Les modèles traditionnels d’AVC photothrombotique (PTS) induisent principalement des agrégats plaquettaires denses d’une haute résistance au traitement lytique par activateur tissulaire du plasminogène (tPA). Ici, un modèle PTS murin modifié est introduit en co-injectant de la thrombine et un colorant photosensible pour la photoactivation. Le modèle PTS amélioré par la thrombine produit des caillots mixtes plaquettaire/fibrine et est très sensible à la thrombolyse tPA.
Un modèle idéal d’AVC thromboembolique nécessite certaines propriétés, notamment des procédures chirurgicales relativement simples avec une faible mortalité, une taille et une localisation d’infarctus constantes, une précipitation de caillots sanguins mélangés plaquettaire/fibrine similaires à ceux des patients, et une sensibilité adéquate au traitement fibrinolytique. Le modèle d’AVC photothrombotique à base de colorant rose bengale (RB) répond aux deux premières exigences, mais est hautement réfractaire au traitement lytique médié par le tPA, probablement en raison de sa composition en caillots riche en plaquettes, mais pauvre en fibrine. Nous pensons que la combinaison d’un colorant RB (50 mg/kg) et d’une dose sub-thrombotique de thrombine (80 U/kg) pour la photoactivation visant la branche proximale de l’artère cérébrale moyenne (MCA) peut produire des caillots enrichis en fibrine et sensibles au tPA. En effet, le modèle de photothrombose combinée à la thrombine et à la RB (T+RB) a déclenché des caillots sanguins mixtes plaquette/fibrine, comme le montrent l’immunomarquage et les immunoblots, et a maintenu des tailles et des emplacements d’infarctus constants ainsi qu’une faible mortalité. De plus, l’injection intraveineuse de tPA (Alteplase, 10 mg/kg) dans les 2 heures suivant la photoactivation a significativement diminué la taille de l’infarctus dans la photothrombose T+RB. Ainsi, le modèle d’AVC photothrombotique amélioré par la thrombine peut être un modèle expérimental utile pour tester de nouvelles thérapies thrombolytiques.
La thrombectomie endovasculaire et la thrombolyse médiée par tPA sont les deux seules thérapies approuvées par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis pour l’AVC ischémique aigu, qui touche ~700 000 patients chaque année aux États-Unis1. Étant donné que l’application de la thrombectomie est limitée à l’occlusion des gros vaisseaux (LVO), alors que la thrombolyse tPA peut soulager les occlusions des petits vaisseaux, les deux sont des thérapies précieuses de l’AVC ischémique aigu2. De plus, la combinaison des deux thérapies (p. ex., l’initiation de la thrombolyse tPA dans les 4,5 heures suivant le début de l’AVC, suivie d’une thrombectomie) améliore la reperfusion et les résultats fonctionnels3. Ainsi, l’optimisation de la thrombolyse reste un objectif important pour la recherche sur l’AVC, même à l’ère de la thrombectomie.
Les modèles thromboemboliques sont un outil essentiel pour la recherche préclinique sur l’AVC visant à améliorer les thérapies thrombolytiques. Cela est dû au fait que les modèles d’occlusion vasculaire mécanique (par exemple, l’occlusion MCA de suture intraluminale) ne produisent pas de caillots sanguins et que la récupération rapide du flux sanguin cérébral après l’ablation de l’occlusion mécanique est trop idéalisée 4,5. À ce jour, les principaux modèles thromboemboliques comprennent la photothrombose 6,7,8, l’application topique de chlorure ferrique (FeCl3)9, la micro-injection de thrombine dans la branche MCA 10,11, l’injection ex vivo de (micro)emboles dans le MCA ou l’artère carotide commune (ACC)12,13,14 et l’hypoxie-ischémie transitoire (tHI)15,16, Chapitre 17 et 18. Ces modèles d’AVC diffèrent par la composition histologique des caillots qui en résultent et la sensibilité aux thérapies lytiques médiées par le tPA (tableau 1). Ils varient également en ce qui concerne l’exigence chirurgicale de la craniotomie (nécessaire pour l’injection in situ de thrombine et l’application topique de FeCl3), la constance de la taille et de la localisation de l’infarctus (par exemple, la perfusion d’ACC de microemboles donne des résultats très variables) et les effets globaux sur le système cardiovasculaire (par exemple, l’IHI augmente la fréquence cardiaque et le débit cardiaque pour compenser la vasodilatation périphérique induite par l’hypoxie).
Le modèle d’AVC photothrombotique (PTS) basé sur le colorant RB présente de nombreuses caractéristiques intéressantes, notamment des procédures chirurgicales simples sans craniotomie, une faible mortalité (généralement < 5 %) et une taille et une localisation prévisibles de l’infarctus (dans le territoire fournissant l’ACM), mais il présente deux limites majeures. 8 La première mise en garde est la réponse faible à nulle au traitement thrombolytique médié par le tPA, ce qui est également un inconvénient du modèle FeCl3 7,19,20. La deuxième mise en garde des modèles d’AVC PTS et FeCl3 est que les thrombus qui en résultent sont constitués d’agrégats plaquettaires densément emballés avec une petite quantité de fibrine, ce qui non seulement conduit à sa résilience au traitement tPA-lytique, mais s’écarte également du modèle de thrombus plaquettaire/fibrine mélangés chez les patients ayant subi un AVC ischémique aigu21,22. En revanche, le modèle de thrombine-microinjection in situ comprend principalement de la fibrine polymérisée et une teneur incertaine en plaquettes10.
Compte tenu du raisonnement ci-dessus, nous avons émis l’hypothèse que l’association de RB et d’une dose sous-thrombotique de thrombine pour la photoactivation ciblée par l’ACM à travers un crâne aminci peut augmenter la composante fibrine dans les thrombus résultants et augmenter la sensibilité au traitement lytique médié par tPA. Nous avons confirmé cette hypothèse23 et nous décrivons ici en détail les procédures du modèle d’AVC photothrombotique modifié (T+RB).
L’AVC photothrombotique RB traditionnel, introduit en 1985, est un modèle attrayant d’ischémie cérébrale focale pour les interventions chirurgicales simples, la faible mortalité et la reproductibilité élevée de l’infarctus cérébral. 5 Dans ce modèle, le colorant photodynamique RB active rapidement les plaquettes lors de l’excitation lumineuse, conduisant à des agrégats denses qui occlus le vaisseau sanguin 5,8,23.<sup …
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par les subventions du NIH (NS108763, NS100419, NS095064 et HD080429 à C.Y.K. ; et NS106592 à Y.Y.S.).
2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) | Sigma | T8877 | infarct |
4-0 Nylon monofilament suture | LOOK | 766B | surgical supplies |
5-0 silk suture | Harvard Apparatus | 624143 | surgical supplies |
543nm laser beam | Melles Griot | 25-LGP-193-249 | photothrombosis |
adult male mice | Charles River | C57BL/6 | 10~14 weeks old (22~30 g) |
Anesthesia bar for mouse adaptor | machine shop, UVA | surgical setup | |
Avertin (2, 2, 2-Tribromoethanol) | Sigma | T48402 | euthanasia |
Dental drill | Dentamerica | Rotex 782 | surgical setup |
Digital microscope | Dino-Lite | AM2111 | brain imaging |
Dissecting microscope | Olympus | SZ40 | surgical setup |
Fine curved forceps (serrated) | FST | 11370-31 | surgical instrument |
Fine curved forceps (smooth) | FST | 11373-12 | surgical instrument |
goat anti-rabbit Alexa Fluro 488 | Invitrogen | A11008 | Immunohistochemistry |
Halsted-Mosquito hemostats | FST | 13008-12 | surgical instrument |
Heat pump with warming pad | Gaymar | TP700 | surgical setup |
infusion pump | KD Scientific | 200 | thrombolytic treatment |
Insulin syringe with 31G needle | BD | 328291 | photothrombosis |
Ketamine | CCM, UVA | anesthesia | |
Laser protective google 532nm | Thorlabs | LG3 | photothrombosis |
Meloxicam SR | CCM, UVA | NSAID analgesia | |
micro needle holders | FST | 12060-01 | surgical instrument |
micro scissors | FST | 15000-03 | surgical instrument |
MoorFLPI-2 blood flow imager | Moor | 780-nm laser source | Laser Speckle Contrast Imaging |
Mouse adaptor | RWD | 68014 | surgical setup |
Puralube Vet ointment | Fisher | NC0138063 | eye dryness prevention |
Retractor tips | Kent Scientific | Surgi-5014-2 | surgical setup |
Rose Bengal | Sigma | 198250 | photothrombosis |
Thrombin | Sigma | T7513 | photothrombosis |
Tissue glue | Abbott Laboratories | NC9855218 | surgical supplies |
tPA | Genetech | Cathflo activase 2mg | thrombolytic treatment |
Vibratome | Stoelting | 51425 | TTC infacrt |
Xylazine | CCM, UVA | anesthesia |