Otimizando técnicas urodinâmicas de camundongos para maior precisão
Summary
Este protocolo fornece um guia para impermeabilizar a pele com cianoacrilato para evitar a absorção de urina pelo e pela pele. Inclui instruções para aplicar a cola na pele, implantar um cateter vesical e eletrodos para cistometria e registros de eletromiografia do esfíncter uretral externo em camundongos acordados.
Abstract
A medição precisa dos parâmetros urinários em camundongos acordados é crucial para entender a disfunção do trato urinário inferior (LUT), particularmente em condições como lesão neurogênica da medula espinhal pós-traumática (LME). No entanto, a realização de registros de cistometria em camundongos apresenta desafios notáveis. Quando os camundongos estão em uma posição propensa e restrita durante as sessões de gravação, a urina tende a ser absorvida pelo e pela pele, levando a uma subestimação do volume miccional (VV). O objetivo deste estudo foi aumentar a precisão dos registros de cistometria e eletromiografia do esfíncter uretral externo (EUS-EMG) em camundongos acordados. Desenvolvemos um método exclusivo utilizando adesivo de cianoacrilato para criar uma barreira cutânea à prova d’água ao redor do meato uretral e do abdômen, impedindo a absorção de urina e garantindo medições precisas. Os resultados mostram que, após a aplicação do cianoacrilato, a soma de VV e VR permaneceu consistente com o volume de solução salina infundida, e não foram observadas áreas úmidas após o experimento, indicando prevenção bem-sucedida da absorção de urina. Além disso, o método estabilizou simultaneamente os eletrodos conectados ao esfíncter uretral externo (EUS), garantiu sinais de eletromiografia (EMG) estáveis e minimizou os artefatos causados pelo movimento do camundongo acordado e pela manipulação do experimentador. Detalhes metodológicos, resultados e implicações são discutidos, destacando a importância de melhorar as técnicas urodinâmicas na pesquisa pré-clínica.
Introduction
O armazenamento e a liberação de urina dependem da atividade coordenada da bexiga urinária e do esfíncter uretral externo (USE). Em algumas patologias, como a bexiga neurogênica, tanto os músculos detrusores da bexiga quanto o esfíncter podem se tornar disfuncionais, levando a problemas vesicais significativos, especialmente após lesão medular traumática (LM)1.
Pequenos roedores são comumente usados como modelo experimental para estudar a função pré-clínica do trato urinário inferior (LUT)2. As técnicas de registro de cistometria de enchimento (FC) e eletromiografia EUS (EUS-EMG) podem fornecer informações objetivas precisas, dependendo da escolha dos métodos, medição precisa e interpretação dos resultados3. Os testes urodinâmicos são comumente usados para avaliar o volume miccional (VV), a eficiência miccional (VE) e a capacidade vesical4. O VE mede a eficácia com que a bexiga pode se esvaziar. É calculado dividindo o volume miccional pela soma dos volumes anulados e residuais (VV+RV). Por outro lado, a capacidade vesical é calculada somando-se o VV (a quantidade de urina expelida durante a micção) ao VD (a quantidade de urina deixada na bexiga após a micção)5. Portanto, a medição de VV e VR são as chaves para deduzir outros parâmetros.
Medir com precisão o VV em camundongos durante testes urodinâmicos apresenta vários desafios. A urina dos roedores, quando fisicamente contida em decúbito ventral, tende a ser puxada para baixo através da parede abdominal ventral devido à influência da gravidade6. Esse fenômeno pode levar à absorção de urina pelo e pele abdominais, o que, por sua vez, subestima o volume de urina excretado. Considerando a pequena quantidade de urina produzida por camundongos, o impacto dessa absorbância na precisão dos resultados é ainda mais pronunciado7. Além disso, em modelos de LM, o VV é frequentemente menor do que em camundongos normais devido ao impacto da dissinergia do esfíncter detrusor (DSD), que aumenta o risco de pressões de pontos de vazamento e absorção de urina pelopêlo 8. Esses fatores têm um impacto significativo nos resultados. Portanto, a medição precisa de VV e RV durante estudos urodinâmicos terminais em camundongos é crucial9. Atualmente, há uma falta de detalhes nas metodologias fornecidas na literatura publicada sobre como medir o volume de urina com precisão em modelos de camundongos.
O adesivo de cianoacrilato é um tipo de cola comumente utilizada em procedimentos cirúrgicos em modelos humanos e animais devido às suas propriedades de colagem rápida e eficaz 10,11,12. Esse adesivo é particularmente útil para fechar feridas e lacerações, pois forma uma ligação forte e flexível quando aplicado na pele13. Além disso, pode ser uma grande barreira contra a urina e a umidade que podem entrar em contato com pelos e feridas11.
Neste artigo, desenvolvemos uma técnica nova e econômica que utiliza adesivo de cianoacrilato para obter resultados precisos em registros de cistometria e EUS-EMG em camundongos acordados. Este método será benéfico para entender as causas subjacentes da disfunção da bexiga e desenvolver tratamentos mais eficazes para distúrbios da LUT.
Protocol
Representative Results
Discussion
Esta técnica urodinâmica descreve um procedimento aprimorado para medir o volume de urina e o sinal EUS-EMG em camundongos acordados e contidos. A presença de pêlos ao redor do meato uretral e da área abdominal pode interferir na precisão da medição da VV pela absorção da urina. Embora o pêlo ao redor do meato uretral e do abdômen tenha sido cuidadosamente raspado antes da cirurgia, os pequenos pêlos restantes dentro dessas áreas e a pele ainda absorveram a urina, geralmente deixando uma área úmida no abd…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudo foi apoiado pelo NIH-NINDS (R21NS130241), IND DEPT HLTH (55051, 74247, 74244) e US ARMY (HT94252310700).
Materials
| Accelerator | BOB SMITH INDUSTRIES | BSI-152 | |
| Cyanoacrylate | TED PELLA, Inc | 14478 | |
| Disposable base mold | TED PELLA, Inc | 27147-4 | |
| Infusion pump | Harvard Apparatus PHD ULTRA | 70-3006 | |
| Isoflurane | Henry Schein Inc | 1182097 | |
| PIN | World Precision Instruments | 5482 | |
| Polyethylene Tubing 30 | Braintree Scientific Inc | PE30 | |
| Sterile Weighing Boat | HEATHROW SCIENTIFIC | 797CK2 | |
| Windaq/Lite | DATAQ INSTRUMENTS | 249022 |
References
- Leslie, S. W., Tadi, P., Tayyeb, M. Neurogenic bladder and neurogenic lower urinary tract dysfunction. Statpearls. , (2024).
- Doelman, A. W., Streijger, F., Majerus, S. J., Damaser, M. S., Kwon, B. K. Assessing neurogenic lower urinary tract dysfunction after spinal cord injury: Animal models in preclinical neuro-urology research. Biomedicines. 11 (6), 1539 (2023).
- Fraser, M. O., et al. Best practices for cystometric evaluation of lower urinary tract function in muriform rodents. Neurourol Urodyn. 39 (6), 1868-1884 (2020).
- Hashimoto, M., et al. Sex differences in lower urinary tract function in mice with or without spinal cord injury. Neurourol Urodyn. 43 (1), 267-275 (2024).
- Kadekawa, K., et al. Characterization of bladder and external urethral activity in mice with or without spinal cord injury-a comparison study with rats. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 310 (8), R752-R758 (2016).
- Lee, J., et al. The effects of periurethral muscle-derived stem cell injection on leak point pressure in a rat model of stress urinary incontinence. Int Urogynecol J. 14, 31-37 (2003).
- Mann-Gow, T. K., et al. Evaluating the procedure for performing awake cystometry in a mouse model. J Vis Exp. (123), e55588 (2017).
- Saito, T., et al. Time-dependent progression of neurogenic lower urinary tract dysfunction after pinal cord injury in the mouse model. Am J Physiol Renal Physioly. 321 (1), F26-F32 (2021).
- Schneider, M. P., et al. A novel urodynamic model for lower urinary tract assessment in awake rats. BJU Int. 115, 8-15 (2015).
- Habib, A., Mehanna, A., Medra, A. Cyanoacrylate: A handy tissue glue in maxillofacial surgery: Our experience in alexandria, egypt. J Maxillofac Oral Surg. 12, 243-247 (2013).
- Sunjic Roguljic, V., Roguljic, L., Jukic, I., Kovacic, V. The influence of wound closure techniques after surgical decompression in patients with carpal tunnel syndrome on sleep disturbance and life quality: A prospective comparison of surgical techniques. Clin Pract. 14 (2), 546-555 (2024).
- Sohn, J. J., Gruber, T. M., Zahorsky-Reeves, J. L., Lawson, G. W. Comparison of 2-ethyl-cyanoacrylate and 2-butyl-cyanoacrylate for use on the calvaria of cd1 mice. J Am Assoc Lab Anim Sci. 55 (2), 199-203 (2016).
- Ren, H., et al. Injectable, self-healing hydrogel adhesives with firm tissue adhesion and on-demand biodegradation for sutureless wound closure. Sci Adv. 9 (33), eadh4327 (2023).
- Ito, H., Pickering, A. E., Kanai, A., Fry, C. H., Drake, M. J. Muro-neuro-urodynamics; a review of the functional assessment of mouse lower urinary tract function. Front Physiol. 8, 240395 (2017).
- Abdelkhalek, A. S., Youssef, H. A., Saleh, A. S., Bollen, P., Zvara, P. Anesthetic protocols for urodynamic studies of the lower urinary tract in small rodents-a systematic review. PloS One. 16 (6), e0253192 (2021).
- Saab, B. J., et al. Short-term memory impairment after isoflurane in mice is prevented by the α5 γ-aminobutyric acid type a receptor inverse agonist l-655,708. J Am Soc Anesthesiol. 113 (5), 1061-1071 (2010).
- Cannon, T. W., Damaser, M. S. Effects of anesthesia on cystometry and leak point pressure of the female rat. Life Sci. 69 (10), 1193-1202 (2001).
- Weiss, D. A., et al. Morphology of the external genitalia of the adult male and female mice as an endpoint of sex differentiation. Mol Cell Endocrinol. 354 (1-2), 94-102 (2012).
- Leggat, P. A., Kedjarune, U., Smith, D. R. Toxicity of cyanoacrylate adhesives and their occupational impacts for dental staff. Ind Health. 42 (2), 207-211 (2004).
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