Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Epilepside ani beklenmedik ölüm mekanizmaları (SUDEP) tam olarak anlaşılamamıştır ve mevcut modellerden tercüme edilmesi zordur. Transgenik tavşanlar bu mekanizmalar hakkında fikir verebilir. Ölümle sonuçlanabilecek ciddi olayları değerlendirmek için transgenik tavşan kitlerinde uzun süreli, sürekli elektroensefalografi ve elektrokardiyografi kayıtları için bir yöntem tarif ediyoruz.
İyon kanalı genlerindeki patojenik varyantlar, epilepside (SUDEP) yüksek oranda ani beklenmedik ölüm ile ilişkilidir. SUDEP'in mekanizmaları tam olarak anlaşılamamıştır ancak nöbetlere ek olarak otonomik disfonksiyon ve kardiyak aritmileri de içerebilir. Bazı iyon kanalı genleri hem beyinde hem de kalpte eksprese edilir ve epilepsi ve kardiyak aritmilerle ilişkili iyon kanalopatileri olan hastalarda SUDEP riskini potansiyel olarak artırır. Epilepsi varyantlarını eksprese eden transgenik tavşanlar, SUDEP'in karmaşık fizyolojisini incelemek için bütün bir organizma sağlar. Daha da önemlisi, tavşanlar insan kalp fizyolojisini fare modellerinden daha yakından kopyalar. Bununla birlikte, tavşan modellerinin, invaziv izleme prosedürlerinden geçerken ek sağlık ve anestezi hususları vardır. Yenidoğan tavşan kitlerinde uzun süreli eşzamanlı elektroensefalogram (EEG) ve elektrokardiyogram (EKG) izlemesi için bir telemetri cihazını cerrahi olarak implante etmek için yeni bir yöntem geliştirdik. Burada, P14 (ağırlık aralığı 175-250 g) kitlerine bir telemetri cihazı yerleştirmek için cerrahi yaklaşım, uygun anestezi ve monitörizasyon ve ameliyat sonrası bakım ile ilgili ayrıntılı dikkat gösterilerek düşük komplikasyon oranı elde edilen cerrahi yöntemler gösterilmektedir. Bu yöntem, genetik veya edinilmiş epilepsilerin tavşan modellerinde kardiyak aritmiler, nöbetler ve potansiyel SUDEP gelişimindeki kritik noktalarda nöral ve kardiyak elektrofizyolojinin sürekli izlenmesine izin verir.
Epilepside ani beklenmedik ölüm (SUDEP), epilepsili hastalarda önde gelen bir ölüm nedenidir. SUDEP'in mekanizmaları tam olarak anlaşılamamıştır, ancak potansiyel olarak nöbetlere ek olarak otonomik disfonksiyon, apne ve kardiyak aritmileri içerir 1,2,3,4,5,6,7. Lokanalopatiye bağlı genetik epilepsileri olan hastalar en yüksek SUDEP oranlarına sahiptir. Örneğin, SUDEP, yaşamın ilk yılında başlayan genetik bir epilepsi olan Dravet sendromundan sorumlu gen olan voltaj kapılı sodyum kanal geni SCN1A8'de varyantları olan hastaların% 20'sinde görülür. Epilepsiye bağlı birçok iyon kanalı geni hem beyinde hem de kalpte eksprese edilir, laboratuvar ve klinik veriler, kanalopatiye bağlı genetik epilepsileri olan hastalarda kardiyak aritmilerin mevcut olabileceğini düşündürmektedir7, 9,10,11,12 ve potansiyel olarak nöbet kaynaklı ölümcül kardiyak aritmi veya aynı anda nöbet ve aritmi oluşumu nedeniyle SUDEP riskini artırır. SUDEP'in laboratuvar ortamında değerlendirilmesi çok sayıda zorluğu beraberinde getirmektedir. Kardiyak bir bakış açısına göre, farelerdeki kardiyak aksiyon potansiyelleri insanlardakinden çok farklıdır13 ve insan iPSC-kardiyak miyosit modelleri14 tüm organizmanın karmaşıklıklarını çoğaltamaz. Genetik epilepsilerin transgenik tavşan modelleri, tavşan kardiyak fizyolojisi insan13,15'inkini daha yakından kopyaladığından, karmaşık patofizyolojiyi incelemek için bütün bir organizma sağlarken, SUDEP'i incelemek için ideal bir sistem sağlar. SUDEP ilk nöbet kadar erken ortaya çıkabileceğinden, bu hayvan modellerini erken bir zaman noktasından değerlendirmek, hem nöbetlerin hem de kardiyak aritmilerin başlangıcını anlamak için esastır. Yenidoğan döneminde video kaydı zordur, çünkü tavşan kitleri genellikle hala yuvadadır. Geleneksel bir kablolu sistemle sürekli elektroensefalogram (EEG) veya elektrokardiyogram (EKG) kaydı, kitler barajdayken mümkün değildir. Aralıklı kaydın SUDEP ile ilişkili nadir, terminal olayları yakalaması olası değildir. Bu nedenle, tavşan kitlerinde uzun süreli, sürekli, eş zamanlı EEG ve EKG kaydı sağlamak için kablosuz implante edilebilir telemetri izlemeye yöneldik.
Bu protokolde başarının anahtarı, bu hassas hayvanlar için uygun anestezi ve postoperatif destektir. Tavşanlar, benzersiz anatomik ve fizyolojik özellikler nedeniyle köpek ve kedilere (%0.17-%0.24) kıyasla anestezik ölüm riski (%1.39-%4.8) çok daha yüksektir16,17. Bu artmış anestezik riske ana katkıda bulunanlar arasında optimal olmayan hava yolu yönetimi ve akut postoperatif komplikasyonlar yer alır. Geniş dilli uzun, dar bir ağız, ağız ile gırtlak arasında keskin bir açı, epiglotun dorsal yer değiştirmesi, laringeal travmaya karşı artan duyarlılık ve laringospazm eğiliminin artması dahil olmak üzere birçok faktör tavşanlarda entübasyon zorluğuna katkıda bulunur 18,19,20. Anında anestezik ataktan sonra, tavşanlar hayatı tehdit eden gastrointestinal staz sendromu geliştirme riski altındadır. Bu karmaşık, çok faktörlü bir problemdir ve anestezinin, herhangi bir nedenle (rahatlamayan ağrı, mide bulantısı, vb.) prosedür sonrası mide motilitesini ve/veya sekonder anoreksiyi inhibe eden doğrudan ilaç etkileri yoluyla katkıda bulunduğu varsayılmaktadır.21.
Tavşan yenidoğanların ve bebeklerin benzersiz fizyolojisi, anestezi ve cerrahi ile ilgili zorlukları daha da kötüleştirir. Tavşanlar, fizyolojik homeostaz ve özel anatomik hususlar için az gelişmiş mekanizmalarla doğan altricial gençlere sahiptir. Çoğu ticari ürün, Hollanda kemerli ve Yeni Zelanda Beyaz çapraz tavşan kitlerinin küçük vasküler boyutu, yüksek dinlenme kalp atış hızı ve pigmentli cildi için optimize edilmediğinden, intravenöz erişim ve izleme zordur. Yenidoğanlarda22 kardiyak debi esas olarak kalp atış hızına bağlı olduğundan ve genel olarak böbrek veya karaciğer yolu ile ilaç klerensi yetişkinlere23 kıyasla azaldığından, uygun ilaç seçimi ve dozu ile ilgili hususlar kritiktir. Tavşanlarda anestezik ölümün birincil nedeninin solunum depresyonu ve apneye ikincil olduğu düşünülmektedir. Tüm tavşanlar için daha önce tartışılan hava yolu yönetimi sorunlarına ek olarak, yenidoğanların hipoksemi ve hiperkapni karşısında depresif bir solunum dürtüsü vardır ve bu da anestezinin zaten zorlu olan bu yönünü daha riskli hale getirir24.
Bu protokolde, epilepsi hastasının neonatal tavşan modelinde cerrahi ve anestezik sağkalım oranı yüksek olan EEG ve EKG telemetri implantı için başarılı bir yöntem tanımlanmıştır (Şekil 1). Bu bilgi, diğer araştırmacıların epilepsi, kardiyak aritmi ve ilgili nörogelişimsel bozukluklarla ilgili araştırmaları ilerletmek için zorlu yenidoğan tavşan modellerinin üstesinden gelmelerini sağlayacaktır.
Açıklanan tüm çalışmalar, onaylanmış bir hayvan kullanım protokolünün bir parçası olarak Michigan Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından gözden geçirilmiş ve onaylanmıştır ve USDA Hayvan Refahı Yasası ve NIH Halk Sağlığı Hizmeti Politikası dahil olmak üzere ilgili federal yasalar ve yönergelerle uyumludur. Michigan Üniversitesi, AAALACi tarafından akredite edilmiş bir kurumdur.
1. Hayvan hazırlama
2. Cerrahi hazırlık (Şekil 2)
3. İmplantın karın içine yerleştirilmesi
4. EKG uçlarının yerleştirilmesi
5. Sırt yüzeyinin hazırlanması
6. EEG derivasyonlarının yerleştirilmesi
7. Anestezi iyileşmesi
8. Ameliyat sonrası bakım ve izleme
Bu projenin başarılı bir şekilde sonuçlanması, implant prosedüründe ve kayıt protokolünde birden fazla parametrenin geliştirilmesini gerektirdi. İmplant cerrahisi 16 tavşan kiti üzerinde denendi veya gerçekleştirildi ve 14'ü prosedürden başarıyla kurtuldu. Bunlardan 12'si deneysel son noktaya kadar hayatta kaldı. İntraoperatif veya postoperatif ölüm nedenleri, deneysel son noktaya ulaşmada gelecekteki başarıya izin veren prosedür değişiklikleri ile birlikte ...
Anestezik indüksiyon, izleme ve destek için açıklanan protokol, cerrahi yaklaşım için araştırma ihtiyaçlarını dengeler ve veteriner bakımının altın standartlarıyla kolaylık sağlar. Laboratuvar tarif edilen protokolü standart prosedür olarak benimsemeden önce, dorsal deri altı implant yerleştirilmesi, endotrakeal tüp veya laringeal maske hava yolunun kullanımı ve kalp atış hızının izlenmesi için özofagus stetoskop eklentisinin kullanımı dahil olmak üze...
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Yazarlar, NIH R61NS130070 tarafından LLI'ye sağlanan finansman için minnettardır.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 inch elastic wrap - Coban or Vetwrap | 3M | https://www.3m.com/3M/en_US/p/d/b00003186/ | |
4-0 PDS monofilament suture | Ethicon | https://www.jnjmedtech.com/en-US/company/ethicon/all-products | |
5-0 Ethilon nylon suture | Ethicon | https://www.jnjmedtech.com/en-US/company/ethicon/all-products | |
Acquisition computer | Dell | https://www.dell.com/en-us | |
Adhesive surgical towels | N/A | N/A | |
Anesthesia circuit - Jackson-Reevs with 0.5 L rebreathing bag | JorVet | J0248GA | |
Betadine scrub | N/A | N/A | |
Bupivicaine (0.5%) | N/A | N/A | Diluted to 2.5 mg/mL prior to administration |
Buprenorphine (0.3 mg/mL) | N/A | N/A | Diluted to 0.03 mg/mL prior to administration |
Burr - 1.00 mm | Cell Point Scientific | 60-1000 | to drill skull |
Cafazolin (1 g lypholized) | N/A | N/A | Diluted to 50 mg/mL |
Carprofen (50 mg/mL) | MWI Veterinary | Diluted to 25 mg/mL prior to administration | |
Cotton tipped applicators | N/A | N/A | |
Custom 3-D printed face mask | N/A | https://www.thingiverse.com/thing:923725 | |
Dental acrylic | N/A | N/A | |
Diet Gel Criticare | Clear H2O | 72-05-5042 | Nutritional support |
Dopper Gel - Aquasonic | Patterson | 07-890-5542 | |
Doppler - Vet-Dop2 | Patterson | 07-888-8986 | |
Doxapram (20 mg/mL) | MWI Veterinary | N/A | Emergency only |
Dumont #5 Fine Forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | For holding screws |
Duraprep | 3M | 8630 | Final skin prep |
ecgAuto data analysis software | emka technologies | N/A | |
Epinephrine (1:1000) | MWI Veterinary | N/A | Emergency only |
Gauze | N/A | N/A | |
Glucometer ipet Pro | MWI Veterinary | 63867 | Monitor if poor recovery |
Glycopyrrolate (0.2 mg/mL) | MWI Veterinary | N/A | Emergency only |
Gram scale | N/A | N/A | |
Hemostats | Fine Science Tools | 13008-12 | Hold wire loops while tying the loop in place |
Ideal Micro-drill | Cell Point Scientific | 67-1204 | To drill skull |
Incubator | DRE-veterinary (Infantia - NB1) | N/A | |
Induction box | VetEquip | 941444 | |
Infared heating pad - RightTemp Jr | Kent Scientific Corporation | RT-0502 | |
IOX2 data acquisition software | emka technologies | N/A | |
IV Catheter - Covidein Monoject 26 G, 3/4 inch PTFE | Patterson | 07-836-8494 | |
ketamine (100 mg/mL) | MWI Veterinary | N/A | |
Medical tape | N/A | N/A | |
Narrow Pattern Forceps - Straight/12 cm | Fine Science Tools | 11002-12 | |
Neonatal stethescope | Ultrascope | N/A | |
Olsen-Hegar Needle holder with scissors - 12 cm | Fine Science Tools | 12002-12 | For suturing |
Ophthalmic ointment Puralube | MWI Veterinary | N/A | Administered to both eyes during anesthesia |
Opthalmic Lubricant - Paralube Vet | Patterson | 07-888-2572 | |
Pulse oximeter (AccuWave Portable ) | Patterson | 07-892-9128 | For prep and recovery; reads HR up to 400 |
Pulse oximeter (SDI - Vet/Ox plus 4700) | Heska | N/A | Intra-operative; no longer producted |
Receiver | emka technologies | N/A | 1 receiver for every 4 telemetry implants |
Rectal thermometer | N/A | N/A | |
Scalpel | Fine Science Tools | 10003-12 | |
Scissors | Fine Science Tools | 14002-12 | To cut drape |
Screw driver - 1.0 mm | N/A | N/A | From mini-screwdriver set for electronics |
Screws 00-96 x 3/32 (2.4 mm) | Protech International | 8L0X3905202F | |
Sevoflurane | MWI Veterinary | Maintenance anesthesia | |
Sevoflurane vaporizer and anesthesia machine | N/A | N/A | |
Skin glue, Gluture | MWI Veterinary | 34207 | Apply sparingly with syringe |
Small scissors | Fine Science Tools | 14084-08 | |
Sterile aluminum foil | N/A | N/A | To wrap wires prior to rotating animal |
Sterile paint brush | N/A | N/A | To apply dental acrylic |
Sterile Saline | N/A | N/A | |
Sterile surgical gloves | N/A | N/A | |
Sterile ultrasound cover | N/A | N/A | To cover the drill |
Sterile Water | N/A | N/A | For cefazolin reconstitution |
Surgical blade no. 15 | N/A | N/A | |
Surgical drape | N/A | N/A | |
Surgical gown | N/A | N/A | |
Swivel connector - Jorgensen Labs | Patterson | 07-802-2349 | To connect anesthesia circuit to face mask |
Telemetry implant | emka technologies | easyTEL+_M1_EETA_B_35 | |
Trocar | SAI | TRO-10-6 | To tunnel wires |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır