Raccolta dinamica in tempo reale di liquido extracellulare ippocampale da ratti coscienti utilizzando un sistema di microdialisi

Le malattie del sistema nervoso centrale (SNC) con elevata morbilità, come le malattie neurodegenerative, le lesioni cerebrali traumatiche, le lesioni cerebrali indotte dall’ipossia ad alta quota e l’ictus ischemico, sono cause cruciali della crescente mortalità in tutto il mondo ^1,2,3. Il monitoraggio in tempo reale delle citochine e dei cambiamenti proteici in specifiche regioni del cervello contribuisce all’accuratezza diagnostica delle malattie del SNC e degli studi di farmacocinetica cerebrale dopo i farmaci. La ricerca scientifica tradizionale utilizza l’omogenato del tessuto cerebrale o una raccolta manuale di liquido cerebrale interstiziale animale per la rilevazione di sostanze specifiche e per studi farmacocinetici. Tuttavia, ciò presenta alcune carenze, come una dimensione limitata del campione, l’incapacità di osservare dinamicamente i cambiamenti degli indicatori e una qualità di campionamento non uniforme ^4,5,6. Il liquido cerebrospinale, un liquido interstiziale, protegge il cervello e il midollo spinale da danni meccanici. La sua composizione è diversa da quella del siero a causa dell’esistenza della barriera emato-encefalica (BBB)⁷. L’analisi diretta dei campioni di liquido cerebrospinale è più favorevole alla divulgazione del meccanismo delle lesioni del SNC e alla scoperta di farmaci. Inevitabilmente, i campioni di liquido cerebrospinale, ottenuti manualmente direttamente dalla cisterna magna e dai ventricoli cerebrali attraverso una siringa, presentano svantaggi di contaminazione del sangue, possibilità casuale di raccolta del campione, incertezza della quantità e quasi nessuna possibilità di prelievo multiplo ^8,9. Più in particolare, i metodi convenzionali di campionamento dei fluidi cerebrali interstiziali non possono ottenere campioni da regioni cerebrali danneggiate, il che ostacola l’esplorazione della patogenesi delle malattie del SNC in specifiche regioni del cervello e la valutazione dell’efficacia delle terapie etnomediche mirate ^9,10.

La microdialisi cerebrale è una tecnica per il campionamento del fluido cerebrale interstiziale negli animali svegli¹¹. Il sistema di microdialisi imita la permeabilità vascolare con l’aiuto di una sonda impiantata nel cervello. La sonda di microdialisi è armata con una membrana semipermeabile e viene impiantata in specifiche regioni del cervello. Dopo la perfusione con liquido cerebrospinale artificiale isotonico (ACSF), il fluido cerebrale interstiziale dializzato può essere raccolto favorevolmente con i benefici di campioni di piccole dimensioni, campionamento continuo e osservazione dinamica^12,13. In termini di localizzazione, le sonde di microdialisi cerebrale possono essere impiantate selettivamente in strutture cerebrali o cisterne craniche di interesse¹⁴. Un’osservazione di livelli anormali di una sostanza endogena nel liquido extracellulare ippocampale (HECF) suggerisce l’insorgenza di malattie del SNC o la patogenesi della malattia. Diversi studi hanno dimostrato che i biomarcatori per le malattie del SNC, come gli amminoacidi D nella schizofrenia, le proteine β-amiloide e tau nella malattia di Alzheimer, le catene leggere dei neurofilamenti nelle lesioni cerebrali traumatiche e l’ubiquitina carbossi-terminale idrolasi L1 nell’encefalopatia da ischemia ipossica, possono essere analizzati nel liquido cerebrospinale^15,16,17 . Un metodo di analisi chimica basato sulla tecnica di campionamento della microdialisi cerebrale può essere utilizzato per monitorare i cambiamenti dinamici di composti esogeni come i principi attivi dell’etnomedicina, che si diffondono e si distribuiscono in specifiche regioni cerebrali¹⁴.

Questo articolo presenta il processo specifico di acquisizione dinamica dell’HECF nei ratti svegli e misura la sua pressione osmotica per garantire la qualità del campione.