la compréhension incomplète de la physiopathologie de l’HVN.
Récemment, il a été démontré que les taux précoces de LCR de l’hémoglobine, produit clé de dégradation du sang, étaient associés au développement ultérieur de l’HPH chez les nouveau-nés atteints d’HVN de haut grade4. De plus, les taux de LCR de protéines de la voie de traitement du fer – hémoglobine, ferritine et bilirubine – sont associés à la taille du ventricule dans l’hémorragie intranatale néonatale. Cela a également été montré dans une cohorte multicentrique de nourrissons atteints d’HPH prématurée, où des taux de ferritine ventriculaire plus élevés dans le LCR étaient associés à une taille de ventricule plus grande5.
Dans cette étude, nous avons développé un modèle cliniquement pertinent de lésion cérébrale et d’hydrocéphalie induite par l’hémoglobine en utilisant l’injection d’hémoglobine dans les ventricules cérébraux, ce qui permet de quantifier les lésions cérébrales et l’HPH et de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques (Figure 1)6, 7. Ce modèle d’hémorragie intraveineuse utilise des ratons nouveau-nés, qui sont placés sous anesthésie générale pendant toute la durée de la procédure. Une incision médiane est pratiquée sur le cuir chevelu et les coordonnées dérivées des repères du crâne – le bregma ou lambda – sont utilisées pour cibler les ventricules latéraux pour l’injection. L’injection lente à l’aide d’une pompe à perfusion délivre de l’hémoglobine dans le ventricule. Ce protocole est facile à utiliser, polyvalent et peut modéliser différents composants de l’HIV qui aboutissent à l’HPH.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ce modèle d’hémoglobine utilisant l’injection d’hémoglobine permet l’étude de la pathologie de l’hémoglobine intraveineuse spécifiquement médiée par l’hémoglobine. Pour les études complémentaires, l’hémoglobine peut également être facilement administrée in vitro et ne confond pas les tests biochimiques pour les protéines fabriquées par les microglies / macrophages présents dans le sang total.
Les principales théories de l’HNV-PHH comprennent l’obst…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
JMS a reçu un financement des NIH/NINDS R01 NS110793 et K12 (Neurosurgeon Research Career Development Program). BAM a reçu un financement du NIH / NINDS K08 NS112580-01A1, du prix du domaine prioritaire de recherche en neurosciences de l’Université du Kentucky et du prix de l’innovation de l’Hydrocephalus Association .
Materials
| 0.3 mL insulin syringe | BD Microfine + Insulin Syringe | 230-4533 | 0.3-0.5 mL synringes will work |
| 1.5 mL microtube | USA Scientific | 1615-5500 | Lot No. K194642H -3 511 |
| 4.7T MRI | Agilent/Varian | 4.7T/33 cm | Agilent/Varian DirectDrive 4.7-T (200-MHz) MRI system |
| 6-0 monofilament suture | ETHICON | 667G | |
| 9.4T MRI | Bruker | BioSpec 94/20 | Used in this protocol without the cryoprobe |
| Analytical balance | CCURIS Instruments | W3200-320 | |
| Artificial CSF (aCSF) | Tocris Bioscience | 3525 | Batch No: 72A |
| Betadine | Purdue Products L.P. | 301005-00 | NDC 67618-150-09 |
| Carprofen (injectable) | Zoetis Inc. | PI 4019448 | Rimadyl |
| Ethanol | Decon Laboratories | 2701 | |
| Heating pad | Sunbeam | E12107-819 | UL 612A, Z-1228-001 |
| Hemoglobin | MP Biomedicals | 100714 | LOT NO. SR02321 |
| Isoflurane | Piramal Critical Care | NDC 66794-017-25 | |
| Isoflurane vaporizer | VETEQUIP | 911103 | |
| Light for stereotactic insturment | Dolan-Jenner industries | Fiber-Lite MI-150 | |
| Microinjection syringe pump | World Precision Instruments | MICRO21 | Serial 184034 T08K |
| MRI software | Bruker BioSpin | Paravision 360 3.2 | |
| Oxygen | Airgas Healthcare | UN1072 | LOT NUMBER S1432080XA02 |
| Sprague Dawley rats | Charles River Laboratories | Strain code: 001 | |
| Stereotactic instrument | KOPF Instuments | Model 900LS Lazy Susan | |
| Sterile cotton tipped applicator | Fischerbrand | 23-400-118 | |
| Surgical blade | covetrus | #10 | |
| Topical triple antibiotic | Triple Antibiotic Ointment | NDC 51672-2120-1 | |
| Ventricle volume quantification software | ITK-SNAP | ITK-SNAP 4.0.0 beta |
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