Ein präklinisches Modell der Sepsis-induzierten Myopathie mit Nichtanwendung bei Mäusen

Zusammenfassung

Dieses Mausmodell kombiniert einen septischen Insult mit dem Ausfall der Hintergliedmaßenmuskulatur, um das bettlägerige Merkmal des typischen septischen Patienten zu rekapitulieren. Das Modell stellt eine deutliche Abkehr von früheren Modellen zur Untersuchung von Muskelfunktionsstörungen bei Sepsis dar und ist ein reproduzierbarer Ansatz zur Behandlung dieser Erkrankung.

Zusammenfassung

Sepsis ist eine der Hauptursachen für Todesfälle im Krankenhaus. Verbesserungen in der Behandlung führen zu einer größeren Anzahl von Sepsis-Überlebenden. Etwa 75 % der Überlebenden entwickeln Muskelschwäche und -atrophie, was die Häufigkeit von Krankenhauseinweisungen und die Mortalität erhöht. Die verfügbaren präklinischen Modelle der Sepsis befassen sich jedoch nicht mit der Nichtbenutzung der Skelettmuskulatur, einer Schlüsselkomponente für die Entwicklung der Sepsis-induzierten Myopathie. Unser Ziel in diesem Protokoll ist es, eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für ein Mausmodell zu erstellen, das die klinische Umgebung eines bettlägerigen septischen Patienten reproduziert. Für die Entwicklung dieses Modells wurden männliche C57Bl/6-Mäuse verwendet. Die Mäuse wurden einer Zölligatur und -punktion (CLP) unterzogen, um eine Sepsis zu induzieren. Vier Tage nach der CLP-Behandlung wurden die Mäuse sieben Tage lang einer Suspension der Hintergliedmaßen (HLS) unterzogen. Die Ergebnisse wurden mit scheingleichen Operationen und/oder Tieren mit normaler Ambulation (NA) verglichen. Die Muskeln wurden für in vitro Muskelmechanik und morphologische Untersuchungen präpariert. Das Modell führt zu ausgeprägter Muskelatrophie und -schwäche, ein ähnlicher Phänotyp, der bei septischen Patienten beobachtet wird. Das Modell stellt eine Plattform dar, um potenzielle therapeutische Strategien zur Linderung der Sepsis-induzierten Myopathie zu testen.

Einleitung

Sepsis ist eine lebensbedrohliche Erkrankung, die auf eine überaktive Immunantwort zurückzuführen ist, die sich negativ auf mehrere Organsysteme auswirkt und zu einer großen Belastung für die Gesundheitssysteme weltweit führt¹. In jüngster Zeit ist die mit Sepsis verbundene Mortalität im Krankenhaus aufgrund eines verbesserten Managements der Intensivstation (ICU) gesunken ^1,2. Etwa 75 % der Patienten, die den anfänglichen septischen Insult überleben, entwickeln jedoch eine Atrophie der Skelettmuskulatur (z. B. Verkleinerung der Querschnittsfläche) und ....

Protokoll

Die Verfahren wurden von der IACUC der University of Florida (#202200000227) überprüft und genehmigt. Für die vorliegende Studie wurden männliche C57BL/6J-Mäuse im Alter von 17 Wochen mit einer Körpermasse von 27 g bis 34 g verwendet. Die experimentellen Verfahren und der Zeitplan, die in diesem Protokoll skizziert sind, sind in Abbildung 1 dargestellt. Wie bereits erwähnt, erstreckt sich das Protokoll über insgesamt 11 Tage. Die Tiere werden an Tag 0 einer Überlebensoperation (CLP/Sham) unterzogen, gefolgt von vier Tagen mit Flüssigkeit und schmerzstillender Unterstützung. An Tag 4 beginnen die Tiere mit....

Diskussion

Das aktuelle Protokoll enthält technische Richtlinien für die Implementierung eines neuen präklinischen Modells der Sepsis-induzierten Myopathie. Alle Materialien und wichtigen Schritte für die Reproduktion des Modells sind ausführlich beschrieben. Dieser Ansatz kann die bei septischen Patienten beobachtete Skelettmuskeldysfunktion reproduzieren, was die Rolle des Nichtgebrauchs als entscheidende Komponente bei der Verschlechterung der Myopathie hervorhebt. Bisher wurde in der Mehrz.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
4-0 Ethicon Coated Vicryl	Ethicon	D5792	Absorbable suture used for closure of muscle layer and for ligation of the cecum.
4-0 Ethilon Black 18"	Ethicon	662G	Non absorbable suture for closure of the skin layer.
BD  PrecisionGlide Needle 26-28 G	BD	305136 for 27g needle	Needle for puncturing the cecum.
C57BL/6J mice	Jackson Laboratory	strain #000664
Cotton Tipped Applicators	Puritan	S-18991	Swabs for topical application of iodine.
Cryostat	(Leica CM1950)
Dynarex Povidone Iodine Prep Solution	Dynarex	1415	Topical Antiseptic Liquid for Skin and Mucosa
Ethanol 200 Proof (100%)	Fisher Scientific		To make 70% ethanol for cleaning skin.
Hindlimb Suspension Cages	Custom Made	N/A	These custom made cages will be highlighted in the video recordings of the MS.
Optixcare Eye Lube	Optixcare		Eye lube for protection during survival surgery.
Scalpel blades #11	Fine Science		Blade used to make incisions on skin and muscle.
Skin-Trac	Zimmer	736579	Foam tape for fixing the tail to the suspension apparatus.
SomnoSuite Low-Flow Digital Vaporizer	Kent Scientific Corporation	SS-01	Vaporizer for Isoflurane Anesthesia
Tissue bath apparatus	Aurora Scientific	Model 800A, Dual Mode Muscle Lever 300C