Nous tenons à remercier Mme Caroline Robertson pour la voix-off et Mme Elena Pirovano pour son aide dans la production vidéo. Cette étude a été soutenue par l&#39;Université de Milano Bicocca, &quot;Fondo di Ateneo 2011&quot;.

1. Comment faire le porte-sonde (site unique ou multi-sites) <ol><li> Les matériaux nécessaires sont en caoutchouc naturel, petits tubes en plastique et un stylet métallique. Le support de sonde peuvent être personnalisés pour la taille de l&#39;animal, le nombre et la taille des sondes Doppler à laser, et le territoire vasculaire cérébral qui doit être surveillée. </li><li> Couper le caoutchouc naturel de la taille adéquate (environ 10 mm x 10 mm pour un rat 300 g). </li><li> Marquer la position de la sonde (s) et le bregma sur le caoutchouc naturel, selon les coordonnées stéréotaxiques désirées, par occlusion de l&#39;artère cérébrale moyenne, les coordonnées typique pour le noyau ischémique sont attendus au bregma -1 mm, 5 mm en dehors de la ligne médiane, pour un territoire borderzone périphérique ischémique, les coordonnées peuvent être attendus au bregma +2 mm, 2 mm latéralement à la ligne médiane. </li><li> Marquer très clairement la position du bregma avec un X, c&#39;est le point de repère pour fixer le support de sonde sur le crâne. &lt;/ Li&gt; <li> Insérez le stylet dans un petit tube en plastique (sa taille doit correspondre à la taille de la sonde). </li><li> Insérer le mandrin dans le caoutchouc naturel à l&#39;endroit où la sonde doit être placée; pousser le stylet dans le caoutchouc jusqu&#39;à ce que le tube en matière plastique a été inséré dans le caoutchouc trop. </li><li> Retirez le stylet. </li><li> Si plusieurs sondes sont nécessaires, répétez les étapes 1.5 à 1.7 pour les positions de la sonde autres. </li><li> En option pour de multiples sondes: enrouler un ruban autour des tubes en matière plastique pour assurer une meilleure stabilisation des sondes. </li><li> En option: la stérilisation chimique des supports de sondes plusieurs pour des utilisations futures. </li></ol> 2. Préparation préopératoire <ol><li> MCAO course modèle est généralement effectuée sous forme d&#39;une chirurgie de survie. Dans ce cas, comme le montre notre vidéo (temps de survie 24 heures après la chirurgie), le chirurgien utilise une technique aseptique avec des instruments stérilisés et des fournitures. </li><li> Anesthésier le rat avec de l&#39;isoflurane (inductio 3%n phases, la maintenance 1,5%). </li><li> Placez le rat en décubitus ventral sur la table d&#39;opération. </li><li> Doucement raser la tête du rat. </li><li> Appliquer une solution antiseptique pour une compresse de gaze et désinfecter la peau. </li><li> Administrer lidocaïne 2% à 5 mg / kg par voie sous cutanée dans la région crânienne. </li></ol> 3. Positionnement de la sonde et sécurisation sur le crâne intact <ol><li> Faire une incision paramédiane droite la peau (pour la droite MCAO) et disséquer le tissu sous-cutané pour atteindre l&#39;aponévrose crânienne (galea aponeurotica). </li><li> Faire une incision paramédiane droite de l&#39;interface client crânienne et effectuer la dissection mousse pour atteindre l&#39;os du crâne; préparer une zone de l&#39;os du crâne qui est assez grand pour l&#39;application du porte-sonde. </li><li> S&#39;il vous plaît noter: pas besoin de forage ou d&#39;amincissement des os. </li><li> Appliquer la solution merbromine pour désinfecter et sécher la surface du crâne. </li><li> Utilisez un sèche-cheveux (réglé sur l&#39;air froid) afin d&#39;accélérer le séchage de la surface du crâne. </li&gt; <li> À ce stade, les sutures crâniennes et le bregma sont clairement visibles. </li><li> Personnaliser le porte-sonde en coupant les bords avec des ciseaux stériles. </li><li> Appliquez une petite quantité de colle chirurgicale (cyanoacrylate, vétérinaire agréé) à la surface sous le support de la sonde, en évitant soigneusement l&#39;ouverture inférieure des tubes en plastique (s&#39;il vous plaît noter: si une quantité importante de colle entre la surface optique de la sonde et le crâne, ce qui peut produire un signal faible et risque d&#39;endommager la sonde après plusieurs utilisations). </li><li> Appliquer le support de sonde à la surface du crâne, soigneusement correspondant au bregma avec le repère X. Appliquez une légère pression sur le porte-sonde. </li><li> Utilisez un sèche-cheveux (réglé sur l&#39;air froid) afin d&#39;accélérer le séchage de la colle chirurgicale. </li><li> Fixez le support de sonde en attachant un fil chirurgical autour du porte-sonde et la tête de l&#39;animal; faire attention à positionner le fil chirurgical au cours de la mandibule, en évitant la région sous-maxillaire et ee cou. </li><li> En option: remplir le tube (s) du porte-sonde avec un gel optique (par exemple, une échographie ou un gel commune électrocardiographie), ce qui augmentera la qualité du signal LD. </li><li> Placer la sonde (s) dans le support de sonde et vérifier la lecture réelle du débitmètre LD. Utilisez le débitmètre LD selon les instructions du fabricant. </li><li> Fixer la sonde (s) en les attachant autour de la tête de l&#39;animal; faire attention à positionner le fil chirurgical au cours de la mandibule, en évitant la région sous-maxillaire et du cou. </li></ol> 4. Surveillance perfusion cérébrale cours MCAO <ol><li> Placez le rat en décubitus dorsal, en évitant soigneusement les forces de traction sur la sonde (s) ou porte-sonde. </li><li> Début de surveillance au cours de la perfusion cérébrale MCAO. </li></ol> 5. Titulaire retrait de la sonde (s) et de la sonde <ol><li> Couper les fils de suture autour de la sonde (s), le porte-sonde et la tête de l&#39;animal. </li><li> Doucement émousser disséquer les tissus mous du crâne et la peau autour de la base de caoutchouc naturel du porte-sonde. </li><li> Retirez le support de sonde. </li><li> Appliquer une solution antiseptique à la surface du crâne. </li><li> Suturer la peau du crâne. </li></ol> 6. Soins post-opératoires <ol><li> Administrer 2,5 ml de solution saline sous-cutanée pour prévenir la déshydratation et conserver la chaleur animale au moyen d&#39;un coussin chauffant après l&#39;arrêt de l&#39;anesthésie gazeuse. </li><li> Pour la chirurgie de survie: une analgésie préventive avec kétoprofène 4 mg / kg par voie sous cutanée et répétez la même dose à 12 h post-opératoire </li><li> Dans nos conditions expérimentales, l&#39;euthanasie a été effectuée à 24 h post-opératoire par inhalation de CO 2. </li></ol>

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Le financement de la production de cette vidéo a été fourni par l&#39;article Moor Instruments Ltd (Axminster, Devon, Royaume-Uni), qui produit les instruments laser Doppler présentés dans notre étude expérimentale. Le protocole expérimental a été approuvé par le Comité de protection des animaux de l&#39;Université de Milano Bicocca, en conformité avec les directives nationales sur l&#39;utilisation des animaux de laboratoire (DL 116/1992) et la directive de l&#39;Union européenne pour l&#39;expérimentation animale (2010/63/UE ), sous licence de projet (n. 219/2011-B) du ministère italien de la Santé.

Nous avons développé en interne un système simple et peu coûteux pour une fixation sûre de l&#39;une ou plusieurs double-fibres (pénétration profonde) sondes LD au crâne intact du rat au cours de la procédure MCAO. Même s&#39;il semble un problème trivial, l&#39;obtention d&#39;une fixation fiable de la sonde de LD au crâne est en fait un problème majeur dans ce cadre expérimental, puisque c&#39;est la condition sine qua non pour un signal de détection lisse et un bon suivi de la perfusion cérébrale. Les procédures invasives, comme les trous de trépan et vis à os, le plus souvent de prolonger la durée de la chirurgie et d&#39;introduire davantage de variables expérimentales liées à la craniotomie, ce qui peut décourager les chercheurs et les s&#39;abstenir d&#39;utiliser la surveillance LD. D&#39;autre part, l&#39;utilisation de la fibre unique (faible pénétration) des sondes, qui sont plus minces et relativement facile d&#39;être collé directement sur la surface du crâne, donne mauvaise qualité du signal et ne peut pas être utilisée de manière fiable avec des rats adultes sans percer ni fluidifier le crâne. Nous avons utilisé des matériaux simples et peu coûteux, tels que le caoutchouc naturel, des tubes en plastique et un stylet métallique. Un support de sonde sur mesure peut être réalisée en quelques minutes et adaptée aux conditions expérimentales. Ces supports de sondes peut accueillir une ou plusieurs sondes de pénétration profonde LD, pour la surveillance du site classique unique sur le noyau ischémique ou plusieurs sites de surveillance dans les différents territoires artériels dans le même hémisphère ou dans les deux hémisphères. De nombreux supports de sondes pourraient être produites, stérilisé chimiquement, et stockés pour une utilisation future. Vétérinaire agréé colle chirurgicale (cyanoacrilate), accélérée par l&#39;air froid, est utilisé pour fixer le support de sonde sur la surface du crâne intact rat, selon les coordonnées désirées crâniens. Enfin, la sonde mise en place est en outre maintenue en place par des sutures communs. Le temps global de cette sonde LD set-up, après avoir maîtrisé cette technique, est d&#39;environ 10 min. Comme le montre in cette vidéo, nous avons l&#39;habitude de surveiller la perfusion cérébrale dans le territoire central MCA (LD sonde 1: noyau ischémique) et dans le territoire périphérique MCA (LD sonde 2: principalement une zone de pénombre). Dans notre étude récente, nous avons montré que la variabilité des changements du flux sanguin dans LD sonde 2 (moyenne 52% ± 16% SD, par rapport à la ligne de base) est plus élevé par rapport à la sonde LD 1 (moyenne 31% ± 6% SD, par rapport à la de référence) et peut être utilisée pour prédire 4 Résultat course. Nous pouvons fournir quelques conseils de dépannage pour les chercheurs qui souhaitent utiliser notre propre système développé. Au début de l&#39;expérience, veillez à bien sécher la surface du crâne (avec merbromine et l&#39;air froid) avant de fixer le support de la sonde pour éviter le décollement prématuré. En outre, veiller à appliquer la colle sur le caoutchouc naturel, en évitant le contact avec l&#39;extrémité ouverte du tube de matière plastique et la surface optique de la sonde LD, pour empêcher signal faible et risque d&#39;endommagement de la sonde. Lorsque attacher le fil de suture autour de la tête de l&#39;animal, être prudent afin d&#39;éviter l&#39;obstruction des voies aériennes (ceci est empêché par le positionnement de la suture de l&#39;os mandibulaire). Après le positionnement et la fixation des sondes, veiller à ne pas les câbles des sondes de traction dans les virages de l&#39;animal en décubitus dorsal pour la chirurgie cervicale; cette étape nécessite habituellement deux personnes, une personne tenant l&#39;animal et une deuxième personne détenant les câbles des sondes et doucement en les positionnant dans la position souhaitée. Enfin, la contamination du sang éventuelle de la sonde bi-fibre LD est facilement géré en suivant les instructions de nettoyage fournies par le fabricant. Notre système optimisé pour la surveillance de la perfusion cérébrale, comme le montre cette vidéo, pourrait fournir une alternative plus facile, plus rapide et plus fiable pour la sonde mise en place des systèmes qui sont actuellement vendus par des sociétés commerciales dans ce domaine. En outre, nous pensons que l&#39;utilisation de ce système par d&#39;autres chercheurs peuvent améliorer le goujony du hémodynamique cérébrale dans le domaine expérimental course, menant à l&#39;élaboration d&#39;une nouvelle génération de produits thérapeutiques collatérales cérébrales.

Recherche translationnelle sur les facteurs hémodynamiques concernant la physiopathologie et thérapie course doit être mis en œuvre, depuis cette importante question est souvent paradoxalement négligé par les études de recherche de base 1. Suivi la perfusion cérébrale est un outil essentiel, mais sous-utilisé, pour la modélisation précise course ischémique 2. Mis à part la confirmation de l&#39;occlusion vasculaire artérielle et de l&#39;exclusion de 3 hémorragie méningée, une surveillance continue de perfusion cérébrale peuvent fournir des données utiles sur le degré et la cohérence de déficit de perfusion, l&#39;état fonctionnel des vaisseaux collatéraux intracrâniennes et l&#39;effet hémodynamique de nouvelles approches thérapeutiques. Une étude récente de notre groupe montrent que la surveillance hémodynamique multi-sites peuvent être utilisés pour évaluer la circulation collatérale intracrânienne et peuvent prédire la taille de l&#39;infarctus et déficit fonctionnel 4. Ces résultats expérimentaux sont consistent avec des études cliniques qui ont montré que les performances fonctionnelles de la circulation collatérale cérébrale est prédictif de la réponse clinique chez les patients avec AVC ischémique 5, 6. Pour cette raison, les collatérales cérébrales ont été préconisés comme une cible potentielle thérapeutique dans la phase aiguë de 7 accident vasculaire cérébral ischémique. Laser-Doppler (LD) instruments sont l&#39;outil le plus couramment utilisé pour mesurer la perfusion cérébrale dans l&#39;AVC ischémique expérimentale et leur utilisation est recommandée par les directives récentes sur ce thème 8. LD perfusion microvasculaire instruments de mesure dans un petit volume cortical, la profondeur du signal enregistré étant fonction de la largeur de séparation des fibres, avec deux sondes LD fibres permettant une pénétration plus profonde par rapport à des sondes individuelles de fibres LD 9. Les valeurs du flux sanguin sont exprimés en unités arbitraires de perfusion (PU) qui indiquent relative plutôt que la circulation sanguine cérébrale absolue. Calibration de PU est généralement effectuée usinnormes motilité g, selon les instructions du fabricant. LD débitmétrie permet une surveillance continue, dynamique et production de données quantitatives au sein de la même session. Parmi les problèmes techniques qui limitent actuellement l&#39;utilisation de LD, un enjeu majeur est d&#39;obtenir une fixation sûre et prolongée d&#39;une sonde de profondeur de pénétration laser Doppler au crâne animal. Cela est essentiel pour une surveillance prolongée et si plusieurs sondes sont utilisées pour différents territoires artériels cérébraux, comme nous jouons dans notre laboratoire. En particulier, allongement du temps opératoire est nécessaire si les sondes sont fixées à l&#39;aide de crâne trépanations crâniennes ou de vis, tandis que de mauvaise réception et de fixation non sécurisé se produit si seule fibre (faible pénétration) LD sondes sont fixées sur le crâne de la colle chirurgicale simple. Jumeaux de fibres (profondeur de pénétration) des sondes LD fournir un signal plus élevée et plus constante, mais elles sont plus grandes que les sondes à fibre unique et ne peut pas être àattachée à l&#39;aide d&#39;une colle chirurgicale crâne seulement. Dans cette vidéo, nous montrons notre système optimisé pour la surveillance de la perfusion cérébrale au cours occlusion transitoire de l&#39;artère cérébrale moyenne par le filament intraluminal chez le rat. Nous décrivons une méthode simple pour obtenir un système efficace, sur mesure, support à faible coût pour simple ou multiple bi-fibre (profondeur de pénétration) des sondes LD, être utilisé pour la surveillance prolongée de la perfusion cérébrale sur le crâne intact. La procédure chirurgicale pour MCAO transitoire chez le rat pourrait être vu dans la vidéo-article de Uluç et ses collègues 10 et n&#39;est pas représenté dans cette vidéo.

<table border="1"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td> Équipement </td></tr><tr><td> MoorVMS-LDF 2-canal Laser Doppler moniteur </td><td> Moor Instruments </td><td></td><td></td></tr><tr><td> VP12 sonde </td><td> Moor Instruments </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Réactif / Matériel </td></tr><tr><td> Taille Doccol filament recouvert de silicone 4-0, diamètre 0,39 mm avec revêtement </td><td> Doccol Corporation </td><td> 403956PK10 </td><td></td></tr><tr><td> Caoutchouc naturel, par exemple, les sucettes commun pour les nouveau-nés </td><td></td><td></td><td> Multiplefournisseurs </td></tr><tr><td> Métal stylet, par exemple de l&#39;aiguille 18 x épinière GA 90 mm </td><td></td><td></td><td> Plusieurs fournisseurs </td></tr><tr><td> Tubes en plastique, par exemple de la veine mis à diluer pour perfusion 25 x 20 mm GA </td><td></td><td></td><td> Plusieurs fournisseurs </td></tr><tr><td> Non absorbable suture, enduits, soie tressée </td><td></td><td></td><td> Plusieurs fournisseurs </td></tr><tr><td> Cyanoacrylate colle chirurgicale </td><td></td><td></td><td> Plusieurs fournisseurs </td></tr><tr><td> Isoflurane (100% v / v) à usage vétérinaire </td><td></td><td></td><td> Plusieurs fournisseurs </td></tr></tbody></table>

optimized system for cerebral perfusion monitoring in the rat stroke model of intraluminal middle cerebral artery occlusion

Le potentiel de translation de recherche pré-clinique AVC dépend de la précision de la modélisation expérimentale. Suivi la perfusion cérébrale dans des modèles animaux d&#39;AVC ischémique aigu permet de confirmer le succès occlusion artérielle et d&#39;exclure une hémorragie méningée. Surveillance perfusion cérébrale peut également être utilisée pour étudier la circulation collatérale intracrânienne, qui est en train de devenir un puissant déterminant de l&#39;issue accident vasculaire cérébral et une cible thérapeutique possible. En dépit d&#39;un rôle reconnu de la surveillance Laser Doppler perfusion dans le cadre des lignes directrices actuelles pour l&#39;ischémie cérébrale expérimentale, un certain nombre de difficultés techniques existent qui limite son utilisation à grande échelle. L&#39;un des problèmes majeurs est l&#39;obtention d&#39;un attachement sécurisant et prolongée d&#39;une sonde de profondeur de pénétration laser Doppler au crâne animal. Dans cette vidéo, nous montrons notre système optimisé pour la surveillance de la perfusion cérébrale au cours occlusion transitoire de l&#39;artère cérébrale moyenne par le filament intraluminal chez le rat. Nous j&#39;ai développén-maison d&#39;une méthode simple pour obtenir un support sur mesure pour bi-fibres (profondeur de pénétration) des sondes Doppler laser, qui permettent multi-sites de surveillance si nécessaire. Une surveillance continue et prolongée de la perfusion cérébrale pourrait facilement être obtenu sur le crâne intact.

Transitoire MCAO (60 min) a été induite par l&#39;insertion d&#39;un filament enduit de silicone dans l&#39;artère carotide externe. Le filament est alors poussé à travers l&#39;extrémité terminale de l&#39;artère carotide interne jusqu&#39;à l&#39;origine de la MCA, sous la surveillance LD. L&#39;artère carotide commune et l&#39;artère occluse pterygopalatin ont été transitoirement pendant l&#39;insertion du filament chirurgical. Une représentation schématique de la procédure chirurgicale est illustré à la figure 1A. Les coordonnées du crâne pour positionner les deux sondes LD ont été choisis en fonction du territoire sous-jacent artérielle. Des expériences préliminaires avec la perfusion de gélatine encre (figure 1B) ont montré que le noyau ischémique est attendue dans le territoire central MCA (bregma -1 mm à 5 mm de la ligne médiane; Sonde 1), tandis que la circulation collatérale est prévu sur le territoire borderzone entre le branches corticales de moyenne et antérieure artères cérébrales (bregma +2 mm, 2 mm de la ligne médiane; Sonde 2). Hémodynamique cérébrale a été étudiée à l&#39;aide multi-sites Laser Doppler sondes pendant toute la durée de l&#39;intervention chirurgicale, soit avant, pendant et après MCAO (Figure 2). Le déficit de perfusion cérébrale au cours de MCAO était plus petite et a montré un plus haut degré de variabilité de la sonde 2 par rapport à la sonde 1, suggérant différences inter-individuelles dans les performances fonctionnelles des collatéraux intracrâniennes dans des conditions ischémiques. Le site multi-laser Doppler surveillance permet également d&#39;étudier les changements hémodynamiques cérébrales pendant l&#39;occlusion proximale de l&#39;extra-crâniennes artères cérébrales (l&#39;artère carotide commune, carotide interne, artère pterygopalatin). Course résultat a été évaluée 24 heures après la reperfusion par volume de l&#39;infarctus, calculé sur 19 sections consécutives colorées avec du violet de crésyl (figure 3), et Garcia fonctionnelle neuroscore 11. Immunohistochimie spécifique pour les marqueurs associés à une lésion cérébrale ischémique a été effectuée, de façon à obtenir une distribution topographique de la perte neuronale (protéine associée aux microtubules 2, MAP2) et pénombre ischémique (protéine de choc thermique-70, Hsp70) par rapport à la surveillance hémodynamique multi-sites de la circulation intracrânienne (Figure 4). <img src="/files/ftp_upload/50214/50214fig1.jpg" alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50214/50214fig1highres.jpg"/> Figure 1. Surveillance au cours de la perfusion cérébrale intraluminale MCAO chez le rat. A. Représentation schématique de la procédure chirurgicale pour MCAO transitoire. Un filament enduit de silicone a été utilisé pour occlure l&#39;origine de la MCA, après avoir été introduit dans l&#39;artère carotide externe et poussé à travers l&#39;artère carotide interne. Proximaux des artères cervicales ont été soit ligaturé (artère carotide externe) ou transitoire occlusion (artère pterygopalatin et l&#39;artère carotide commune) au cours de la procéduredure. B. Un représentant du cerveau est affiché après la gélatine à l&#39;encre de coloration. Transcardiaque perfusion de solution de gélatine d&#39;encre ont été effectuées 60 minutes après le début de l&#39;ischémie, sans reperfusion. Le cerveau normalement perfusé a été souillé par de la gélatine d&#39;encre et est apparu comme de couleur grise avec des bateaux colorés en noir, tandis que la zone ischémique (non-perfusé) restent non colorées (de couleur rose). Coordonnées crâniennes pour positionner les deux sondes LD sont affichés. Sonde 1 = -1 mm à partir du bregma, 5 mm de la ligne médiane; Sonde 2 = +2 mm à partir du bregma, 2 mm de la ligne médiane. <img src="/files/ftp_upload/50214/50214fig2.jpg" alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50214/50214fig2highres.jpg"/> Figure 2. Cérébrales enregistrements hémodynamiques à l&#39;aide multi-sites Laser Doppler sondes. Un modèle hémodynamique typique qui suggère fonctionnellement actifs collatéraux intracrâniennes dans des conditions ischémiques est affiché. Chez cet animal, tracés LD a montré un petitdéficit de perfusion er en Probe 2 canaux, par rapport à la sonde 1 canal, à la fois pendant la CCA occlusion et l&#39;occlusion MCA. MCA-O = occlusion de l&#39;artère cérébrale. CCA-O = occlusion artère carotide commune. PU = unités de perfusion. <img src="/files/ftp_upload/50214/50214fig3.jpg" alt="Figure 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50214/50214fig3highres.jpg"/> Figure 3. Coupes de cerveau représentatifs pour le calcul de volume de l&#39;infarctus histologiques sections coronales (50 um; n = 19 à 250 um intervalle; bregma +2,5 mm à -3,0 mm). Sont fixés dans du paraformaldéhyde à 4% et colorées au violet de crésyl 0,1%. Volume de l&#39;infarctus est calculé en utilisant un logiciel de traitement d&#39;image ImageJ, corrigé des asymétries inter-hémisphériques en raison de l&#39;œdème cérébral, et exprimée en mm 3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50214/50214fig3large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir la figure</a> <img src = &quot;/ files/ftp_upload/50214/50214fig4.jpg&quot; alt = &quot;Figure 4&quot; fo: content-width = &quot;6in&quot; fo: src = &quot;/ files/ftp_upload/50214/50214fig4highres.jpg&quot; /&gt; Figure 4. Immunomarquage de marqueurs moléculaires de la perte neuronale et de la pénombre représentatives des coupes de cerveau consécutives sont présentés, qui ont été colorées avec du violet de crésyl 0,1% (A) ou même méthode avec des marqueurs de la perte neuronale associée aux microtubules (protéine 2, MAP2, B). Et pénombre ischémique (chaleur shock protein-70, Hsp70, C).

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Optimized System for Cerebral Perfusion Monitoring in the Rat Stroke Model of Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion

Surveillance perfusion cérébrale a été démontré pour améliorer la précision dans ischémiques modèles d&#39;AVC. Les difficultés techniques limitent souvent l&#39;utilisation de cet outil essentiel pour la recherche vasculaire cérébral. Dans cette vidéo, un système optimisé est indiqué pour obtenir un contrôle simple ou multi-sites hémodynamique pendant intraluminale occlusion de l&#39;artère cérébrale moyenne chez le rat.

Système optimisé pour la surveillance de la perfusion cérébrale chez le rat des maladies du intraluminale occlusion de l&#39;artère cérébrale moyenne

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal ...

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Research

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Medicine

23.0K vues.  University of Milano Bicocca. Surveillance perfusion cérébrale a été démontré pour améliorer la précision dans ischémiques modèles d'AVC. Les difficultés techniques limitent souvent l'utilisation de cet outil essentiel pour la recherche vasculaire cérébral. Dans cette vidéo, un système optimisé est indiqué pour obtenir un contrôle simple ou multi-sites hémodynamique pendant intraluminale occlusion de l'artère cérébrale moyenne chez le rat.

Vidéo: Optimized System for Cerebral Perfusion Monitoring in the Rat Stroke Model of Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion

Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are very limited. To meet the need for novel therapeutic approaches, experimental stroke research frequently employs rodent models of focal cerebral ischaemia. Most researchers use permanent or transient occlusion of the middle cerebral artery (MCA) in mice or rats.
Proximal occlusion of the middle cerebral artery (MCA) via the intraluminal suture technique (so called filament or suture model) is probably the most frequently used model in experimental stroke research. The intraluminal MCAO model offers the advantage of inducing reproducible transient or permanent ischaemia of the MCA territory in a relatively non-invasive manner. Intraluminal approaches interrupt the blood flow of the entire territory of this artery. Filament occlusion thus arrests flow proximal to the lenticulo-striate arteries, which supply the basal ganglia. Filament occlusion of the MCA results in reproducible lesions in the cortex and striatum and can be either permanent or transient. In contrast, models inducing distal (to the branching of the lenticulo-striate arteries) MCA occlusion typically spare the striatum and primarily involve the neocortex. In addition these models do require craniectomy. In the model demonstrated in this article, a silicon coated filament is introduced into the common carotid artery and advanced along the internal carotid artery into the Circle of Willis, where it blocks the origin of the middle cerebral artery. In patients, occlusions of the middle cerebral artery are among the most common causes of ischaemic stroke. Since varying ischemic intervals can be chosen freely in this model depending on the time point of reperfusion, ischaemic lesions with varying degrees of severity can be produced. Reperfusion by removal of the occluding filament at least partially models the restoration of blood flow after spontaneous or therapeutic (tPA) lysis of a thromboembolic clot in humans.
In this video we will present the basic technique as well as the major pitfalls and confounders which may limit the predictive value of this model.

Filamentous occlusion of the Middle cerebral artery is a common model for studying ischemic stroke in mice.

Course de modélisation chez la souris - Moyen-occlusion artérielle cérébrale avec le modèle filamentaire

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are ...

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Médecine

Mouse Model of Middle Cerebral Artery Occlusion

Stroke is the most common fatal neurological disease in the United States 1. The majority of strokes (88%) result from blockage of blood vessels in the brain (ischemic stroke) 2. Since most ischemic strokes (~80%) occur in the territory of middle cerebral artery (MCA) 3, many animal stroke models that have been developed have focused on this artery. The intraluminal monofilament model of middle cerebral artery occlusion (MCAO) involves the insertion of a surgical filament into the external carotid artery and threading it forward into the internal carotid artery (ICA) until the tip occludes the origin of the MCA, resulting in a cessation of blood flow and subsequent brain infarction in the MCA territory 4. The technique can be used to model permanent or transient occlusion 5. If the suture is removed after a certain interval (30 min, 1 h, or 2 h), reperfusion is achieved (transient MCAO); if the filament is left in place (24 h) the procedure is suitable as a model of permanent MCAO. This technique does not require craniectomy, a neurosurgical procedure to remove a portion of skull, which may affect intracranial pressure and temperature 6. It has become the most frequently used method to mimic permanent and transient focal cerebral ischemia in rats and mice 7,8. To evaluate the extent of cerebral infarction, we stain brain slices with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) to identify ischemic brain tissue 9. In this video, we demonstrate the MCAO method and the determination of infarct size by TTC staining.

We demonstrate in the video a method for producing a middle cerebral artery occlusion in adult mice using an intraluminal monofilament. We also show how to evaluate the extent of cerebral infarction by 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining.

Modèle murin d&#39;occlusion artère cérébrale moyenne

Stroke is the most common fatal neurological disease in the United States 1. The majority of strokes (88%) result from blockage of blood vessels in the ...

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United States in 20091,2. The intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model was developed by Koizumi4 in 1986 to simulate this 
impactful human pathology in the rat. A modification of the MCAO method was later presented by Longa3. Both techniques have been widely used to identify 
molecular mechanisms of brain injury resulting from ischemic stroke and potential therapeutic modalities5. This relatively noninvasive method in rats has been 
extended to use in mice to take advantage of transgenic and knockout strains6,7. To model focal cerebral ischemia, an intraluminal suture is advanced via 
the internal carotid artery to occlude the base of the MCA. Retracting the suture after a specified period of time mimics spontaneous reperfusion, but the 
suture can also be permanently retained. This video will be demonstrating the two major approaches for performing intraluminal MCAO procedure in mice in a 
stepwise fashion, as well as providing insights for potential drawbacks and pitfalls. The ischemic brain tissue will subsequently be stained by 
2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) to evaluate the extent of cerebral infarction8.

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

The intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model is the most frequent used model among experimental ischemic stroke models. Here we will demonstrate the entire model in detail with the guide of Laser Doppler flowmetry, and its representative results.

Intraluminale Occlusion Artère cérébrale moyenne (MCAO) Modèle pour l&#39;AVC ischémique avec guidage laser Doppler chez la souris

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United ...

The Application Of Permanent Middle Cerebral Artery Ligation in the Mouse

Focal cerebral ischemia is among the most common type of stroke seen in patients. Due to the clinical significance there has been a prolonged effort to develop suitable animal models to study the events that unfold during ischemic insult. These techniques include transient or permanent, focal or global ischemia models using many different animal models, with the most common being rodents.
The permanent MCA ligation method which is also referred as pMCAo in the literature is used extensively as a focal ischemia model in rodents 1-6. This method was originally described for rats by Tamura et al. in 1981 7. In this protocol a craniotomy was used to access the MCA and the proximal regions were occluded by electrocoagulation. The infarcts involve mostly cortical and sometimes striatal regions depending on the location of the occlusion. This technique is now well established and used in many laboratories 8-13. Early use of this technique led to the definition and description of &#x201C;infarct core&#x201D; and &#x201C;penumbra&#x201D; 14-16, and it is often used to evaluate potential neuroprotective compounds 10, 12, 13, 17. Although the initial studies were performed in rats, permanent MCA ligation has been used successfully in mice with slight modifications 18-20 .
This model yields reproducible infarcts and increased post-survival rates. Approximately 80% of the ischemic strokes in humans happen in the MCA area 21 and thus this is a very relevant model for stroke studies. Currently, there is a paucity of effective treatments available to stroke patients, and thus there is a need for good models to test potential pharmacological compounds and evaluate physiological outcomes. This method can also be used for studying intracellular hypoxia response mechanisms in vivo. 
Here, we present the MCA ligation surgery in a C57/BL6 mouse. We describe the pre-surgical preparation, MCA ligation surgery and 2,3,5 Triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining for quantification of infarct volumes.

Middle cerebral artery (MCA) ligation is a technique to study focal cerebral ischemia in animal models. In this method, the middle cerebral artery is exposed by craniotomy and ligated by cauterization. This method gives highly reproducible infarct volumes and increased post-operative survival rates compared to other methods available.

L&#39;application de la ligature permanente artère cérébrale moyenne chez la souris

Focal cerebral ischemia is among the most common type of stroke seen in patients. Due to the clinical significance there has been a prolonged effort to ...

Bilateral Common Carotid Artery Occlusion as an Adequate Preconditioning Stimulus to Induce Early Ischemic Tolerance to Focal Cerebral Ischemia

There is accumulating evidence, that ischemic preconditioning - a non-damaging ischemic challenge to the brain - confers a transient protection to a subsequent damaging ischemic insult. We have established bilateral common carotid artery occlusion as a preconditioning stimulus to induce early ischemic tolerance to transient focal cerebral ischemia in C57Bl6/J mice. In this video, we will demonstrate the methodology used for this study.

There is accumulating evidence, that ischemic preconditioning (PC) &#x2013; a non-damaging ischemic challenge to the brain - confers a transient protection to a subsequent damaging ischemic insult. We established bilateral common carotid artery occlusion (BCCAO) as a preconditioning stimulus to induce early ischemic tolerance (IT) to transient focal cerebral ischemia (induced by middle cerebral artery occlusion, MCAO) in C57Bl6/J mice.

Occlusion bilatérale de l&#39;artère carotide commune comme un stimulus suffisant pour provoquer le préconditionnement précoce Tolérance ischémique à une ischémie cérébrale focale

There is accumulating evidence, that ischemic preconditioning - a non-damaging ischemic challenge to the brain - confers a transient protection to a ...

Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Rat

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in 20091, 2. Several models of cerebral ischemia have been developed to mimic the human condition of stroke. It has been suggested that up to 80% of all strokes result from ischemic damage in the middle cerebral artery (MCA) area3. In the early 1990s, endothelin-1 (ET-1) 4 was used to induce ischemia by applying it directly adjacent to the surface of the MCA after craniotomy. Later, this model was modified 5 by using a stereotaxic injection of ET-1 adjacent to the MCA to produce focal cerebral ischemia. The main advantages of this model include the ability to perform the procedure quickly, the ability to control artery constriction by altering the dose of ET-1 delivered, no need to manipulate the extracranial vessels supplying blood to the brain as well as gradual reperfusion rates that more closely mimics the reperfusion in humans5-7. On the other hand, the ET-1 model has disadvantages that include the need for a craniotomy, as well as higher variability in stroke volume8. This variability can be reduced with the use of laser Doppler flowmetry (LDF) to verify cerebral ischemia during ET-1 infusion. Factors that affect stroke variability include precision of infusion and the batch of the ET-1 used6. Another important consideration is that although reperfusion is a common occurrence in human stroke, the duration of occlusion for ET-1 induced MCAO may not closely mimic that of human stroke where many patients have partial reperfusion over a period of hours to days following occlusion9, 10. This protocol will describe in detail the ET-1 induced MCAO model for ischemic stroke in rats. It will also draw attention to special considerations and potential drawbacks throughout the procedure.

Several animal models of cerebral ischemia have been developed to simulate the human condition of stroke. This protocol describes the endothelin-1 (ET-1) induced middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke in rats. In addition, important considerations, advantages, and shortcomings of this model are discussed.

L&#39;endothéline-1 induite Moyen Modèle occlusion de l&#39;artère cérébrale pour AVC ischémique avec guidage laser Doppler chez le rat

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in ...

Utilizing a Cranial Window to Visualize the Middle Cerebral Artery During Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion

Creation of a cranial window is a method that allows direct visualization of structures on the cortical surface of the brain1-3. This technique can be performed in many locations overlying the rat cerebrum, but is most easily carried out by creating a craniectomy over the readily accessible frontal or parietal bones. Most frequently, we have used this technique in combination with the endothelin-1 middle cerebral artery occlusion model of ischemic stroke to quantify the changes in middle cerebral artery vessel diameter that occur with injection of endothelin-1 into the brain parenchyma adjacent to the proximal MCA4, 5. In order to visualize the proximal portion of the MCA during endothelin -1 induced MCAO, we use a technique to create a cranial window through the temporal bone on the lateral aspect of the rat skull (Figure 1). Cerebral arteries can be visualized either with the dura intact or with the dura incised and retracted. Most commonly, we leave the dura intact during visualization since endothelin-1 induced MCAO involves delivery of the vasoconstricting peptide into the brain parenchyma. This bypasses the need to incise the dura directly over the visualized vessels for drug delivery. This protocol will describe how to create a cranial window to visualize cerebral arteries in a step-wise fashion, as well as how to avoid many of the potential pitfalls pertaining to this method.

This article describes a method for visualizing rat cerebral arteries through a cranial window using temporal craniectomy in order to view proximal portions of the middle cerebral artery (Figure 1). This versatile method can be combined with various techniques of drug delivery to measure cerebral artery reactivity in vivo.

L&#39;utilisation d&#39;une fenêtre crânien à la Visualisez l&#39;artère cérébrale moyenne pendant l&#39;endothéline-1 induite par l&#39;occlusion Artère cérébrale moyenne

Creation of a cranial window is a method that allows direct visualization of structures on the cortical surface of the brain1-3. This technique can be ...

Modeling Stroke in Mice: Permanent Coagulation of the Distal Middle Cerebral Artery

Stroke is the third most common cause of death and a main cause of acquired adult disability in developed countries. Only very limited therapeutical options are available for a small proportion of stroke patients in the acute phase. Current research is intensively searching for novel therapeutic strategies and is increasingly focusing on the sub-acute and chronic phase after stroke because more patients might be eligible for therapeutic interventions in a prolonged time window. These delayed mechanisms include important pathophysiological pathways such as post-stroke inflammation, angiogenesis, neuronal plasticity and regeneration. In order to analyze these mechanisms and to subsequently evaluate novel drug targets, experimental stroke models with clinical relevance, low mortality and high reproducibility are sought after. Moreover, mice are the smallest mammals in which a focal stroke lesion can be induced and for which a broad spectrum of transgenic models are available. Therefore, we describe here the mouse model of transcranial, permanent coagulation of the middle cerebral artery via electrocoagulation distal of the lenticulostriatal arteries, the so-called &#8220;coagulation model&#8221;. The resulting infarct in this model is located mainly in the cortex; the relative infarct volume in relation to brain size corresponds to the majority of human strokes. Moreover, the model fulfills the above-mentioned criteria of reproducibility and low mortality. In this video we demonstrate the surgical methods of stroke induction in the &#8220;coagulation model&#8221; and report histological and functional analysis tools.

Various murine models of middle cerebral artery occlusion (MCAO) are widely used in experimental brain research. Here, we demonstrate the model of transcranial permanent distal MCAO which produces consistent cortical infarction of a size corresponding to damage imposed by the majority of human ischemic strokes.

Modélisation des maladies chez les souris: Coagulation permanente de l&#39;artère cérébrale moyenne distale

Stroke is the third most common cause of death and a main cause of acquired adult disability in developed countries. Only very limited therapeutical ...

Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats

Clinically, thrombolytic therapy with use of recombinant tissue plasminogen activator (tPA) remains the most effective treatment for acute ischemic stroke. However, the use of tPA is limited by its narrow therapeutic window and by increased risk of hemorrhagic transformation. There is an urgent need to develop suitable stroke models to study new thrombolytic agents and strategies for treatment of ischemic stroke. At present, two major types of ischemic stroke models have been developed in rats and mice: intraluminal suture MCAO and embolic MCAO. Although MCAO models via the intraluminal suture technique have been widely used in mechanism-driven stroke research, these suture models do not mimic the clinical situation and are not suitable for thrombolytic studies. Among these models, the embolic MCAO model closely mimics human ischemic stroke and is suitable for preclinical investigation of thrombolytic therapy. This embolic model was first developed in rats by Overgaard et al.1 in 1992 and further characterized by Zhang et al. in 19972. Although embolic MCAO has gained increasing attention, there are technical problems faced by many laboratories. To meet increasing needs for thrombolytic research, we present a highly reproducible model of embolic MCAO in the rat, which can develop a predictable infarct volume within the MCA territory. In brief, a modified PE-50 tube is gently advanced from the external carotid artery (ECA) into the lumen of the internal carotid artery (ICA) until the tip of the catheter reaches the origin of the MCA. Through the catheter, a single homologous blood clot is placed at the origin of the MCA. To identify the success of MCA occlusion, regional cerebral blood flow was monitored, neurological deficits and infarct volumes were measured. The techniques presented in this paper should help investigators to overcome technical problems for establishing this model for stroke research.

Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats

In this paper, we demonstrate a standard method for producing an embolic middle cerebral artery occlusion with homologous blood clots (fibrin-rich) in adult rat. This model closely mimics human ischemic stroke and is suitable for preclinical study of thrombolytic therapy for ischemic stroke.

Embolique Artère cérébrale moyenne occlusion (MCAO) pour AVC ischémique avec homologues caillots sanguins chez les rats

Clinically, thrombolytic therapy with use of recombinant tissue plasminogen activator (tPA) remains the most effective treatment for acute ischemic ...

Quantification of Neurovascular Protection Following Repetitive Hypoxic Preconditioning and Transient Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice

Experimental animal models of stroke are invaluable tools for understanding stroke pathology and developing more effective treatment strategies. A 2 week protocol for repetitive hypoxic preconditioning (RHP) induces long-term protection against central nervous system (CNS) injury in a mouse model of focal ischemic stroke. RHP consists of 9 stochastic exposures to hypoxia that vary in both duration (2 or 4 hr) and intensity (8% and 11% O2). RHP reduces infarct volumes, blood-brain barrier (BBB) disruption, and the post-stroke inflammatory response for weeks following the last exposure to hypoxia, suggesting a long-term induction of an endogenous CNS-protective phenotype. The methodology for the dual quantification of infarct volume and BBB disruption is effective in assessing neurovascular protection in mice with RHP or other putative neuroprotectants. Adult male Swiss Webster mice were preconditioned by RHP or duration-equivalent exposures to 21% O2 (i.e. room air). A 60 min transient middle cerebral artery occlusion (tMCAo) was induced 2 weeks following the last hypoxic exposure. Both the occlusion and reperfusion were confirmed by transcranial laser Doppler flowmetry. Twenty-two hr after reperfusion, Evans Blue (EB) was intravenously administered through a tail vein injection. 2 hr later, animals were sacrificed by isoflurane overdose and brain sections were stained with 2,3,5- triphenyltetrazolium chloride (TTC). Infarcts volumes were then quantified. Next, EB was extracted from the tissue over 48 hr to determine BBB disruption after tMCAo. In summary, RHP is a simple protocol that can be replicated, with minimal cost, to induce long-term endogenous neurovascular protection from stroke injury in mice, with the translational potential for other CNS-based and systemic pro-inflammatory disease states.

This protocol describes repetitive hypoxic preconditioning, or brief exposures to systemic hypoxia that reduce infarct volumes and blood-brain barrier disruption following transient middle cerebral artery occlusion in mice. It also details dual quantification of infarct volume and blood-brain barrier disruption after stroke to assess the efficacy of neurovascular protection.

Quantification de la protection neurovasculaire Après répétitive hypoxique préconditionnement et transitoire Moyen Cerebral Artery Occlusion chez la souris

Experimental animal models of stroke are invaluable tools for understanding stroke pathology and developing more effective treatment strategies. A 2 week ...