Name: facial nerve surgery in the rat model to study axonal inhibition and regeneration
Uploaded: 2020-05-05T12:30:00
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S.A.A. está financiado por el Programa de Subvenciones Leslie Bernstein de la Academia Americana de Cirugía Plástica Facial y Reconstructiva Leslie Bernstein.

Todas las intervenciones se realizaron de acuerdo con las directrices de los Institutos Nacionales de Salud (NIH). El protocolo experimental fue aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad de Michigan antes de su implementación. Se utilizaron ratas hembras Sprague-Dawley adultas de diez semanas de edad.
1. Antes del día operativo
<ol><li>Asegurar un stock adecuado de instrumentos quirúrgicos esterilizados, medicamentos analgésicos, medicam...

El modelo de lesión del nervio facial de rata ha surgido como el sistema más versátil para la evaluación de factores neurotróficos debido a su accesibilidad quirúrgica, patrón de ramificación, y significación fisiológica27,,29,33,34,35,36. La combinación de video demostración y aplicación de datos animales transg...

La lesión del nervio craneal en la región de la cabeza y el cuello puede ser secundaria a las etiologías congénitas, infecciosas, idiopáticas, iatrogénicas, traumáticas, neurológicas, oncológicas o sistémicas1. El nervio craneal VII, o el nervio facial, se ve comúnmente afectado. La incidencia de disfunción del nervio facial puede ser significativa, ya que afecta a 20 a 30 por cada 100.000 personas cada año2. Las principales ramas motoras del nervio facial son las ramas temporal, cigomática, bucal, mandibular marginal y cervical; dependiendo de la rama involucrada, las consecuencias pueden incluir incompetencia oral o babeo, sequedad corneal, obstrucción del campo visual secundaria a la ptosis, disartria o asimetría facial2,3. La morbilidad a largo plazo incluye el fenómeno de la sinesquina, o movimiento involuntario de un grupo muscular facial, con intento de contracción voluntaria de un grupo muscular facial distinto. La sinesquina ocular-oral es la más común de la regeneración aberrante como secuencia de lesión del nervio facial y causa deterioro funcional, verguenza, disminución de la autoestima y mala calidad de vida3. Las lesiones a ramas individuales dictan las funciones que se ven comprometidas selectivamente.
El tratamiento clínico de la lesión del nervio facial no está bien estandarizado y necesita más investigación para mejorar los resultados. Los esteroides pueden aliviar la hinchazón aguda del nervio facial, mientras que el Botox es útil para temporizar los movimientos sincinéticos; pero, las principales opciones reconstructivas en el arsenal del practicante implican intervención quirúrgica a través de la reparación de los nervios, la sustitución, o la reanimación3,4,5,6. Dependiendo del tipo de lesión del nervio facial sufrida, el cirujano del nervio facial puede utilizar una serie de opciones. Para la transección simple, la reanastomosis nerviosa es útil, mientras que la reparación del injerto de cable es más adecuada para un defecto nervioso; para una restauración de la función, el cirujano puede elegir procedimientos de reanimación facial estáticos o dinámicos. En muchos casos de lesión del nervio facial y reparación posterior, incluso en las manos de cirujanos de nervio facial experimentados, el mejor resultado todavía resulta en asimetría facial persistente y compromiso funcional7.
Estos resultados subóptimos han estimulado una extensa investigación sobre la regeneración del nervio facial. Los temas de interés amplios incluyen perfeccionar e innovar técnicas de reparación nerviosa, determinar el efecto de varios factores de regeneración nerviosa, y evaluar el potencial de inhibidores neuronales específicos para ayudar a combatir el resultado a largo plazo de la sinisquinesis8,,9,10,11. Mientras que los modelos in vitro se pueden utilizar para evaluar algunas características de los factores pro-crecimiento o inhibitorios, la verdadera investigación traslacional sobre esta materia se logra mejor a través de modelos animales traducibles.
La decisión de qué modelo animal utilizar puede ser difícil, ya que los investigadores han utilizado animales grandes, como modelos de ovejas y animales pequeños, como ratones12,,13. Mientras que los modelos animales grandes ofrecen una visualización anatómica ideal, su uso requiere equipos y personal especializados que no estén disponibles fácilmente o fácilmente. Además, impulsar un estudio para demostrar el efecto podría ser altamente prohibitivo en cuanto a los costos y potencialmente no dentro del alcance factible de muchos centros científicos. Por lo tanto, el modelo animal pequeño se utiliza con mayor frecuencia. El modelo de ratón se puede utilizar para evaluar una serie de resultados relacionados con la cirugía del nervio facial; sin embargo, la longitud limitada del nervio puede restringir la capacidad del científico para modelar ciertos patrones, como la lesión de gran brecha14.
Por lo tanto, el prototipo de murina de rata ha surgido como el modelo de caballo de batalla a través del cual el científico puede realizar procedimientos quirúrgicos innovadores o utilizar factores inhibitorios o pro-crecimiento y evaluar el efecto a través de una amplia gama de parámetros de resultados. La anatomía del nervio facial de la rata se aborda predecible y fácilmente de una manera reproducible. Su mayor escala, en comparación con el modelo de ratón, permite modelar una amplia gama de defectos quirúrgicos, que van desde la simple transección hasta los huecos de 5 mm15,,16. Esto permite además la aplicación de intervenciones complejas en el lugar del defecto, incluyendo la colocación tópica del factor, las inyecciones intraneurales de factor, y la colocación de isoinjertos o puentes17,,18,,19,,20,,21,,22,,23.
La naturaleza dócil de la rata, su anatomía fiable, y su propensión a la regeneración nerviosa eficaz permite la recopilación de muchas medidas de resultado en respuesta a los patrones quirúrgicos de lesión24antes mencionados. A través del modelo de rata, el científico del nervio facial es capaz de evaluar las respuestas electrofisiológicas a lesiones, resultados histológicos de los nervios y los músculos a través de la inmunohistoquímica, resultados funcionales a través del seguimiento del movimiento de la almohadilla vibrisal y la evaluación del cierre de los ojos, y los cambios micro y macroscópicos a través de microscopía fluorescente o confocal, entre otros11,,22,,23,,25,,26,27,28.29 Por lo tanto, el siguiente protocolo esbozará un enfoque quirúrgico para el nervio facial de la rata y los patrones de lesión que se pueden inducir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:769px;" width="770">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">1.8% isoflurane</td>
			<td style="width:175px;">VetOne</td>
			<td style="width:182px;">13985-030-40</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">11-0 nylon microsutures</td>
			<td style="width:175px;">AROSuture</td>
			<td style="width:182px;">TK-117038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">4-0 monocryl suture</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">75982-084</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Buprenorphine SR</td>
			<td style="width:175px;">ZooPharm</td>
			<td>MIF 900-006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Carprofen</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:182px;">MFCD00079028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Chlorhexidine</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">IC19135805</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Jeweler forceps</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">21909-458</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Micro Weitlaner retractor</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">82030-146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Micro-scissors</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">100492-348</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Mini tenotomy scissors</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">89023-522</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Number 15 scalpel blade</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">102097-834</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Operating microscope</td>
			<td style="width:175px;">Leica</td>
			<td style="width:182px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Petrolatum eye gel</td>
			<td style="width:175px;">Pharmaderm</td>
			<td style="width:182px;">B002LUWBEK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Sterile water</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">89125-834</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Tissue adhesive</td>
			<td style="width:175px;">Vetbond, 3M</td>
			<td style="width:182px;">NC9259532</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Water conductor pad</td>
			<td style="width:175px;">Aqua Relief System</td>
			<td style="width:182px;">ARS2000B</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facial nerve surgery in the rat model to study axonal inhibition and regeneration

Este protocolo describe métodos consistentes y reproducibles para estudiar la regeneración e inhibición axonal en un modelo de lesión del nervio facial de rata. El nervio facial puede ser manipulado a lo largo de toda su longitud, desde su segmento intracraneal hasta su curso extratemporal. Hay tres tipos principales de lesión nerviosa utilizados para el estudio experimental de propiedades regenerativas: aplastamiento nervioso, transección y brecha nerviosa. La gama de posibles intervenciones es vasta, incluyendo la manipulación quirúrgica del nervio, la administración de reactivos o células neuroactivas, y ya sea manipulaciones centrales o de órganos finales. Las ventajas de este modelo para estudiar la regeneración nerviosa incluyen simplicidad, reproducibilidad, consistencia entre especies, tasas de supervivencia confiables de la rata y un mayor tamaño anatómico en relación con los modelos murinos. Sus limitaciones implican una manipulación genética más limitada frente al modelo de ratón y la capacidad regenerativa superlativa de la rata, de modo que el científico del nervio facial debe evaluar cuidadosamente los puntos de tiempo para la recuperación y si traducir los resultados a animales superiores y estudios en humanos. El modelo de rata para la lesión del nervio facial permite parámetros funcionales, electrofisiológicos e histomorfométricos para la interpretación y comparación de la regeneración nerviosa. Por lo que cuenta con un enorme potencial para promover la comprensión y el tratamiento de las consecuencias devastadoras de la lesión del nervio facial en pacientes humanos.

Después del procedimiento quirúrgico inicial, hay dos tipos principales de medidas de resultado: mediciones en serie en el animal vivo y mediciones que requieren sacrificar el animal. Ejemplos de mediciones en serie incluyen ensayos electrofisiológicos, tales como una medida de potencial de acción muscular compuesta30, evaluaciones del movimiento muscular facial a través de asistida por láser o videografía significa9, o incluso imáge...

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Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration

Este protocolo describe un enfoque reproducible para la cirugía del nervio facial en el modelo de rata, incluyendo descripciones de varios patrones inducibles de lesión.

Cirugía de nervios faciales en el modelo de rata para estudiar la inhibición y regeneración axonal

This protocol describes consistent and reproducible methods to study axonal regeneration and inhibition in a rat facial nerve injury model. The facial ...

Este protocolo puede ayudar a los científicos a estudiar los resultados después de una lesión del nervio facial y métodos para mejorar la regeneración a través de muchos parámetros diferentes. La principal ventaja de esta técnica es que la anatomía de la rata permite un fácil acceso al nervio facial, y su gran escala nos permite estudiar todos los patrones de lesión relevantes. Las aplicaciones de esta técnica se extienden hacia la rehabilitación de los pacientes después de una lesión del nervio facial.Como potencial regenerativo, la rata proporciona un modelo experimental reproducible y conciso. Y este método puede proporcionar información sobre terapias quirúrgicas y médicas para paresia o parálisis de nervios faciales. Y es traducible a otros modelos de cabeza y cuello u otros nervios periféricos.Operar bajo un microscopio con ambas manos puede ser un desafío. Recomiendo practicar usando la versión binocular bajo el microscopio antes de intentar una disección del nervio facial. Después de confirmar la falta de respuesta al pellizco del dedo del dedo del de la cabeza, aplicar ung mento en los ojos de la rata y afeitar el área quirúrgica.Establecer un método para la identificación de ratas y colocar un rollo de gasa debajo del cuello. Desinfectar la piel expuesta con tres exfoliantes de clorhexidina alterna y 70% de etanol y colocar la rata bajo un microscopio estéreo. Manipular el oído ipsilateral en una dirección anterior-posterior para determinar el plegado natural de la piel postauricular.Utilice una hoja número 15 para hacer una incisión de dos a tres milímetros en el pliegue postauricular. La planificación y la colocación de la incisión son los pasos más críticos para garantizar una identificación fiable del nervio facial y minimizar el tamaño de la herida. Diseccionar con descontento a través de la fascia subcutánea inmediata y colocar un retractor micro-Weitlaner para mejorar la exposición al tejido.Identifique el músculo gástrico anterior a medida que viaja en una dirección inferior a superior hacia su inserción a lo largo de la base del cráneo. Se extiende suavemente a través del vientre muscular a lo largo del punto de inserción muscular para revelar el tendón del vientre lístric anterior. El tendón aparecerá como un proceso blanco filmado que emana del músculo con una inserción sólida en la base del cráneo.Después de la identificación del músculo ritocuestric anterior y su tendón, ajuste el retractor Weitlaner para retraer aún más el vientre muscular. La región expuesta es el espacio tridimensional en el que se encuentra el tronco principal del nervio facial. Diseccionar a lo largo del nervio en una dirección inferior distalmente desde la salida del foramen estilomasmoide.Para inducir un patrón de lesión por aplastamiento, utilice los fórceps del joyero de superficie lisa para agarrar y comprimir firmemente el nervio aplicando presión constante y reproducible durante 30 segundos para asegurar una lesión de aplastamiento adecuada. Para una simple transección, agarre el epineurio inmediato sobrelying el nervio con fórceps de dientes finos, y utilice microscisores agudos para transecto limpiamente el nervio en el punto deseado con un solo corte. Para un modelo de separación nerviosa, utilice pinzas ajustables para establecer la longitud deseada de la brecha del nervio nervioso para asegurar patrones de lesiones similares entre los animales y transecte el nervio como se acaba de demostrar.Después de la lesión experimental ha sido entregada, irrigar la herida con solución salina estéril y secar el tejido con gasa estéril. antes de cerrar la incisión cutánea de acuerdo con las pautas institucionales. Aquí, se muestran imágenes en vivo del tronco principal del nervio facial con una lesión por aplastamiento aproximadamente de dos a tres milímetros de distal hasta el punto de rama de la primera PES en una rata Thy1-GFP transgénica adulta.La evaluación del retorno gradual de la fluorescencia a una, dos, tres y cuatro semanas después de la lesión se puede utilizar como marcador para monitorear la regeneración nerviosa en estos animales transgénicos. El análisis histomorfométrico se puede utilizar para obtener imágenes transversales de la división mandibular marginal que permiten cuantificar el diámetro axonal, la cantidad de desechos, la fibra nerviosa, el porcentaje de nervio y las mediciones de densidad. Es importante ajustar con frecuencia la colocación del retractor según sea necesario para asegurarse de que los nervios anatómicos relevantes son visibles al identificar el nervio facial.Después de este procedimiento, los nervios y músculos relevantes se pueden cosechar para el análisis inmunohistoquímico para evaluar el grado de regeneración en relación con otros grupos experimentales. Después de su desarrollo, esta técnica ha allanado el camino para los investigadores en el estudio de los resultados funcionales después de la lesión del nervio facial. Específicamente, cómo hacer el fenómeno de la sinquinesis.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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Investigación

Neurociencias

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