Optimización de las técnicas urodinámicas del ratón para mejorar la precisión
Summary
Este protocolo proporciona una guía para impermeabilizar la piel con cianocrilato para evitar la absorción de orina por el pelo y la piel. Incluye instrucciones para aplicar el pegamento a la piel, implantar un catéter vesical y electrodos para la cistometría y los registros de electromiografía del esfínter uretral externo en ratones despiertos.
Abstract
La medición precisa de los parámetros urinarios en ratones despiertos es crucial para comprender la disfunción del tracto urinario inferior (LUT), particularmente en afecciones como la lesión postraumática de la médula espinal (LME) de la vejiga neurógena. Sin embargo, la realización de registros de cistometría en ratones presenta desafíos notables. Cuando los ratones están en una posición prona y restringida durante las sesiones de grabación, la orina tiende a ser absorbida por el pelaje y la piel, lo que lleva a una subestimación del volumen miccional (VV). El objetivo de este estudio fue mejorar la precisión de los registros de cistometría y electromiografía de esfínter uretral externo (EUS-EMG) en ratones despiertos. Desarrollamos un método único que utiliza adhesivo de cianoacrilato para crear una barrera cutánea impermeable alrededor del meato uretral y el abdomen, evitando la absorción de orina y asegurando mediciones precisas. Los resultados muestran que después de aplicar el cianoacrilato, la suma de VV y RV se mantuvo consistente con el volumen de solución salina infundida, y no se observaron áreas húmedas después del experimento, lo que indica una prevención exitosa de la absorción de orina. Además, el método estabilizó simultáneamente los electrodos conectados con el esfínter uretral externo (EUS), garantizó señales de electromiografía (EMG) estables y minimizó los artefactos causados por el movimiento del ratón despierto y la manipulación del experimentador. Se discuten los detalles metodológicos, los resultados y las implicaciones, destacando la importancia de mejorar las técnicas urodinámicas en la investigación preclínica.
Introduction
El almacenamiento y la liberación de orina dependen de la actividad coordinada de la vejiga urinaria y el esfínter uretral externo (USE). En algunas patologías como la vejiga neurógena, tanto los músculos detrusores vesicales como el esfínter pueden llegar a ser disfuncionales, dando lugar a importantes problemas vesicales, especialmente tras una lesión medular traumática (LM)1.
Los pequeños roedores se utilizan habitualmente como modelo experimental para estudiar la función preclínica del tracto urinario inferior (LUT)2. Las técnicas de registro de cistometría de llenado (FC) y electromiografía USC (US-EMG) pueden proporcionar información objetiva precisa en función de la elección de los métodos, la medición precisa y la interpretación de los resultados3. Las pruebas urodinámicas se utilizan comúnmente para evaluar el volumen miccional (VV), la eficiencia miccional (VE) y la capacidad vesical4. La EV mide la eficacia con la que la vejiga puede vaciarse a sí misma. Se calcula dividiendo el volumen vaciado por la suma de los volúmenes vaciados y residuales (VV+RV). Por otro lado, la capacidad de la vejiga se calcula sumando el VV (la cantidad de orina expulsada durante la micción) al VD (la cantidad de orina que queda en la vejiga después de orinar)5. Por lo tanto, la medición de VV y RV son las claves para deducir otros parámetros.
La medición precisa del VV en ratones durante las pruebas urodinámicas presenta varios desafíos. La orina de los roedores, cuando se restringe físicamente en posición prona, tiende a ser arrastrada hacia abajo a través de la pared abdominal ventral debido a la influencia de la gravedad6. Este fenómeno puede conducir a la absorción de orina por el pelaje abdominal y la piel, lo que, a su vez, subestima el volumen de orina excretada. Teniendo en cuenta la pequeña cantidad de orina producida por el ratón, el impacto de esta absorbancia en la precisión de los resultados es aún más pronunciado7. Además, en los modelos de LME, el VV suele ser menor que en los ratones normales debido al impacto de la disinergia del esfínter del detrusor (DSD), que aumenta el riesgo de presiones en los puntos de fuga y la absorción de orina por el pelaje. Estos factores tienen un impacto significativo en los resultados. Por lo tanto, la medición precisa de VV y RV durante los estudios urodinámicos terminales en ratones es crucial9. Actualmente, hay una falta de detalles en las metodologías proporcionadas en la literatura publicada sobre cómo medir el volumen de orina con precisión en modelos de ratón.
El adhesivo de cianoacrilato es un tipo de pegamento que se utiliza comúnmente en procedimientos quirúrgicos en modelos humanos y animales debido a sus propiedades de unión rápidas y efectivas 10,11,12. Este adhesivo es particularmente útil para cerrar heridas y laceraciones, ya que forma una unión fuerte y flexible cuando se aplica sobre la piel13. Además, puede ser una gran barrera contra la orina y la humedad que pueden entrar en contacto con el pelo y las heridas11.
En este artículo, hemos desarrollado una técnica novedosa y rentable que utiliza adhesivo de cianoacrilato para lograr resultados precisos en registros de cistometría y EUS-EMG en ratones despiertos. Este método será beneficioso para comprender las causas subyacentes de la disfunción de la vejiga y diseñar tratamientos más efectivos para los trastornos de la LUT.
Protocol
Representative Results
Discussion
Esta técnica urodinámica describe un procedimiento mejorado para medir el volumen de orina y la señal EUS-EMG en ratones despiertos y restringidos. La presencia de pelo alrededor del meato uretral y el área abdominal puede interferir con la precisión de la medición del VV mediante la absorción de orina. Aunque el pelaje que rodea el meato uretral y el abdomen se había afeitado cuidadosamente antes de la cirugía, los pequeños pelajes restantes dentro de estas áreas y la piel aún absorbían la orina, por lo gen…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudio fue apoyado por NIH-NINDS (R21NS130241), IND DEPT HLTH (55051, 74247, 74244) y 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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