Zmodyfikowany przezczaszkowy model niedrożności tętnicy środkowej mózgu do badania wyników udaru u starszych myszy
5 maja 2023
Ten protokół demonstruje unikalny model udaru myszy ze średniej wielkości zawałem i doskonałym wskaźnikiem przeżycia. Model ten pozwala przedklinicznym badaczom zajmującym się udarem mózgu wydłużyć czas trwania niedokrwienia, wykorzystać starzejące się myszy i ocenić długoterminowe wyniki funkcjonalne
.Udar mózgu dotyka prawie 800 000 osób rocznie w USA. Około 87% z tego ma stan niedokrwienny, objawiający się ciężkim stanem chorobowym. Jednak dostępne są ograniczone możliwości leczenia, zwłaszcza w fazie przewlekłego udaru. Nasze badania mają na celu opracowanie terapii wspomagającej powrót do zdrowia w celu zmniejszenia niepełnosprawności i poprawy jakości życia pacjentów po udarze.
Powszechnie używają filamentu, modelu niedrożności tętnicy środkowej mózgu, jako wady, w której włożone włókno może blokować przepływ krwi do tylnej tętnicy mózgowej. C57BL/6 u myszy często ma niezakłóconą tylną tętnicę łączącą, co prowadzi do wysokiej śmiertelności w późniejszej fazie powrotu do zdrowia po przewlekłym udarze. Nasz zmodyfikowany przezczaszkowy model niedrożności tętnicy środkowej mózgu częściowo w poprzek MCA w tułowiu, powodując uszkodzenie mózgu w korze i prążkowiu przez małe okienko czaszkowe.
Model ten osiąga wysoki wskaźnik długoterminowego przeżycia, wykrywalne deficyty neurologiczne i działa dobrze nawet u starszych myszy. Nasz przezczaszkowy model MCAO może uwzględniać krytyczne cechy klinicznego udaru, takie jak opóźniona reperfuzja, deficyty neurologiczne i czynnik starzenia. Model ten może być wykorzystany do oceny potencjału terapeutycznego nowych metod leczenia udaru mózgu w zakresie długoterminowego powrotu do sprawności.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia nowy model udaru u myszy, koncentrując się na zmodyfikowanej technice przezczaszkowego zamknięcia środkowej tętnicy mózgowej (MCAO). Model ten powoduje powstanie średniej wielkości obszaru zawału, umożliwiając jednocześnie ocenę długofalowych wyników funkcjonalnych, szczególnie u myszy w starszym wieku. Jego celem jest rozwiązanie problemów związanych z udarem niedokrwiennym oraz zwiększenie skuteczności terapeutycznej.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Badania nad udarem
- Modele przedkliniczne
Wstęp
- Udar mózgu stanowi istotny problem zdrowotny, dotykający rocznie niemal 800 000 osób w USA, przy czym najczęstsze są udary niedokrwienne.
- Obecne opcje terapeutyczne są ograniczone, szczególnie w chronicznej fazie rekonwalescencji po udarze.
- Istniejące modele, takie jak MCAO z wykorzystaniem filamentu, mają swoje ograniczenia, m.in. wysoką śmiertelność wynikającą z krążenia obocznego.
- Niniejsze badanie wskazuje na konieczność opracowania lepszych modeli do testowania terapii wspomagających powrót do sprawności.
Cel badania
- Opracowanie modelu udaru o wyższym wskaźniku przeżywalności oraz ocena długofalowych wyników po udarze.
- Zbadanie wpływu starzenia się organizmu na powrót do zdrowia po udarze.
- Ocena potencjału nowych interwencji terapeutycznych w poprawie wyników leczenia pacjentów po udarze.
Zastosowane metody
- W badaniu zastosowano zmodyfikowany model przezczaszkowego zamknięcia tętnicy środkowej mózgu (MCAO).
- Wykorzystano starsze myszy C57BL/6 w celu oceny deficytów neurologicznych oraz długoterminowej regeneracji funkcjonalnej.
- Model ten umożliwia opóźnioną reperfuzję oraz ocenę kluczowych faz powrotu do zdrowia.
- Po zamknięciu naczynia przeprowadzono oceny neurologiczne oraz monitorowano wskaźnik przeżywalności.
Główne wyniki
- Zmodyfikowany model MCAO zapewnił wysoką przeżywalność oraz wykrywalne deficyty neurologiczne.
- Model ten skutecznie wykazał zdolność do odzwierciedlenia kluczowych aspektów udaru klinicznego, w tym opóźnionej reperfuzji.
- Przeprowadzona ocena uwydatniła krytyczne cechy wpływające na długoterminową rekonwalescencję u starszych myszy.
- Wyniki potwierdzają użyteczność modelu w testowaniu interwencji terapeutycznych mających na celu poprawę wyników leczenia udaru.
Wnioski
- Badanie prezentuje solidny model udaru, który może być wykorzystany do zrozumienia mechanizmów powrotu do zdrowia po udarach.
- Model ten stanowi platformę do testowania nowych terapii i rozwiązywania ograniczeń istniejących metodologii.
- Praca wnosi cenny wkład w zrozumienie wzajemnych zależności między starzeniem się organizmu a rekonwalescencją po udarze.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Niezawodne przedkliniczne modele udaru są niezbędne do oceny strategii terapeutycznych nakierowanych na długoterminową regenerację funkcjonalną, zwłaszcza w populacjach starszych. Zmodyfikowany model MCAO przezczaszkowego umożliwia rzetelną ocenę uszkodzeń zarówno kory, jak i prążkowia, co zwiększa pewność prognostyczną w translacyjnych badaniach nad udarem. Model ten rozwiązuje krytyczny problem na etapie przejścia od odkryć do badań przedklinicznych poprzez poprawę przeżywalności oraz umożliwienie ilościowego określenia wyników neurologicznych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych dotyczących neuroprotekcji i regeneracji po udarze niedokrwiennym.
- Wspiera biologiczną redukcję ryzyka poprzez modelowanie klinicznie istotnych wzorców zawałów oraz czynników starzenia.
- Ułatwia funkcjonalną walidację celów terapeutycznych dzięki mierzalnym deficytom neurologicznym u starszych myszy.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Zapewnia zwalidowany system in vivo do przesiewania związków kandydackich ukierunkowanych na regenerację po udarze.
- Gwarantuje powtarzalność i standaryzację wielkości zawału oraz oceny neurologicznej.
- Dostarcza wyników ilościowych do porównawczej oceny skuteczności terapeutycznej.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Zapewnia zgodność z punktami końcowymi istotnymi dla choroby poprzez modelowanie zarówno ostrej, jak i przewlekłej fazy udaru.
- Umożliwia zachowanie ciągłości od etapu odkrycia po walidację przedkliniczną w kohortach starszych zwierząt.
- Wspiera decyzje dotyczące rozwoju terapii wspomagających regenerację, dostosowane do poziomu ryzyka.
Integracja potoku i przepływu pracy
Model ten integruje się z przedklinicznym procesem badawczym, począwszy od wczesnego etapu odkrywania, przez identyfikację wiodących związków, aż po walidację translacyjną terapii udaru mózgu.
- Biologia odkrywcza: Umożliwia weryfikację hipotez dotyczących neuroprotekcji i mechanizmów powrotu do sprawności funkcjonalnej.
- Przesiewanie: Zapewnia powtarzalną platformę do oceny skuteczności związków u starszych myszy.
- Analityka: Umożliwia ilościowy pomiar deficytów neurologicznych oraz wskaźników przeżywalności.
- Badania translacyjne: Łączy wyniki przedkliniczne z zastosowaniami klinicznymi poprzez uwzględnienie procesów starzenia i opóźnionej reperfuzji.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje ustandaryzowany, powtarzalny model dla różnorodnych programów badawczych nad udarem.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w badaniach nad rekonwalescencją po udarze.
- Wartość operacyjna: Poprawia powtarzalność, standaryzację i skalowalność w ramach zespołów badawczych.
- Wartość strategiczna: Usprawnia decyzje typu go/no-go oraz efektywność kapitałową poprzez umożliwienie rzetelnej oceny przedklinicznej.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację kandydatów neuroprotekcyjnych i wspomagających regenerację w oparciu o ocenę ryzyka.
Uwagi dotyczące implementacji
- Wymaga doświadczenia w technikach mikrochirurgicznych i ocenie neurologicznej u gryzoni.
- Wymaga dostępu do instrumentarium chirurgicznego i infrastruktury do testów behawioralnych.
- Wymaga standaryzacji protokołów okluzji i miar wyników pomiędzy zespołami.
- Można dostosować do różnych czasów trwania niedokrwienia i harmonogramów interwencji terapeutycznych.
- Ograniczenia obejmują częściowe modelowanie heterogeniczności udarów u ludzi oraz konieczność dalszej walidacji w konkretnych kontekstach.
