18 aprile 2011
Pseudofracture, un modello riproducibile murino di sterili traumi muscolo-scheletrici, permette per la valutazione di fine periodo risposta immunitaria post-traumatico. Questo articolo descrive l'esecuzione procedurale del modello passo dopo passo, compresa la possibilità di combinazioni modello sperimentale di permesso di studio di traumi multipli.
Quando un osso lungo, come un femore o una tibia, va in frattura, il muscolo lesionato e i tessuti molli vengono esposti a frammenti ossei danneggiati e al midollo osseo. Segue una risposta immunitaria intensa che favorisce la riparazione del tessuto. Un modello per lo studio degli effetti di questa esposizione può essere ottenuto isolando entrambi i femori e le tibie.
Da un topo donatore. Le ossa vengono frantumate per creare una soluzione ossea, che viene quindi iniettata nella coscia lesionata di un topo ricevente. Vengono quindi monitorate le risposte immunitarie e valutate le lesioni a organi distanti per studiare gli effetti a lungo termine del trauma indotto da frattura.
Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti di trauma tissutale periferico, come il modello di frattura bilaterale del femore, è che questo modello, il modello di pseudo-frattura, consente una sopravvivenza a lungo termine senza complicazioni dovute ad anestesia prolungata o a complesse tecniche di fissazione della frattura, permettendo quindi lo studio delle risposte immunitarie nel periodo tardivo successivo al trauma. Prima di iniziare la procedura, preparare i seguenti materiali: un secchiello con ghiaccio, Betadine, strumenti chirurgici, pinze emostatiche GRE, un mortaio e pestello, pinze, aghi da 20 gauge, una siringa da un CC, anestesia con PBS e un cono nasale per isoflurano. Un singolo animale sacrificato, abbinato per età e peso.
Il mouse donatore genico dovrebbe fornire materiale sufficiente per tre riceventi. Fissare il donatore su una tavola di plexiglass, assicurandosi di fissare le estremità inferiori solo alla punta del piede. Rasare con cura le estremità inferiori.
Quindi coprirli completamente con Betadina e alcol per garantire sterilità, rimuovere le ossa lunghe dell'arto inferiore, praticare un'incisione chirurgica attraverso la cute nella regione inguinale e proseguire il taglio lungo tutta la lunghezza dell'arto fino alla caviglia, quindi retrarre la cute e dissezionarla dal tessuto fasciale sottocutaneo e dai muscoli, sia sul versante mediale che su quello laterale. Inserire quindi una lama delle forbici sotto i muscoli situati anteriormente e lateralmente alla tibia. Far scorrere la lama in senso prossimale e distale per sollevare i muscoli in modo netto dall'osso sottostante.
Ripetere questa tecnica sulla faccia posteriore e mediale inferiore della tibia per separare i muscoli sottostanti alla tibia. Si dovrebbe usare uno sforzo minimo aggiuntivo sulla faccia posteriore durante lo scivolamento in direzione distale per staccare la fibula dalla tibia all'estremità prossimale di questi muscoli della gamba. Tagliare i tendini il più vicino possibile ai loro punti di inserzione e ritrarre i muscoli in direzione distale, tirando contemporaneamente sull'intero gruppo muscolare in senso discendente; una leggera trazione rilascerà le inserzioni distali dall'articolazione della caviglia, tagliando con le forbici attraverso l'articolazione della caviglia.
Non staccare la tibia dal femore in questa fase, poiché questa connessione fornisce una leva aggiuntiva che agevolerà la dissezione del femore dall'articolazione dell'anca. Utilizzare una tecnica simile per il rilascio dei muscoli dal femore. Eseguire questa operazione posteriormente e, se necessario, sia medialmente che lateralmente.
Recidere l'inserzione distale di questi gruppi muscolari per staccarli dall'articolazione del ginocchio. Estendere l'incisione cutanea secondo necessità per ottenere un'esposizione adeguata e proseguire al di sotto dei muscoli. Per dissezionare l'estremità del femore dall'articolazione dell'anca, rimuovere il femore con la tibia attaccata dal topo donatore e posizionarli su garza sterile.
Separare i due ossi all'articolazione del ginocchio semplicemente afferrando ciascun osso con una mano diversa e ruotando delicatamente i due ossi in direzioni opposte lungo i loro assi longitudinali. Per rimuovere i rimanenti attacchi tendinei dagli ossi lunghi, avvolgere un pezzo di garza di quattro per quattro attorno alla lunghezza dell'osso. Afferrare saldamente e raschiare per tutta la lunghezza degli ossi più volte per rimuovere i tessuti residui dalla superficie.
Posizionare le ossa raccolte in una provetta microcentrifuga sterile da 1,5 millilitri su ghiaccio. Trasportare le ossa del donatore in una cappa a sicurezza biologica accuratamente disinfettata. Per la preparazione della soluzione ossea.
La cappa deve essere preparata con un campo sterile, un mortaio sterile e pestello, una pinzetta sterile, un tubo sterile da otto millilitri, PBSA sterile, una pipetta da un millilitro con relative punte di pipetta. Un pipettatore da 100 microlitri con relative punte, siringhe da un millilitro e aghi da 20 gauge; utilizzando la pinzetta, trasferire le ossa nel mortaio e usare il pestello per frantumare delicatamente le ossa. Aspirare con la pipetta un millilitro di PBS nel mortaio e continuare a frantumare i frammenti rimanenti usando movimenti circolari per garantire una completa sospensione del residuo.
Quindi aggiungere un altro millilitro di PBS e continuare a macerare per ottenere la soluzione ossea, che dovrebbe presentare una tinta rosa. Versare lentamente la soluzione dal mortaio nel tubo da otto millilitri, assicurandosi che eventuali residui più grandi rimangano all'interno. Trasferire la soluzione ossea in una siringa da un millilitro.
Con un ago da 20 gauge, la soluzione ossea deve rimanere sul ghiaccio. Pipettare un microlitro della soluzione ossea su una piastra di Mac congar, distribuendola uniformemente sulla superficie. Incubare la piastra per 24-48 ore per garantire la sterilità.
Iniziare la procedura chirurgica per la lesione dei tessuti molli e l'iniezione della soluzione ossea valutando la profondità dell'anestesia in un topo anestetizzato con pentobarbitale mediante pinzatura del dito del piede. Posizionare il topo in posizione supina su una tavola di plexiglass e immobilizzare l'animale avvolgendo in modo lento sottili strisce di nastro adesivo con il lato appiccicoso all'esterno intorno alla porzione distale di ogni estremità utilizzando un rasoio Oscar a cinque lame con lama numero 40. Rasare le regioni addominale, inguinale e della coscia dell'animale.
Trasferire il topo nel campo operatorio sterile. Pulire l'area chirurgica con Betadine. Successivamente, detergere con alcol per sterilizzarla.
Posizionare un cono nasale sul mouse contenente un pezzo di garza con un millilitro di isoflurano al 99%. Una volta che la respirazione dell'animale inizia a rallentare, rimuovere il cono nasale. Se durante qualsiasi fase della procedura è necessaria un'anestesia aggiuntiva, si può iniettare ulteriore pentobarbital o somministrare altro isoflurano.
Pieghi successivamente un bendaggio sterile e lo disponga sul mouse in modo da esporre solo gli arti inferiori e la testa. Questa lesione dei tessuti molli è una lesione bilaterale da schiacciamento degli arti posteriori. Assicuri che il mouse sia posizionato con gli arti posteriori leggermente abdotti e ruotati lateralmente.
Questo facilita l'accesso al muscolo corretto. Raggruppare i flessori del ginocchio per eseguire la lesione da schiacciamento. Applicare un grande emostatico da 18 centimetri al punto medio della muscolatura posteriore della coscia lungo il femore, con la curva convessa rivolta verso il femore. Chiudere l'emostatico bloccandolo al primo scatto per soli 30 secondi.
Inserire l'ago attraverso la cute di due-tre millimetri, fino a quando la punta del bisello tocca appena il femore. Iniettare 0,15 millilitri della soluzione ossea nella muscolatura della coscia schiacciata su ciascun lato. Rimuovere l'ago e posizionare rapidamente un dito guantato sterile sul sito di iniezione per impedire qualsiasi reflusso della soluzione ossea dalla ferita.
Tenere questo dito in posizione per diversi secondi. Rimettere il topo nella gabbia e consentirgli immediatamente piena libertà di movimento non appena l'anestesia inizia a svanire. È appropriato somministrare una gestione del dolore mentre il topo si risveglia.
Questo schema generale mostra la risposta immunitaria bifasica successiva a un trauma nel momento iniziale (tempo zero). Viene indotto un trauma. Segue una risposta infiammatoria precoce di tipo iperinfiammatorio, che raggiunge il picco a sei ore e viene misurata mediante la valutazione dell'infiammazione sistemica e del malfunzionamento di organi distanti.
Il secondo componente della risposta immunitaria post-traumatica è una immunosoppressione ritardata, misurata attraverso la disfunzione delle cellule immunitarie, e rappresentata come un minimo intorno alle 48 ore. Questo è un diagramma rappresentativo della risposta delle citochine infiammatorie nel plasma che si verifica precocemente dopo il trauma ed è un esempio di infiammazione sistemica. La disfunzione d'organo a distanza, valutata attraverso il danno epatico, risulta aumentata entro un periodo di tempo simile.
Questo diagramma rappresentativo è un esempio volto a evidenziare la disfunzione delle cellule immunitarie in fase tardiva dopo un trauma. Nel tentativo di eseguire questa procedura, è fondamentale ricordare di garantire sterilità e manipolazione precisa per tutta la durata dell'esperimento. Questo non è un modello di frattura vera e propria né di infezione da ferita.
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In questo articolo viene presentato un modello murino di trauma muscoloscheletrico sterile noto come pseudofrattura, che facilita la valutazione delle risposte immunitarie post-traumatiche a lungo termine. Viene descritta in dettaglio l'esecuzione procedurale di questo modello, evidenziandone il potenziale per combinazioni sperimentali nello studio del trauma multiplo.
Il modello murino di pseudofrattura consente un'indagine riproducibile delle risposte immunitarie acute e della fase tardiva a un trauma sterile dei tessuti periferici, colmando una lacuna critica nella ricerca traslazionale sui traumi. Il suo design aggira le limitazioni tecniche e di sopravvivenza dei modelli tradizionali di frattura, permettendo studi meccanicistici a lungo termine rilevanti per la riduzione del rischio immunologico e la validazione di bersagli. Questo modello è in grado di guidare la scoperta precoce e la valutazione preclinica di strategie immunomodulanti nei settori del trauma e della riparazione tissutale.
Questo modello collega la fase iniziale della scoperta alla ricerca preclinica, consentendo test basati su ipotesi delle risposte immunitarie al trauma e supportando la validazione di biomarcatori e terapie successive.