Modelo electromagnético controlado de cabeza cerrada de lesión cerebral traumática leve en ratones

La lesión cerebral traumática (TBI) es causada por una fuerza externa en el cerebro, a menudo asociada con caídas, lesiones deportivas, violencia física o accidentes de tráfico. En 2014, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades determinaron que 2.53 millones de estadounidenses visitaron el departamento de emergencias para buscar ayuda médica para accidentes relacionados con TBI¹. Dado que la LCT leve (LCTm) representa la mayoría de los casos de LCT, en las últimas décadas, se han adoptado múltiples modelos de LCTm, que incluyen pérdida de peso, lesión en la cabeza cerrada impulsada por el pistón e impacto cortical controlado, lesión rotacional, lesión leve por percusión de fluidos y modelos de lesiones por explosión ^2,3. La heterogeneidad de los modelos de mTBI es útil para abordar las diferentes características asociadas con mTBI observadas en personas y para ayudar a evaluar los mecanismos celulares y moleculares asociados con la lesión cerebral.

De los modelos comúnmente utilizados de traumatismo craneoencefálico cerrado, uno de los primeros y más utilizados es el método de caída de peso, donde un objeto se deja caer desde una altura específica sobre la cabeza del animal (anestesiado o despierto)^2,4. En el método de pérdida de peso, la gravedad de la lesión depende de varios parámetros, incluyendo craneotomía realizada o no, cabeza fija o libre, y la distancia y el peso del objeto que cae ^2,4. Una desventaja de este modelo es la alta variabilidad en la gravedad de la lesión y la alta tasa de mortalidad asociada a la depresión respiratoria ^5,6. Una alternativa común es administrar el impacto utilizando un dispositivo neumático o electromagnético, que se puede hacer directamente sobre la duramadre expuesta (impacto cortical controlado: CCI) o el cráneo cerrado (lesión cerrada en la cabeza: CHI). Uno de los puntos fuertes de la lesión impulsada por pistón es su alta reproducibilidad y baja mortalidad. Sin embargo, la ICC requiere craneotomía^7,8, y una craneotomía en sí misma induce inflamación⁹. En cambio, en el modelo CHI, no hay necesidad de craneotomía. Como ya se ha dicho, cada modelo tiene limitaciones. Una de las limitaciones del modelo CHI descrito en este trabajo es que la cirugía se realiza utilizando un marco estereotáxico y la cabeza del animal está inmovilizada. Si bien la inmovilización completa de la cabeza asegura la reproducibilidad, no tiene en cuenta el movimiento después del impacto que podría contribuir a la lesión asociada con una mTBI.

Este protocolo describe un método básico para realizar un impacto CHI con un dispositivo impactador electromagnético disponible comercialmente¹⁰ en un ratón. Este protocolo detalla los parámetros exactos involucrados para lograr una lesión altamente reproducible. En particular, el investigador tiene un control preciso sobre los parámetros (profundidad de la lesión, tiempo de permanencia y velocidad de impacto) para definir con precisión la gravedad de la lesión. Como se ha descrito, este modelo de CHI produce una lesión que resulta en patología bilateral, tanto difusa como microscópica (es decir, activación crónica de la glía, daño axonal y vascular), y fenotipos conductuales 11,12,13,14,15. Además, el modelo descrito se considera leve ya que no induce lesiones cerebrales estructurales basadas en RM o lesiones macroscópicas en patología incluso 1 año después de la lesión^16,17.