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* Questi autori hanno contribuito in egual misura
La legatura parziale del nervo sciatico induce dolore neuropatico cronico di lunga durata, caratterizzato da risposte esagerate agli stimoli termici e meccanici. Questo modello murino di dolore neuropatico è comunemente usato per studiare terapie innovative per la gestione del dolore. Questo articolo descrive in dettaglio la procedura chirurgica per migliorare la standardizzazione e la riproducibilità.
La gestione del dolore cronico rimane impegnativa fino ad oggi e i trattamenti attuali sono associati a effetti avversi, tra cui tolleranza e dipendenza. Il dolore neuropatico cronico deriva da lesioni o malattie nel sistema somatosensoriale. Per studiare potenziali terapie con effetti collaterali ridotti, i modelli di dolore animale sono il gold standard negli studi preclinici. Pertanto, modelli ben caratterizzati e ben descritti sono cruciali per lo sviluppo e la convalida di terapie innovative.
La legatura parziale del nervo sciatico (pSNL) è una procedura che induce dolore neuropatico cronico nei topi, caratterizzata da ipersensibilità meccanica e termica, dolore continuo e cambiamenti nella temperatura degli arti, rendendo questo modello perfetto per studiare il dolore neuropatico in modo preclinico. pSNL è un modello vantaggioso per studiare il dolore neuropatico in quanto riproduce molti sintomi osservati negli esseri umani con dolore neuropatico. Inoltre, la procedura chirurgica è relativamente veloce e semplice da eseguire. Il pSNL unilaterale di un arto consente il confronto tra le zampe omolaterali e controlaterali, nonché la valutazione della sensibilizzazione centrale.
Per indurre ipersensibilità neuropatica cronica, viene utilizzato un filo di nylon 9-0 non assorbibile per legare il terzo dorsale del nervo sciatico. Questo articolo descrive la procedura chirurgica e caratterizza lo sviluppo del dolore neuropatico cronico attraverso più test comportamentali comunemente usati. Poiché una pletora di terapie innovative sono ora in fase di studio per il trattamento del dolore cronico, questo articolo fornisce concetti cruciali per la standardizzazione e una descrizione accurata degli interventi chirurgici necessari per indurre dolore neuropatico.
Il dolore cronico è un problema sanitario significativo in tutto il mondo ed è uno dei problemi di salute più costosi negli Stati Uniti. Il dolore cronico è meglio gestito quando entrambe le modalità farmacologiche e non farmacologiche sono utilizzate in modo multidisciplinare1. La gestione del dolore cronico è impegnativa e, in alcuni casi, non tratta adeguatamente il dolore2. Pertanto, sono necessari metodi nuovi e complementari per migliorare la gestione del dolore cronico e i modelli animali sono cruciali per studiare terapie innovative.
Il dolore neuropatico cronico deriva da lesioni o malattie nel sistema somatosensoriale, tra cui diabete, infezioni, compressioni nervose o malattie autoimmuni3. Il dolore neuropatico si basa sia sui meccanismi di sensibilizzazione periferica che centrale e ha origine da una lesione dei nervi. Questo dolore può essere caratterizzato da iperalgesia e allodinia evocate sia dal tatto che da quelle termiche, dolore continuo e cambiamenti nella temperatura dell'arto interessato4. Per comprendere meglio i meccanismi e far avanzare nuovi trattamenti, sono stati sviluppati diversi modelli nei roditori per imitare i sintomi e le cause del dolore neuropatico5. Ad esempio, il dolore neuropatico può essere indotto con iniezioni di agenti chemioterapici, legatura del nervo spinale (SNL), lesione cronica da costrizione (CCI) del nervo sciatico, pSNL, lesione nervosa risparmiata, transezione del nervo sciatico e trisezione del nervo sciatico6. In particolare, la legatura del nervo sciatico riproduce molteplici caratteristiche del dolore neuropatico osservate nell'uomo, come l'ipersensibilità meccanica e termica o i cambiamenti di temperatura dell'arto interessato, caratteristici della sindrome dolorosa regionale complessa (CRPS)7. Pertanto, questo modello è adatto per lo studio della CRPS o di qualsiasi altra affezione di lesioni nervose che inducono dolore neuropatico cronico. Il modello è stato sviluppato per la prima volta da Seltzer nel 19908 ed è ampiamente utilizzato negli studi sul dolore per studiare nuovi composti analgesici o valutare gli effetti cognitivi del dolore cronico 9,10,11,12,13. Il modello presenta un'elevata riproducibilità e la legatura parziale preserva le risposte comportamentali agli stimoli periferici6.
Molti dei modelli attualmente utilizzati presentano carenze non osservate in pSNL. Il modello CCI ha una variabilità molto più elevata di lesioni tra ciascun animale a seconda dell'aderenza del costrittore e l'autotomia altera le dita della zampa posteriore rendendo il modello inadatto all'analisi comportamentale6. Il modello SNL è un intervento chirurgico molto più complicato e più lungo che non solo richiede competenze tecniche avanzate, ma comporta anche un alto rischio di gravi deficit motori3. Queste carenze non sono viste nel modello pSNL. La facilità di riproducibilità, la breve durata dell'intervento chirurgico e il ridotto rischio di deficit motori osservati postoperatoriamente rendono questo modello prezioso per lo studio del dolore neuropatico periferico 8,14. Tuttavia, la stessa procedura di legatura parziale può avere variabilità tra gli sperimentatori, con conseguente minore coerenza nel numero di fibre nervose legate. Pertanto, presentare i dettagli dell'intervento chirurgico è fondamentale per aumentare la riproducibilità tra gli studi.
Per indurre la neuropatia cronica, viene utilizzata una sutura di nylon non assorbibile 9-0 per ligare un terzo della larghezza del nervo sciatico. Dopo l'intervento chirurgico, le risposte agli stimoli termici e meccanici sono esagerate, iniziando al giorno 1 postoperatorio e durando più di 50 giorni8. Qui, sia le sensibilità termiche che meccaniche sono state valutate per 28 giorni utilizzando i test del filamento di Hargreaves, della piastra calda e di von Frey. Tutti i test comportamentali hanno dimostrato la coerenza dell'ipersensibilità di lunga durata. Questo modello ha dimostrato di avere effetti dose-dipendenti sia della morfina che dell'ibuprofene, confermando che è adatto per studi preclinici sul dolore. In particolare, questo articolo descrive le istruzioni per uno strumento di vetro fatto a mano unico, indicato come "gancio di vetro nervoso". Questo strumento viene utilizzato al posto del forcipe per manipolare il nervo e prevenire ulteriori lesioni nervose non intenzionali durante l'intervento chirurgico.
Tutte le procedure sono state approvate dall'Institutional Animal Care and Use Committee dell'Università dell'Arizona e sono conformi alle linee guida per l'uso di animali da laboratorio del National Institutes of Health (pubblicazione NIH n. 80-23, 1966). I topi adulti C57Bl6/J privi di agenti patogeni (peso al test: 22-28 g) sono stati alloggiati in gabbie standard per topi vivarium (cinque topi per gabbia) in stanze climatizzate con un ciclo luce/buio di 12 ore e hanno avuto accesso a cibo e acqua ad libitum. Tutti gli esperimenti comportamentali sono stati condotti da sperimentatori ciechi alle condizioni di trattamento.
1. Baseline: la misura della sensibilità meccanica
2. Baseline: la misura della sensibilità termica utilizzando il test di Hargreaves
3. Baseline: la misura della sensibilità termica utilizzando il test della piastra calda
4. Preparazione preoperatoria
NOTA: Assicurarsi che siano disponibili gabbie pulite per il recupero dei topi dopo l'intervento chirurgico. Pulire l'area chirurgica con etanolo al 70%, disinfettare le mani con etanolo al 70%, utilizzare guanti sterili, indossare dispositivi di protezione individuale (DPI) adeguati (camice da laboratorio, retina per capelli, copriscarpe) e praticare tecniche sterili durante l'intervento chirurgico.
5. Procedura chirurgica
6. Procedura di chirurgia fittizia per animali di controllo
7. Test comportamentali post-chirurgici
NOTA: Assicurarsi che lo sperimentatore sia cieco a qualsiasi trattamento. Il dolore neuropatico cronico si svilupperà in 2 settimane dopo l'intervento chirurgico, dopo di che i test comportamentali possono essere condotti dopo la somministrazione di composti di interesse.
8. Analisi dei dati
9. Istruzioni su come realizzare il gancio di vetro nervoso
NOTA: Praticare la sicurezza antincendio durante tutto questo processo. Indossare una protezione adeguata, come guanti o occhiali resistenti al calore, se necessario.
Il dolore neuropatico cronico è stato indotto attraverso la legatura parziale del nervo sciatico dei topi maschi C57Bl6/J (Figura 1A). La sensibilità meccanica è stata valutata utilizzando i filamenti di von Frey e il metodo "up-and-down". La sensibilità termica al calore è stata valutata utilizzando i test Hargreaves e hot plate. Tutti i dati sono stati analizzati con una ripetuta misura ANOVA bidirezionale con correzione Geisser-Greenhouse, per confrontare l'effetto della chirurgia pS...
Il trattamento del dolore cronico richiede spesso farmaci a lungo termine, rendendo difficile la gestione del dolore. Pertanto, i modelli preclinici sono uno strumento essenziale per valutare i potenziali benefici di terapie innovative basate su approcci farmacologici o non farmacologici. I numerosi modelli di dolore neuropatico cronico comportano sfide a causa della maggiore variabilità delle tecniche chirurgiche tra i diversi ricercatori, portando a una ridotta riproducibilità. Pertanto, è essenziale caratterizzare ...
Gli autori non hanno alcun conflitto di interessi da segnalare. Nessuno degli autori del manoscritto ha ricevuto alcun compenso o rimborso o onorario in alcun altro modo. Gli autori non sono affiliati con alcun fornitore o azienda farmaceutica associata a questo studio.
Questa ricerca è stata sostenuta dal National Center for Complementary and Integrative Health [R01AT009716, 2017] (M.M.I.), dal Comprehensive Chronic Pain and Addiction Center-University of Arizona (M.M.I.) e dal Medical Scientist Training Program (MSTP) presso l'Università dell'Arizona, College of Medicine, Tucson.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
5/0, FS-2, 30" Undyed PGA Braided Polyglycolic Acid Synthetic Absorbable Suture | CP Medical | 421A | https://cpmedical.com/suturesearch/product/421a-visorb-50-fs-2-30/ |
6/0, P-1, 18" Blue Polypropylene Monofilament Non-Absorbable Suture | CP Medical | 8697P | https://cpmedical.com/suturesearch/product/8697p-polypro-60-p-1-18/ |
9/0 (0.3 metric) Nylon Black Monofilament Suture | Crestpoint Ophthalmics | MANI 1407 | https://crestpointophthalmics.com/mani-1407-suture-trape-spatula-nylon-black-mono-box-of-12.html |
Allodynia Software | National Instruments, LabView 2015 | Quantification of mean withdrawal thresholds (Von Frey data) | |
C57Bl6/J mice | The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME | 000664 | https://www.jax.org/strain/000664 |
Castroviejo needle holder | Fine Science Tools | 12565-14 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Wound-Closure/Needle-Holders/Castroviejo-Needle-Holder/12565-14 |
Cold Hot Plate Test | Bioseb | BIO-CHP | https://www.bioseb.com/en/pain-thermal-allodynia-hyperalgesia/563-cold-hot-plate-test.html |
Elevated metal mesh stand for Von Frey | Bioseb | BIO-STD2-EVF | https://www.bioseb.com/en/pain-mechanical-allodynia-hyperalgesia/1689-elevated-metal-mesh-stand-30-cm-height-to-fit-up-to-2-pvf-cages.html |
Extra fine Graefe forceps | Fine Science Tools | 11152-10 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-curved-medium-point-general-purpose-forceps/16100110 |
Fine Castroviejo needle holder | Simovision/Geuder | 17565 | https://simovision.com/assets/Uploads/Brochure-Geuder-Ophthalmic-Surgical-Instruments-EN2.pdf |
Fine scissors (11.5 cm) | Fine Science Tools | 14558-11 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Scissors/Standard-Scissors/Fine-Scissors-Tungsten-Carbide-ToughCut%C2%AE/14558-11 |
Fine scissors (9 cm) | Fine Science Tools | 14558-09 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Scissors/Standard-Scissors/Fine-Scissors-Tungsten-Carbide-ToughCut%C2%AE/14558-09 |
Iris forceps | Fine Science Tools | 11064-07 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Forceps-Hemostats/Fine-Forceps/Iris-Forceps/11064-07 |
Micro Adson forceps | Fine Science Tools | 392487 | https://www.fishersci.com/shop/products/micro-adson-tissue-forceps-1x2-teeth-german-steel/13820072#?keyword=adson%20forceps |
Modular holder cages for rats and mice | Bioseb | BIO-PVF | https://www.bioseb.com/en/pain-mechanical-allodynia-hyperalgesia/1206-modular-holder-cages-for-rats-and-mice.html |
Moretti/Effetre #240 Light Cobalt Blue glass rods 4 mm | Ebay | N/A | https://www.ebay.com/itm/402389491328?hash=item5db0485e80:g:agYAAOS w9CtfnIVJ&amdata=enc %3AAQAHAAAAwCoqvgWRo NTe5Vq8PWOgfE4ygWeW4tL k81J1AFu%2Fkcbsk6pxYtJi6 digE5TL9SzlgMzYUMNDr%2B dku2%2B%2FEvB1qXqFmebE 020SGs9LPDXLL5w21un7jrM0 9xfWYvIzBYQYh6FRWyUJngC uuA9Bkjb9lxtZoYlg5y6PyFR2P 34xFk5xaNC5ib65M1%2Fr%2F 4w2Iw45QqsSyXH2cuUKRom0 AGBoBaIr%2BbJw1VnlMjGuc9dtx 4fbPbqoBNSWjj3RbZPOPTYS8Q %3D%3D%7Ctkp%3ABk9SR4q6- 6LfYA |
Plantar Test for Thermal Stimulation - Hargreaves Apparatus | Ugo Basile | 37570 | https://ugobasile.com/products/categories/pain-and-inflammation/plantar-test-for-thermal-stimulation |
Touch-Test Sensory Evaluators, Set of 20 Monofilaments | North Coast Medical | NC12775-99 | https://www.ncmedical.com/products/touch-test-sensory-evaluators_1278.html |
Tying forceps | Duckworth & Kent | 2-504ER8 | https://duckworth-and-kent.com/product/tying-forceps-9/ |
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