Dyremodel for iskæmisk slagtilfælde - Animal model of ischemic stroke

Dyremodeller for iskæmisk slagtilfælde er procedurer, der inducerer cerebral iskæmi . Målet er studiet af grundlæggende processer eller potentielle terapeutiske indgreb i denne sygdom og udvidelse af den patofysiologiske viden om og / eller forbedring af medicinsk behandling af human iskæmisk slagtilfælde. Iskæmisk slagtilfælde har en kompleks patofysiologi, der involverer samspillet mellem mange forskellige celler og væv såsom neuroner , glia , endotel og immunsystemet . Disse begivenheder kan ikke efterlignes tilfredsstillende in vitro endnu. Således udføres en stor del af slagtilfældeforskning på dyr.

Oversigt

Flere modeller i forskellige arter er i øjeblikket kendt for at producere cerebral iskæmi. Globale iskæmimodeller, både komplette og ufuldstændige, har tendens til at være lettere at udføre. De er dog mindre umiddelbart relevante for humant slagtilfælde end modellerne for fokale slagtilfælde, fordi global iskæmi ikke er et almindeligt træk ved human slagtilfælde. I forskellige indstillinger er global iskæmi imidlertid også relevant, f.eks. I global anoxisk hjerneskade på grund af hjertestop. Forskellige arter varierer også i deres modtagelighed for de forskellige typer iskæmiske fornærmelser. Et eksempel er gerbils . De har ikke en Willis-cirkel, og slagtilfælde kan induceres af almindelig halspulsårens okklusion alene.

Mekanismer til at inducere iskæmisk slagtilfælde

Nogle af de anvendte mekanismer er:

  • Komplet global iskæmi
    • Halshugning
    • Aorta / vena cava okklusion
    • Udvendigt nakkestykke eller manchet
    • Hjertestop
  • Ufuldstændig global iskæmi
    • Blødning eller hypotension
    • Hypoksisk iskæmi
    • Intrakraniel hypertension og almindelig carotisarterie okklusion
    • To-kar okklusion og hypotension
    • Fire-kar okklusion
    • Ensidig almindelig carotisarterieokklusion (kun i nogle arter)
  • Fokal cerebral iskæmi
    • Endothelin-1-induceret indsnævring af arterier og vener
    • Midterste hjernearterie okklusion
    • Spontan hjerneinfarkt (hos spontant hypertensive rotter)
    • Makrosfæren embolisering
  • Multifokal cerebral iskæmi
    • Embolisering af blodprop
    • Microsphere embolisering
    • Fototrombose

Modeller med hypoxisk iskæmi

En af de mest anvendte dyremodeller for hypoxisk iskæmi blev oprindeligt beskrevet af Levine i 1960 og senere raffineret af Rice et al., I 1981. Denne fremgangsmåde er nyttig til at undersøge hypoxisk iskæmi i hjernen, der udvikler sig, da nyfødte rotteunger anvendes i denne model. Kort fortalt gennemgår 7 dage gamle rotteunger en permanent ensidig halspulsårligering med en efterfølgende 3 timers eksponering for et hypoxisk miljø (8% ilt). Denne model skaber en ensidig infarkt i halvkuglen ipsilateral til ligeringen, da hypoxi alene er undertærskel for skade i denne alder. Området med skade er typisk koncentreret i periventrikulære områder i hjernen, især kortikale og hippocampale områder.

Fokale iskæmimodeller

De er opdelt i teknikker, herunder reperfusion af det iskæmiske væv (transient focal cerebral ischemia) og dem uden reperfusion (permanent focal cerebral ischemia). Følgende modeller er etableret:

  • Endothelin-1-induceret indsnævring af arterier og vener
  • Middle cerebral arterie okklusion (MCAO)
    • MCAO undgår kraniotomi
      • Embolisk mellem cerebral arterie okklusion
      • Endovaskulær filament midt cerebral arterie okklusion (forbigående eller permanent)
    • MCAO involverer kraniotomi
      • Permanent transkraniel mellem cerebral arterie okklusion
      • Transient transcranial mellemste hjernearterie okklusion
  • Direkte vævsskade
    • Cerebrokortikal fototrombose

Endothelin-1-induceret indsnævring af arterier og vener

Endothelin-1 er en potent vasokonstriktor, der produceres endogent under iskæmisk slagtilfælde, og som bidrager til det samlede tab af celler og handicap. Eksogent endothelin-1 kan også anvendes til at inducere slagtilfælde og celledød efter vedvarende vasokonstriktion med reperfusion. Det kan mikroinjiceres for at inducere fokal slagtilfælde i små vævsvolumener (f.eks. Kortikal grå substans, hvidt stof eller subkortisk væv) eller efter injektion nær den midterste cerebrale arterie . Det bruges ofte som en model for fokal slagtilfælde til at evaluere kandidat-pro-regenerative terapier. En fordel ved denne model af slagtilfælde er, at den forårsager meget reproducerbare infarkter. En anden fordel er, at den kan bruges til ældre rotter med kun meget lav resulterende dødelighed.

Embolisk mellem cerebral arterie okklusion

Midterste cerebral arterie (MCA) okklusion opnås i denne model ved at injicere partikler som blodpropper (trombembolisk MCAO) eller kunstige sfærer i halspulsåren hos dyr som en dyremodel for iskæmisk slagtilfælde. Trombembolisk MCAO opnås enten ved at injicere blodpropper, der blev dannet in vitro eller ved endovaskulær instillation af thrombin til koagulation in situ. Den trombemboliske model er tættest på patofysiologien af ​​humant kardioembolisk slagtilfælde . Når der injiceres kugler i hjernecirkulationen, bestemmer deres størrelse mønsteret for hjerneinfarkt: Makrokugler (300-400 µm) inducerer infarkter svarende til dem, der opnås ved okklusion af den proksimale MCA, mens mikrosfære (~ 50 µm) injektion resulterer i distal, diffus emboli. Imidlertid er kvaliteten af ​​MCAO - og dermed volumenet af hjerneinfarkter  - meget variabel, en kendsgerning, der yderligere forværres af en vis grad af spontan lysis af injicerede blodpropper.

Endovaskulær filament midt cerebral arterie okklusion

Teknikken med endovaskulær filament (intraluminal sutur) MCAO som en dyremodel for iskæmisk slagtilfælde blev først beskrevet af Koizumi. Det påføres rotter og mus. Et stykke kirurgisk glødetråd introduceres i den indre halspulsårer og videresendes, indtil spidsen lukker oprindelsen til den midterste hjernearterie , hvilket resulterer i en ophør af blodgennemstrømningen og efterfølgende hjerneinfarkt i dets leveringsområde. Hvis suturen fjernes efter et bestemt interval, opnås reperfusion (forbigående MCAO); hvis glødetråden efterlades på plads, er proceduren også egnet som model for permanent MCAO. Den mest almindelige ændring er baseret på Longa (1989), der beskrev introduktion af glødetråd via den eksterne halspulsår , hvilket muliggør lukning af adgangspunktet med bevaret blodforsyning via den fælles og indre halspulsåren til hjernen efter fjernelse af glødetråden. Kendte faldgruber ved denne metode er utilstrækkelig okklusion, subaraknoid blødning , hypertermi og nekrose af det ipsilaterale ekstrakraniale væv. Filament MCAO er ikke gældende for alle rotte -stammer .

Permanent transkraniel mellem cerebral arterie okklusion

I denne dyremodel af iskæmisk slagtilfælde dissekeres den midterste hjernearterie (MCA) kirurgisk og lukkes derefter permanent, f.eks. Ved elektrokauteri eller ligering . Okklusion kan udføres på den proximale eller distale del af MCA. I sidstnævnte er iskæmisk skade begrænset til hjernebarken . MCAO kan kombineres med tidsmæssig eller permanent fælles halspulsårens okklusion. Disse modeller kræver en lille kraniotomi .

Transient transcranial mellemste hjernearterie okklusion

Teknikken til modellering af iskæmisk slagtilfælde ved forbigående transcranial MCAO svarer til teknikken til permanent transcranial MCAO, hvor MCA'en genrefusioneres efter en defineret periode med fokal cerebral iskæmi . Ligesom permanent MCAO kræves kraniotomi, og fælles karotidarterie (CCA) okklusion kan kombineres. Ophævelse af en MCA og begge CCA'er omtales som okklusionsmodellen med tre kar for fokal cerebral iskæmi .

Cerebrokortikal fototrombose

Fototrombotiske modeller for iskæmisk slagtilfælde bruger lokal intravaskulær fotokoagulation af omskrevne kortikale områder. Efter intravenøs injektion af lysfølsomme farvestoffer som rosenbengal bestråles hjernen gennem kraniet via et lille hul eller et tyndt kranialvindue, hvilket fører til fotokemisk okklusion af de bestrålede kar med sekundær vævsiskæmi. Denne tilgang blev oprindeligt foreslået af Rosenblum og El-Sabban i 1977 og forbedret af Watson i 1985 i rottehjernen. Denne metode er også blevet tilpasset til brug hos mus.

Se også

Referencer

Referencer