Djurmodell av ischemisk stroke

Djurmodeller av ischemisk stroke är procedurer som inducerar cerebral ischemi . Syftet är studiet av grundläggande processer eller potentiella terapeutiska ingrepp i denna sjukdom, och utvidgningen av den patofysiologiska kunskapen om och/eller förbättringen av medicinsk behandling av human ischemisk stroke. Ischemisk stroke har en komplex patofysiologi som involverar samspelet mellan många olika celler och vävnader såsom neuroner , glia , endotel och immunsystemet . Dessa händelser kan ännu inte efterliknas på ett tillfredsställande sätt in vitro . En stor del av strokeforskningen bedrivs således på djur.

Översikt

Flera modeller i olika arter är för närvarande kända för att producera cerebral ischemi. Globala ischemimodeller, både kompletta och ofullständiga, tenderar att vara lättare att utföra. De är dock mindre omedelbart relevanta för human stroke än de fokala strokemodellerna, eftersom global ischemi inte är ett vanligt inslag i human stroke. Men i olika sammanhang är global ischemi också relevant, t.ex. vid global anoxisk hjärnskada på grund av hjärtstillestånd. Olika arter varierar också i sin mottaglighet för de olika typerna av ischemiska förolämpningar. Ett exempel är gerbiler . De har inte en cirkel av Willis och stroke kan induceras av enbart ocklusion av vanlig halspulsåder.

Mekanismer för att inducera ischemisk stroke

Några av de mekanismer som har använts är:

  • Fullständig global ischemi
    • Halshuggning
    • Aorta/vena cava ocklusion
    • Extern halsband eller manschett
    • Hjärtstopp
  • Ofullständig global ischemi
    • Blödning eller hypotoni
    • Hypoxisk ischemi
    • Intrakraniell hypertoni och ocklusion av vanlig halspulsåder
    • Tvåkärlsocklusion och hypotoni
    • Fyra kärl ocklusion
    • Ensidig ocklusion av gemensamma halspulsåder (endast hos vissa arter)
  • Fokal cerebral ischemi
    • Endotelin-1-inducerad sammandragning av artärer och vener
    • Tilltäppning av mellersta cerebral artär
    • Spontan hjärninfarkt (hos spontant hypertensiva råttor)
    • Makrosfärembolisering
  • Multifokal cerebral ischemi
    • Blodpropp embolisering
    • Mikrosfärembolisering
    • Fototrombos

Hypoxiska ischemimodeller

En av de mest använda djurmodellerna för hypoxisk ischemi beskrevs ursprungligen av Levine 1960 och förfinades senare av Rice et al., 1981. Detta tillvägagångssätt är användbart för att studera hypoxisk ischemi i den utvecklande hjärnan, eftersom nyfödda råttungar används i den här modellen. Kortfattat genomgår 7 dagar gamla råttungar en permanent unilateral halspulsåderligering med en efterföljande 3 timmars exponering för en hypoxisk miljö (8 % syre). Denna modell skapar en unilateral infarkt i hemisfären ipsilateralt till ligeringen, eftersom hypoxi enbart är undertröskeln för skada vid denna ålder. Skadeområdet är vanligtvis koncentrerat till periventrikulära områden i hjärnan, särskilt kortikala och hippocampala områden.

Fokal ischemi modeller

De är indelade i tekniker inklusive reperfusion av den ischemiska vävnaden (transient fokal cerebral ischemi) och de utan reperfusion (permanent fokal cerebral ischemi). Följande modeller är etablerade:

  • Endotelin-1-inducerad sammandragning av artärer och vener
  • Mellersta cerebral artär ocklusion (MCAO)
    • MCAO undviker kraniotomi
      • Embolisk ocklusion av mellersta cerebral artär
      • Endovaskulär filament ocklusion av mellersta cerebral artär (övergående eller permanent)
    • MCAO som involverar kraniotomi
      • Permanent transkraniell mellersta cerebral artärocklusion
      • Övergående transkraniell mellersta cerebral artärocklusion
  • Direkt vävnadsskada
    • Cerebrokortikal fototrombos

Endotelin-1-inducerad sammandragning av artärer och vener

Endotelin-1 är en potent vasokonstriktor som produceras endogent under ischemisk stroke och som bidrar till total förlust av celler och funktionshinder. Exogent endotelin-1 kan också användas för att inducera stroke och celldöd efter ihållande vasokonstriktion med reperfusion. Det kan mikroinjiceras för att inducera fokal stroke i små vävnadsvolymer (t.ex. kortikal grå substans, vit substans eller subkortikal vävnad) eller efter injektion nära den mellersta cerebrala artären . Det används ofta som en modell för fokal stroke för att utvärdera kandidatpro-regenerativa terapier. En fördel med denna modell av stroke är att den orsakar mycket reproducerbara infarkter. En annan fördel är att den kan användas på äldre råttor med endast mycket låg dödlighet.

Embolisk ocklusion av mellersta cerebral artär

mellersta cerebral artär (MCA) uppnås i denna modell genom att injicera partiklar som blodproppar (trombembolisk MCAO) eller konstgjorda sfärer i halspulsådern hos djur som en djurmodell av ischemisk stroke. Trombembolisk MCAO uppnås antingen genom att injicera blodproppar som bildades in vitro eller genom endovaskulär instillation av trombin för in situ koagulering. Den trombemboliska modellen ligger närmast patofysiologin för human kardioembolisk stroke. När sfärer injiceras i hjärncirkulationen bestämmer deras storlek mönstret för hjärninfarkt: Makrosfärer (300–400 µm) inducerar infarkter liknande de som uppnås genom ocklusion av den proximala MCA, medan mikrosfärinjektion (~ 50 µm) resulterar i distal, diffus emboli. Kvaliteten på MCAO – och därmed volymen av hjärninfarkter – är dock mycket varierande, ett faktum som förvärras ytterligare av en viss hastighet av spontan lys av injicerade blodproppar.

Endovaskulär filament ocklusion av mellersta cerebrala artären

Tekniken för endovaskulär filament (intraluminal sutur) MCAO som en djurmodell av ischemisk stroke beskrevs först av Koizumi. Det appliceras på råttor och möss. En bit kirurgisk filament förs in i den inre halspulsådern och förs vidare tills spetsen blockerar ursprunget till den mellersta cerebrala artären , vilket resulterar i ett upphörande av blodflödet och efterföljande hjärninfarkt i dess försörjningsområde. Om suturen tas bort efter ett visst intervall uppnås reperfusion (transient MCAO); om glödtråden lämnas på plats är proceduren också lämplig som modell av permanent MCAO. Den vanligaste modifieringen är baserad på Longa (1989) som beskrev filamentintroduktion via den externa halspulsådern , vilket möjliggör stängning av accesspunkten med bevarad blodtillförsel via den gemensamma och inre halspulsådern till hjärnan efter avlägsnandet av filamentet. Kända fallgropar med denna metod är otillräcklig ocklusion, subaraknoidal blödning , hypertermi och nekros av den ipsilaterala extrakraniella vävnaden. Filament MCAO är inte tillämpligt på alla råttstammar .

Permanent transkraniell mellersta cerebral artärocklusion

I denna djurmodell av ischemisk stroke dissekeras den mellersta cerebrala artären (MCA) kirurgiskt och tilltäpps därefter permanent, t.ex. genom elektrokauterisering eller ligering . Ocklusion kan utföras på den proximala eller distala delen av MCA. I den senare är ischemisk skada begränsad till hjärnbarken . MCAO kan kombineras med temporal eller permanent ocklusion av halspulsådern . Dessa modeller kräver en liten kraniotomi .

Övergående transkraniell mellersta cerebral artärocklusion

Tekniken att modellera ischemisk stroke genom transient transkraniell MCAO liknar den för permanent transkraniell MCAO, där MCA reperfunderas efter en definierad period av fokal cerebral ischemi. Liksom permanent MCAO krävs kraniotomi och av gemensamma halspulsåder (CCA) kan kombineras. Att ockkludera en MCA och båda CCA kallas ocklusionsmodellen med tre kärl för fokal cerebral ischemi.

Cerebrokortikal fototrombos

Fototrombotiska modeller av ischemisk stroke använder lokal intravaskulär fotokoagulation av avgränsade kortikala områden. Efter intravenös injektion av ljuskänsliga färgämnen som rosenbengal bestrålas hjärnan genom skallen via ett litet hål eller ett förtunnat kranialfönster, vilket leder till fotokemisk ocklusion av de bestrålade kärlen med sekundär vävnadsischemi. Detta tillvägagångssätt föreslogs ursprungligen av Rosenblum och El-Sabban 1977, och förbättrades av Watson 1985 i råtthjärnan. Denna metod har även anpassats för användning på möss.

Se även

Referenser

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Animal_model_of_ischemic_stroke&oldid=1107191298 "