Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Posthemorajik prematüre hidrosefali (PHHP), koryoamniyonit ve intraventriküler kanama kombine edilerek neonatal sıçanlarda modellenebilir. Bu doğum öncesi ve doğum sonrası olayların kombinasyonu, yaşam boyu makrosefali, ventrikülomegali ve yüksek kafa içi basınç dahil olmak üzere PHHP'nin klinik özelliklerini doğru bir şekilde özetler.
Posthemorajik prematüre hidrosefali (PHHP), 32 haftadan küçük çok erken doğmuş bebeklerde ciddi intraventriküler kanamanın (IVH) ciddi bir sekelidir. PHHP, yüksek intrakraniyal basıncın (ICP) klinik semptomları ile ilişkili beyin omurilik sıvısı (BOS) birikimi ile tanımlanır. PHHP'li bebekler ömür boyu şant bağımlılığından muzdariptir, yarısı yaşamın ilk yılında tekrar ameliyat gerektirir ve birçoğu yaşam boyu birden fazla ek ameliyat gerektirir. Prenatal koryoamniyonit, preterm bebekleri şiddetli IVH'ye yatkın hale getirir ve neonatal sepsis ile PHHP eğilimlerinin cerrahi tedavisi ihtiyacını doğurur. Bu klinik özellikler, sistemik inflamasyonun PHHP patofizyolojisinin ayrılmaz bir bileşeni olduğunu düşündürmektedir.
Burada, sıçanlarda PHHP'nin tüm klinik yönlerini ve temel özelliklerini özetleyen bir hayvan modeli tanımlıyoruz. Bu protokolün amacı, utero koryoamniyonit ve doğum sonrası IVH'nin parçalanmış kırmızı kan hücreleri kullanılarak PHHP elde etmek için nasıl birleştirilebileceğini göstermektir. Bu preklinik yaklaşım, manyetik rezonans görüntüleme (MRG) veya mikroskopi ile tespit edilebilen ilerleyici makrosefali ve kubbeli kranyumlar, yüksek intrakraniyal basınç ve ventrikülomegali verir. BOS dinamiklerinde sürekli bozulmaya ek olarak, sıçanlar ayrıca yetişkinliğe kadar bilişsel gecikme ve fonksiyonel sakatlığa sahiptir. Buna göre, bu klinik öncesi platform, moleküler, hücresel, biyokimyasal, histolojik, görüntüleme ve fonksiyonel sonuç ölçümlerini içerebilen PHHP'nin benzersiz ve benzersiz translasyonel çalışmalarını kolaylaştırır. Paralel olarak koroid pleksus, ependimal hareketli kirpikler ve glifatik sistemin titiz analizi için de kullanılabilir. Son olarak, hidrosefali tedavisi için yeni cerrahi müdahale stratejilerinin ve cerrahi olmayan terapötik yaklaşımların araştırılması için paha biçilmez bir klinik öncesi araç olabilir.
Posthemorajik prematüre hidrosefali (PHHP) önemli bir halk sağlığı sorunu olmaya devam etmektedir. İntraventriküler kanamaya (IVH) sekonder yüksek intrakraniyal basınç (ICP) ile birlikte semptomatik beyin omurilik sıvısı (BOS) birikimi ile tanımlanan PHHP, prematüre ensefalopatisinin ciddi bir tezahürüdür ve küresel prematüre ve edinilmiş hidrosefali yüküne önemli bir katkıda bulunur 1,2. Küresel olarak, her yıl yaklaşık 400.000 bebek hidrosefali ile doğmakta veya yaşam boyu sürecek bir yük edinmektedir3 ve birçoğu tedavi eksikliği nedeniyle ölmektedir3. PHHP, gelişmiş ülkelerde şiddetli IVH'li çok erken doğmuş bebeklerde (<32 haftalık gebelik) yaygındır ve genellikle yaşamı tehdit eden diğer komorbiditelerden muzdarip olan bebeklerin en hastalarını etkiler 4,5.
Hidrosefali için mevcut tek tedavi cerrahi6'dır. Beyin omurilik sıvısını (BOS) yönlendirmek için ventriküloperitoneal (VP) şantı, endoskopik üçüncü ventrikülostomi (ETV) veya koroid pleksus pıhtılaşması (ETV-CPC) ile ETV için olsun, bebekler ilk kalıcı müdahale sırasında 6 aydan büyük olduğunda cerrahi prosedürler daha uzun ömürlüdür7. En yaygın seçenek olan VP şantları genellikle bir yıl içinde başarısız olur ve çocukları ömür boyu komplikasyonlara, tekrarlayan ameliyatlara ve hastaneye yatışlara yatkın hale getirir ve bu da çocuğa, aileye ve topluma muazzam bir maliyetle sonuçlanır. 8 Özellikle, herhangi bir zamanda potansiyel olarak başarısız olabilecek bir şantın kaygısı aileler için külfetlidir9. Sık ameliyatlar da dahil olmak üzere semptomatik hidrosefali olan çocukların bakımı, pediatrik sağlık harcamalarının önde gelen bir nedenidir 10,11,12,13,14. Çocuklarda şant ile ilgili harcamaların yıllık tahmini maliyeti 2003 yılında 2 milyar dolardı:15. Şantlı çocuklar hastaneye başvuruların sadece %0,6'sını oluştururken, pediatrik hastane masraflarının %3,1'ini oluşturmaktadır15. Bu nedenle, PHHP tedavisi için güvenli, cerrahi olmayan tedavilerin keşfi çok önemlidir.
Bebeklerde PHHP, beyin kanamasının ilk tanımlanmasından sonra haftalar ila aylar süren klinik bir zaman seyri boyunca IVH'den sonra gelişir. Hidrosefali Klinik Araştırma Ağı (HCRN) tarafından yapılan bir araştırma, VP şantlarının PHHP16'lı yenidoğanlar için en iyi cerrahi seçenek olmaya devam ettiğini doğruladı. Nitelikli pediatrik nöroşirürji bakımına erişimi olan yüksek gelirli ülkelerde PHHP'li çocuklar için bile, sonuçlar optimal olmaktan uzaktır ve PHHP'li bebeklere yerleştirilen şantların %>50'si ilk 2 yıl içinde cerrahi revizyon gerektirir8. PHHP için daha güvenli ve daha etkili tedavileri belirleme ihtiyacına rağmen, araştırmalar engellerle karşı karşıya kalmıştır. PHHP ile ilgili klinik öncesi literatür genellikle hidrosefali ex vacuo 17,18'in neden olduğu ventrikülomegaliyi makrosefali19,20 ile semptomatik hidrosefaliden uygun şekilde ayırt edemediği için ilerleme kısmen engellenmiştir. Gerçekten de, hidrosefalinin gelişimsel modelleri, ilerleyici makrosefali ve/veya yüksek ICP1 ölçümlerini içermelidir.
Klinik ve klinik öncesi içgörülerin birleştirilmesi, çalışma tasarımını geliştirdi ve PHHP2 anlayışımızı ilerletti. Dünya çapında çeşitli merkezlerde yapılan çalışmalar, IVH'nin en sık koryoamniyonitine sekonder çok preterm yenidoğanlarda görüldüğünü göstermiştir 21,22,23,24,25,26,27,28. Plasenta enfeksiyonu ve inflamasyonuna ek olarak, neonatal sepsis ek bir önemli risk faktörüdür ve IVH'den ventrikülomegali'ye, semptomatik PHHP'ye ve ardından cerrahi müdahaleye ilerlemede merkezi bir rol oynayabilir29. Klinik öncesi ve klinik veriler, kan yoluyla bulaşan inflamasyonun hidrosefali20'ye neden olabileceğini ve sistemik inflamasyonun koroid pleksus30 tarafından BOS salgılanmasını artırdığını desteklemektedir. Ayrıca, subaraknoid kanama ve IVH'si olan ve aynı zamanda sepsisten muzdarip yetişkinlerin şant gerektirme olasılığı çok daha yüksektir31. Daha yeni literatür, inflamasyonun BOS 19,20,32'nin ependimal motil kirpik itme gücünü ve glifatik sistem 33,34,35,36 tarafından BOS yeniden emilimini azalttığını doğrulamıştır. Genel olarak, sistemik inflamasyon PHHP1'de önemli bir patofizyolojik ve klinik itici güçtür.
Bu bulguları göz önünde bulundurarak, yaşa uygun bir preklinik PHHP modeli oluşturduk. Bu model, doğum sonrası hemen ve erken dönemde İVH'yi, erken doğumun başlıca nedeni olan koryoamniyonit ile birleştirir19. Bu deneysel yaklaşım uteroda plasenta yetmezliği, plasenta iltihabı ve koryoamniyoniti tanımlayan intraamniyotik inflamasyonile başlar 7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19 ,20,21,22,
23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,
43,44,45. Spesifik olarak, embriyonik gün 18'de (E18) gebe sıçan barajlarında abdominal laparotomi yoluyla preterm dönemde bir fetal inflamatuar yanıt sendromu, plasental nötrofili ve proinflamatuar CNS mikroçevresini özetliyoruz37,38,39,40,41,42,43,44,45 . Rahim içi yaralanma, geçici sistemik hipoksi-iskemiye (TSHI) yol açan geçici bilateral uterin arter tıkanıklığı ve ardından intraamniyotik lipopolisakkarit (LPS) enjeksiyonu ile indüklenir37,38,39,40,41,42,43,44,45 . Daha sonra, BOS dinamiklerini bozmak ve canlı doğan yavrularda hidrosefali gelişimini katalize etmek için, doğum sonrası 1. günde IVH indüklenir. Bu, lateral ventriküllere 19,37,44 littermat parçalanmış kırmızı kan hücrelerinin (RBC'ler) bilateral intraserebroventriküler enjeksiyonu (ICV) ile gerçekleştirilir. Yavrular daha sonra hidrosefali geliştikçe ve yaşamları boyunca incelenir.
Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (ACUC), burada açıklanan tüm deneysel prosedürleri onayladı. Bu protokol, hamile Sprague-Dawley sıçan barajlarını ve her iki cinsiyetten yavruları kullanır.
1. E18'de koryoamniyonit indüksiyonu
NOT: Bu protokolün rahim içi hakaret kısmı daha önce ayrıntılı olarak yayınlanmış, yukarıda özetlenmiştir ve ayrı bir JOVE protokolünün ve videosunun konusudur 19,37,38,39,40,41,42,43,44,46. Kısaca, gebe dişi Sprague-Dawley sıçanları, TSHI ve intraamniyotik LPS uygulamasını içeren koryoamniyoniti indüklemek için embriyonik 18. günde (E18) abdominal laparotomi işlemine tabi tutulur.
2. P1 üzerinde parçalanmış kırmızı kan hücrelerinin hazırlanması
3. P1 üzerinde parçalanmış kırmızı kan hücrelerinin intraserebroventriküler enjeksiyonları
4. P2'de başarılı bilateral intraventriküler kanamanın doğrulanması
5. Başarılı pozitorajik hidrosefalinin doğrulanması
Bu modeli kullanarak, parçalanmış kırmızı kan hücrelerinin enjeksiyonundan sonraki günler ve haftalarda hidrosefali gelişir. Tipik bir deneysel tasarımın ve hidrosefalinin ilerlemesinin bir temsili Şekil 1'de verilmiştir. Grup başına 5-6 sahte hayvan ve 6-8 PHHP hayvan değerlendirildi. Gençler olarak, PHHP'li sıçanlar makrosefali (Şekil 2), artmış intrakraniyal basınç (Şekil 3
PHHP'nin indüksiyonu için bu protokol, doğumdan yetişkinliğe kadar kronik ICP, ventrikülomegali ve makrosefali yükselmesi dahil olmak üzere hidrosefalinin fenotipik ayırt edici özellikleri ile birlikte beyin yapısı ve fonksiyonunun titiz, ölçülebilir ve klinik olarak çevrilebilir sonuç ölçümlerine izin verir4. Biyokimyasal, histolojik ve fonksiyonel tahliller, koroid pleksus, ependima ve glifatik sistemin yanı sıra gri ve beyaz cevherin sağl...
Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Yazarlar, Ulusal Sağlık Enstitüleri (R01HL139492), Kongre Tarafından Yönlendirilen Tıbbi Araştırma Programı (W81XWH1810166, W81XWH1810167, W81XWH2210461 ve W81XWH2210462), Hidrosefali Derneği ve Rudi Schulte Araştırma Enstitüsü tarafından sağlanan finansman için minnettardır.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
70% ethanol | Pharmco | 111000200 | Diluted to 70% |
Betadine surgical scrub | Cardinal Health | NDC-67618-151-17 | |
Blunt Forceps | Roboz | RS-8100 | |
Bravmini Plus Cordless Rechargeable Trimmer | Wahl | 41590-0438 | |
Carbon Steel Surgical blades | Bard-Parker | 371151-11 | |
centrifuge | Eppendorf | 5424R | |
Cotton Gauze Sponge | Fisherbrand | 22-362-178 | Small, 6 inch sterile |
Cotton-tipped Applicators | Fisherbrand | 23-400-114 | 30 G 1 |
Eye Lubricant | Refresh Lacri Lube | 75929 | |
Far infrared warming pad | Kent scientific | RT-0501 | |
Incubator - Genie Temp-Shaker 100 | Scientific Industries | SI-G100 | |
Insulin Syringes | BD | 328438 | 0.3 cc 3 mm 31 G, ultrafine |
Isoflurane | Covetrus | 11695067772 | |
Ketamine hydrochloride injection | Dechra | 17033-101-10 | |
Kimwipes | Kimtech Science | BXTNI141300 | |
LPS 011B4 | Sigma | L2630 | |
microcentrifuge tubes | Thermo Fisher Scientific | 3453 | 2.0 mL |
Needle | BD | 305122 | 1 mL |
Needle | BD | 305128 | 25 G 5/8 |
Needle Holders | Kent Scientific Corp. | INS14109 | 12.5 CM STR |
OR Towels | Cardinal Health | 287000-008 | |
Paper measuring tape | Cardinal Health | SKU | |
Saline Solution, 0.9% | Sigma | S8776 | |
Scissors | Roboz | RS-6808 | |
SomnoSuite | Kent Scientific | SS6823B | |
Sterile Alcohol Prep Pads | Fisherbrand | 06-669-62 | Sterile |
Surgical gloves | Biogel | 40870 | |
Surgical Scissors | Roboz | RS-5880 | |
Surgical Scissors | EST | 14002-16 | |
Syringe | BD | 309628 | |
T/Pump (Heat Therapy Pump) | Stryker Medical | TP700 | |
Vessel Clips | Kent Scientific Corp. | INS14120 | 30 G Pressure |
Xylazine injection | vet one | NDC 13985-704-10 |
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