Uma abordagem visual para induzir dolicoectasia em camundongos para modelar disfunção cerebrovascular mediada por grandes vasos

Resumo

Demonstramos a indução química da dilatação de grandes vasos sanguíneos em camundongos como um modelo para investigar a disfunção cerebrovascular, que pode ser usada para modelagem de demência vascular e doença de Alzheimer. Também demonstramos a visualização da vasculatura injetando composto de borracha de silicone e fornecendo orientação visual clara para medir as mudanças no tamanho dos vasos sanguíneos.

Resumo

O sangue-cérebro (BBB) é um sistema crucial que regula a circulação cerebral seletiva com a periferia, por exemplo, permitindo que os nutrientes necessários entrem e expulsem aminoácidos ou toxinas em excesso do cérebro. Para modelar como a BHE pode ser comprometida em doenças como demência vascular (DV) ou doença de Alzheimer (DA), os pesquisadores desenvolveram novos métodos para modelar a dilatação dos vasos. Uma BHE comprometida nesses estados de doença pode ser prejudicial e resultar na desregulação da BHE, levando a consequências adversas e patológicas que afetam a função cerebral. Conseguimos modificar uma técnica existente que nos permitiu injetar diretamente na Cisterna magna (CM) para induzir a dilatação dos vasos sanguíneos usando elastase e interromper as junções apertadas (TJ) da BHE. Com esse método, pudemos ver várias métricas de sucesso em relação às técnicas anteriores, incluindo dilatação consistente dos vasos sanguíneos, redução da mortalidade ou recuperação aprimorada e melhoria do agente de enchimento/opacificação, um composto de borracha de silicone, entrega para rotulagem de vasos sanguíneos para análise de dilatação. Este método minimamente invasivo modificado teve resultados promissores, com um aumento de 19% a 32% na dilatação sustentada de grandes vasos sanguíneos em camundongos de 2 semanas a 3 meses após a injeção. Essa melhora contrasta com estudos anteriores, que mostraram aumento da dilatação apenas na marca de 2 semanas. Dados adicionais sugerem expansão sustentada mesmo após 9,5 meses. Esse aumento foi confirmado comparando o diâmetro dos vasos sanguíneos da elastase e do grupo injetado no veículo. No geral, essa técnica é valiosa para estudar distúrbios patológicos que afetam o sistema nervoso central (SNC) usando modelos animais.

Introdução

As células endoteliais microvasculares que revestem os capilares cerebrais são os principais componentes para a formação da barreira hematoencefálica (BHE)¹, que desempenha um papel crucial na regulação do que entra ou sai da circulação cerebral com a periferia. Os nutrientes essenciais necessários para o tecido nervoso podem entrar na BHE, enquanto alguns aminoácidos essenciais, como o glutamato, são expelidos do cérebro, pois altas concentrações podem causar danos neuroexcitatórios permanentes^{ao tecido cerebral}. Em condições fisiológicas normais, a BHE limita a entrada no cérebro de proteínas plasmáticas como albumina<....

Protocolo

Camundongos App^NL-F(3 meses de idade) que expressam placa amilóide humana em nível fisiológico foram usados para este estudo, embora este sistema possa ser usado com qualquer modelo de roedor. Todos os procedimentos em animais foram aprovados pelo Comitê de Cuidados com Animais do CAMH (Protocolo # 843) e estavam de acordo com os padrões éticos das diretrizes do Conselho Canadense de Cuidados com Animais. Os camundongos foram criados internamente e mantidos em um ciclo claro-escuro de 12 horas com acesso ad libitum a ração e água.

1. Procedimento para injeção de Cisterna magna (CM)

1. Procedimento....

Discussão

Este artigo demonstra um protocolo aprimorado para dilatação cerebrovascular, fornecendo uma abordagem precisa e direta para injeção de elastase na Cisterna magna de camundongos. Este ponto anatômico serve como uma porta de entrada direta para o líquido cefalorraquidiano, oferecendo um caminho valioso para a investigação de diferentes doenças neurológicas. Uma das principais vantagens desta técnica modificada é que a injeção de uma dose única de elastase na Cisterna magna de camundongos foi capaz de causar.......

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
23 G catheter	University Medstore	2546-CABD305145	Needed for perfusion  (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Absolute ethanol	University Medstore	https://www.uoftmedstore.com/index.sz	For removing the microfil
Betadine scrub	#	https://www.pittsborofeed.com/products/betadine-surgical-scrub	Sterilization
Betadine solution	Amazon	https://www.amazon.ca/Povidone-Iodine-10-Topical-Solution-100ml/dp/B09DTKJGHW	Sterilization
Bupivacaine	Provided by animal facility	N/A	Analgesic
Clippers	BrainTree Scientific Inc	CLP-41590	Shave fur
Cotton Q-tip	University Medstore	1962	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Elastase	Sigma-aldrich	E7885	Used for the dilatation of blood vessel
Ethanol	University Medstore	39752-P016-EAAN	Sterilization (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Goat anti-mouse 568	Invitrogen	A11004	For staining mature neurons
Graphpad prism 10	Graphpad prism 10	https://www.graphpad.com/	Statistical analysis software
Hamilton syringe	Sigma-aldrich	28614-U	Injection elastase
Heat pad	Amazon	https://www.amazon.ca/iPower-Temperature-Controller-Terrarium-Amphibians/dp/B08L4DBFFZ	Maintain body temperature
ImageJ software	Fiji Imagej software	imagej.net (USA)	Image analysis software
Induction chamber	Provided by animal facility	N/A	Anesthesia induction
Metacam	Provided by animal facility	N/A	Analgesic
Methyl salicylate	Sigma-aldrich	M6752	For removing the microfil
Microfil	Flow Tech, Carver, Massachusetts	https://www.flowtech-inc.com/order/	Dye (yellow)
Mouse monoclonal anti-NeuN	Millipore Sigma	MAB377	For staining mature neurons
Olympus VS200 slide scanner and VSI software.	Olympus Life Science	https://www.olympus-lifescience.com/en/downloads/detail-iframe/?0[downloads][id]=847254104	Imaging software
Paraformaldehyde	University Medstore	PAR070.1	For protein fixation  (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Perfusion pump	VWR International	https://pr.vwr.com/store/product/4787969/vwr-variable-speed-peristaltic-pumps	Needed for perfusion
Scalpel	University Medstore	2580-M90-10	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Stereotaxic	Provided by animal facility	N/A	So secure the animal for surgery
Surgical scissor	University Medstore	22751-A9-240	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Surgical tape	University Medstore	https://www.amazon.ca/3M-Micropore-Tape-1530-2-Rolls/dp/B0082A9GS2	Secure the animal on the diaper
Sutures	University Medstore	2297-VS881	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
X2 tweezers	University Medstore	7731-A10-612	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)