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Method Article
* Ces auteurs ont contribué à parts égales
Cette étude présente un protocole pour l’établissement d’un modèle animal hautement reproductible de transformation hémorragique (HT) utilisant l’occlusion/reperfusion de l’artère cérébrale moyenne (MCAO/R) chez des souris C57BL/6 atteintes d’hyperglycémie aiguë.
La transformation hémorragique (HT) est une complication grave qui peut survenir à la suite d’un traitement thrombolytique après un AVC ischémique (IS), et elle pose des limites importantes à l’application clinique de l’activateur tissulaire recombinant du plasminogène (rt-PA). Malheureusement, il n’existe actuellement aucune intervention efficace pour l’HT dans la pratique clinique. Par conséquent, il est urgent de disposer de modèles animaux expérimentaux stables et fiables pour élucider la pathogenèse de l’HT et développer des stratégies d’intervention efficaces. Cette étude a présenté un protocole permettant d’établir un modèle murin de HT induite par une hyperglycémie aiguë combinée à une ischémie focale transitoire (tMCAO). Des souris mâles C57BL/6J ont reçu une injection de glucose à 30 % pour induire une hyperglycémie, puis ont été soumises à 60 minutes de tMCAO avec reperfusion. Le volume de l’infarctus, l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique (BHE) et le degré d’hémorragie intracrânienne ont été évalués 24 h après l’AOCM. Les résultats ont montré que l’injection de glucose entraînait une hyperglycémie transitoire (14,3-20,3 mmol/L), ce qui augmentait significativement le volume de l’infarctus et l’incidence de l’HT. La coloration à l’hématoxyline-éosine (H&E) indiquait des lésions hémorragiques significatives dans la zone d’infarctus chez les souris hyperglycémiques. De plus, les souris hyperglycémiques présentaient une perturbation aggravée de la BHE, comme le montre une fuite plus sévère de bleu d’Evans (EB) et de FITC-Dextran. En conclusion, l’hyperglycémie aiguë a entraîné de manière fiable et constante une HT macroscopique dans un modèle murin de tMCAO. Ce modèle reproductible offre un outil précieux pour étudier les mécanismes pathologiques de l’HT et développer des interventions thérapeutiques correspondantes.
L’infarctus cérébral est la principale cause d’invalidité et la deuxième cause de décès chez les adultes dans le monde1. La phase aiguë joue un rôle crucial dans la progression de l’infarctus cérébral, servant de point pivot pour le traitement de la maladie. Le rétablissement précoce et opportun du flux sanguin dans la région de la pénombre est essentiel pour prévenir la mort des cellules cérébrales, la thrombolyse et le traitement interventionnel représentant les piliers du traitement de l’infarctus cérébral aigu (ACI). Cependant, la transformation hémorragique (HT) pose une complication importante après la thrombolyse et le traitement interventionnel, survenant chez 15 à 30 % des patients ayant subi un AVC ischémique, limitant ainsi leur application dans une certaine mesure 2,3. La survenue d’une HT augmente considérablement le risque de mortalité et d’invalidité, affectant le pronostic de l’ACI. Par conséquent, il est d’une grande importance clinique d’étudier les mécanismes pathologiques de l’HT et d’identifier des cibles thérapeutiques efficaces.
Actuellement, l’occlusion de l’artère cérébrale moyenne induite par l’embolie filante (MCAO) est fréquemment utilisée comme modèle de HT chez les rongeurs4. Une obstruction prolongée peut entraîner un infarctus cérébral massif impliquant le cortex et le striatum, conduisant potentiellement à une HT secondaire. Thread MCAO ne nécessite pas de craniotomie, est hautement reproductible et produit des lésions cérébrales focales et une HT similaires à un accident vasculaire cérébral humain. Cependant, ce modèle mécanique présente certains inconvénients distincts, notamment des taux de mortalité précoce élevés et de faibles taux de survie à long terme5. Un autre modèle HT fréquemment utilisé est le modèle de thrombolyse, dans lequel la formation de caillots sanguins est induite d’abord dans le vaisseau cible, suivie de l’utilisation de médicaments thrombolytiques (par exemple, rt-PA, warfarine) pour dissoudre le caillot, imitant le processus clinique de l’HT dans l’AVC ischémique 6,7. Bien qu’ils reproduisent dans une large mesure le processus pathologique de la thérapie thrombolytique clinique, les modèles animaux HT induits par le rt-PA ou la warfarine sont complexes à mettre en œuvre et associés à une mortalité animale élevée ainsi qu’à une incidence et une localisation variables des saignements. Afin de faire progresser la recherche translationnelle fondamentale et clinique sur l’HT après un infarctus cérébral, il est essentiel d’établir un modèle animal reproductible de l’HT, facile à utiliser et offrant une grande stabilité.
L’hyperglycémie est un facteur important de l’HT après une ischémie/reperfusion cérébrale (I/R)8. Plusieurs études rétrospectives ont analysé les données cliniques de patients subissant une thrombectomie mécanique, révélant qu’une glycémie élevée à l’admission est liée à une incidence plus élevée de HT3 spontanée. Chez les patients diabétiques victimes d’un AVC, l’hyperglycémie augmente considérablement le risque d’HT et entraîne des déficits neurologiques plus graves 9,10. Les chercheurs ont développé des modèles HT en induisant l’I/R cérébrale dans des modèles animaux diabétiques par le biais de MCAO. Cependant, le modèle du diabète MCAO a une longue durée expérimentale, une procédure complexe et des coûts élevés11,12. Un modèle fiable de HT peut être établi en induisant une hyperglycémie aiguë par injection intrapéritonéale de glucose et en l’intégrant à un modèle cérébral I/R généré par la technique de suture. Cette méthode est facile à mettre en œuvre avec une position de saignement constante et imite efficacement les caractéristiques cliniques de l’hyperglycémie post-AVC. Cependant, il existe des différences significatives dans des conditions cruciales telles que le temps ischémique et la concentration de glucose ; de plus, la stabilité du modèle et l’incidence de l’HT sont incohérentes dans différentes littératures.
Notre groupe de recherche a largement utilisé la méthode de l’hyperglycémie aiguë-MCAO pour établir un modèle HT. De plus, nous avons mené une série complète d’expériences pour explorer la relation entre le temps ischémique, la concentration de glucose dans le sang, le taux d’incidence de l’HT et la mortalité animale. Ces expériences ont finalement permis d’identifier les conditions optimales pour la création d’un modèle HT post-infarctus cérébral. Cette étude présente un protocole détaillé pour l’établissement d’un modèle HT induit par l’hyperglycémie aiguë en utilisant l’injection intrapéritonéale de glucose à 30 % associée à un MCAO embolique.
Le protocole expérimental a été approuvé par le Comité institutionnel de protection et d’utilisation des animaux de l’Université de Jianghan (JHDXLL2024-080) et mené conformément aux directives éthiques sur les animaux de laboratoire publiées par le Centre de contrôle des maladies de Chine. Des souris C57BL/6J mâles adultes pesant de 21 à 26 g ont été utilisées dans cette étude. Les détails des réactifs et de l’équipement utilisés sont répertoriés dans le tableau des matériaux.
1. Groupement d’animaux et induction d’hyperglycémie aiguë
2. Préparation préopératoire
REMARQUE : Toutes les souris expérimentales ont jeûné pendant 12 h avant la chirurgie.
3. Mesure de base du débit sanguin cérébral
4. Procédure chirurgicale MCAO
REMARQUE : La MCAO est réalisée à l’aide d’une méthode d’occlusion de fil modifiée, telle que décrite précédemment par Chiang et al.13.
5. Élimination et reperfusion des monofilaments
6. Mesure de la glycémie
REMARQUE : Les taux de glucose dans le sang ont été mesurés aux points temporels suivants : (1) juste avant la chirurgie MCAO (ligne de base), (2) immédiatement après l’insertion du monofilament (15 min après l’injection de glucose), (3) immédiatement après le retrait du monofilament immédiatement après l’insertion du monofilament (75 min après l’injection de glucose).
7. Coloration au chlorure de 2,3,5-triphényltétrazolium (TTC)
8. Observationde G ross
9. Coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E)
10. Détermination du lekage Evans Blue (EB)
REMARQUE : Pour plus de détails sur cette procédure, veuillez vous référer à Wang et al.17.
11. Détermination de la fuite FITC-Dextran
La procédure expérimentale de cette étude est illustrée à la figure 1. Brièvement, les souris ont subi un MCAO induit par l’occlusion du fil pendant 60 min, suivi d’une reperfusion. Le glucose (30 % dans une solution saline normale, 7,2 ml/kg de poids corporel) a été administré par voie intrapéritonéale 15 minutes avant l’AOCM. La glycémie a été mesurée au départ (avant l’injection de glucose), immédiatement après l...
Le protocole actuel est conçu pour créer un modèle animal fiable de transformation hémorragique après un AVC ischémique, qui peut reproduire les effets néfastes de la revascularisation des vaisseaux dans des conditions hyperglycémiques. Parmi les différents facteurs de risque d’AVC ischémique, la glycémie dans les 24 heures suivant le début de l’AVC est positivement corrélée à l’exacerbation des lésions cérébrales et à l’augmentation de la mortalité
Les auteurs n’ont pas d’intérêts conflictuels à divulguer.
La figure 1 a été créée à l’aide du logiciel BioRender (https://www.biorender.com/). Cette étude a été soutenue par des subventions du projet d’orientation de la Fondation des sciences naturelles de la province du Hubei (n° 2022CFC057).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2,3,5-Triphenyltetrazolium Chloride (TTC) | Sigma-Aldrich | 108380 | The dye for TTC staining |
24-well culture plate | Corning Incorporated | CLS3527 | The vessel for TTC staining |
30% glucose injection | Kelun Pharmaceutical | H42021188 | Acute hyperglycemia induction |
4% paraformaldehyde | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. | G1101 | Tissue fixation |
5.0 Polyglycolic acid absorbable suture | Jinhuan Medical Co., Ltd | KCR531 | Equipment for surgery |
96-well culture plate | Corning Incorporated | CLS3596 | EB content measuring |
Anesthesia machine | Midmark Corporation | VMR | Anesthesia for animal |
Antifade Mounting Medium with DAPI | Beyotime Biotech | P0131 | Mount for tissue sections |
Automation-tissue-dehydrating machine | Leica Biosystems | TP1020 | Dehydrate tissue |
Confocal microscopy | Leica Biosystems | STELLARIS 5 | Image acquisition |
Diclofenac sodium gel | MaYinglong Pharmaceutical | H10950214 | Analgesia for animal |
Eosin staining solution | Servicebio Technology | G1001 | The dye for H&E staining |
Evans Blue | Aladdin | E104208 | EB staining |
Eye gel | Guangzhou Pharmaceutical | H44023098 | Material for surgery |
Fitc-dextran | Sigma-Aldrich | 60842-46-8 | BBB permeability assessing |
Fluorescence microscope | Olympus | BX51 | Image acquisition |
Frozen microtome | Leica Biosystems | CM1900 | Use for frozen sections |
Glucometer | YuWell | 580 | Blood glucose measurement |
Hematoxylin staining Solution | Servicebio | G1004 | The dye for H&E staining |
Iodine | Lircon | 20020059 | Material for surgery |
Isoflurane | Rwd Life Science | R510-22-10 | Anesthesia for animal |
Laser doppler blood flow meter | Moor Instruments | moorVMS | Blood flow monitoring |
MCAO Sutures | Rwd Life Science | 907-00023-01 | Material for surgery |
Meloxicam | Boehringer-Ingelheim | J20160020 | Analgesia for animal |
Microsurgical instrument kit | Rwd Life Science | SP0003-M | Equipment for surgery |
Microtome | Thermo Fisher Scientific | HM325 | Tissue section production |
Microtome blade | Leica Biosystems | 819 | Tissue section production |
Mupirocin ointment | GlaxoSmithKline | H10930064 | Anti-infection for animal |
Neutral balsam | Absin Bioscience | abs9177 | Seal for H&E staining |
Paraffin embedding center | Thermo Fisher Scientific | EC 350 | Produce paraffin blocks |
Pentobarbital sodium | Sigma-Aldrich | P3761 | Euthanasia for animal |
Phosphate buffered saline | Beyotime Biotech | C0221A | Rinse for tissue section |
Scanner | EPSON | V330 | Tissue scanning |
Shaver | Shenzhen Codos Electrical Appliances Co.,Ltd. | CP-9200 | Equipment for surgery |
Spectrophotometer | Thermo Fisher Scientific | 1510-02362 | EB content measuring |
Sucrose solution | Shanghai Macklin Biochemical | 57-50-1 | Dehydration for tissue |
Tissue-Tek O.C.T. Compound | Sakura | 4583 | Tissue embedding medium |
Trichloroacetic acid | Sigma-Aldrich | T6399 | EB content measuring |
This corrects the article 10.3791/67371
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