Simpatectomia Lombar Cirúrgica em Camundongos

Lesões de nervos periféricos (PNIs) podem levar a déficits motores, sensoriais e simpáticos em alvos de tecido distal que raramente se recuperam totalmente funcionalmente¹. A pesquisa do PNI muitas vezes se concentrou na regeneração motora e sensorial; no entanto, quase um quarto do nervo ciático de rato consiste em^axônios simpáticos 2 não mielinizados. O papel da inervação simpática nos tecidos periféricos, no entanto, não é totalmente compreendido³. O sistema nervoso simpático desempenha um papel importante na manutenção da homeostase corporal, participando da regulação imunológica, termorregulação, tônus vascular, biogênese mitocondrial e muito mais 4,5,6,7,8,9,10,11 . Quando a inervação simpática na junção neuromuscular é perdida, observa-se fraqueza muscular persistente e instabilidade sináptica, apesar da manutenção da inervação do motoneurônio¹². Essa regulação simpática da transmissão sináptica na junção neuromuscular demonstrou diminuir com o envelhecimento^13,14, o que contribui para a sarcopenia, definida como a redução dependente da idade na massa muscular, força e potência¹⁵. Uma melhor compreensão do papel da inervação simpática dos tecidos periféricos é necessária para o desenvolvimento de terapias que otimizem os resultados funcionais para pacientes com PNIs e outras formas de disfunção simpática.

A simpatectomia é uma poderosa ferramenta experimental que permitirá investigações do papel da inervação simpática nos tecidos-alvo distais. Especificamente, a remoção dos gânglios simpáticos de nível L2-L5 remove a maior parte da inervação simpática para os membros inferiores, o que é especialmente útil para investigadores interessados no nervo ciático.

Este protocolo detalha a remoção de neurônios simpáticos pós-ganglionares de nível L2-L5 de um camundongo como uma cirurgia de sobrevivência. Este procedimento requer habilidades microcirúrgicas de roedores e familiaridade com a anatomia do camundongo e, quando realizado de forma eficaz, não causa diferenças fenotípicas visíveis. A simpatectomia lombar cirúrgica tem sido usada em pesquisas com roedores, mais em ratos do que em camundongos 16,17,18,19,20,21; no entanto, um protocolo detalhado descrevendo o protocolo não existe atualmente. Estudos anteriores utilizando a simpatectomia lombar se concentraram principalmente no papel da inervação simpática na resposta à dor, que geralmente é atenuada pela simpatectomia em vários modelos de lesão nervosa. Poucos estudos usaram essa técnica em camundongos²², provavelmente devido ao menor tamanho dos pontos anatômicos, pois o uso de simpatectomia cirúrgica foi considerado “virtualmente impraticável” em pequenos animais^23,24. Simpatectomias localizadas na forma de microssimpatectomias também têm sido utilizadas em modelos de roedores, também principalmente no contexto de comportamentos de dor 25,26,27. A microssimpatectomia, em contraste com a simpatectomia lombar total, utiliza uma abordagem dorsal através da qual um segmento do ramo cinzento para um nervo espinhal específico é desconectado e removido, permitindo uma simpatectomia muito direcionada que evitará efeitos colaterais mais amplos.

Como os modelos de camundongos são críticos para muitos estudos que requerem manipulação genética, esse procedimento também terá aplicações versáteis além da amplitude das lesões de nervos periféricos. Usando uma abordagem transabdominal, os gânglios simpáticos lombares podem ser visualizados e ressecados de forma confiável do camundongo sem efeitos adversos aparentes. Embora existam protocolos para a destruição química dos neurônios simpáticos pós-ganglionares, como o uso de 6-hidroxidopamina (6-OHDA)^23,24, esse procedimento cirúrgico permite o direcionamento anatomicamente específico dos gânglios simpáticos lombares pós-ganglionares. O uso de uma simpatectomia cirúrgica também evita as preocupações inespecíficas e dose-dependentes relacionadas aos métodos farmacológicos^28,29.

O uso de simpatectomias químicas via administração de 6-OHDA foi descrito em 1967 como uma forma simples de alcançar a destruição seletiva das terminações nervosas adrenérgicas, uma vez que as simpatectomias cirúrgicas em pequenos animais não eram favorecidas^23,24. A 6-OHDA é uma neurotoxina catecolaminérgica formada endogenamente em pacientes com doença de Parkinson, e sua toxicidade é derivada de sua capacidade de formar radicais livres e inibir a cadeia de transporte de elétrons nas mitocôndrias^30,31. Por meio de mecanismos de transporte de captação de norepinefrina-1, o 6-OHDA é capaz de se acumular dentro dos neurônios noradrenérgicos, como os neurônios simpáticos pós-ganglionares²⁸. Eventualmente, o neurônio é destruído pelo 6-OHDA; no entanto, os terminais do sistema nervoso periférico se regeneram, com a restauração da atividade funcional mesmo quando os níveis de amina ainda estão reduzidos. Diferentes limiares de dosagem também estão presentes para diferentes órgãos em resposta ao 6-OHDA, e doses mais altas de 6-OHDA demonstraram exibir efeitos mais inespecíficos, estendendo suas consequências neurotóxicas a neurônios não contendo catecolaminas e até mesmo células não neuronais. Além dos neurônios noradrenérgicos, os neurônios dopaminérgicos também são afetados pelo 6-OHDA²⁹, tornando a simpatectomia química menos específica para os neurônios simpáticos pós-ganglionares do que a simpatectomia cirúrgica.

Portanto, uma simpatectomia lombar cirúrgica permite a ablação direcionada da inervação simpática para os membros inferiores, que pode ser combinada com uma variedade de técnicas experimentais e manipulações genéticas no camundongo para estudar como o sistema nervoso simpático contribui para vários estados de lesão e doença.