Los modelos animales de accidente cerebrovascular isquémico son procedimientos que inducen isquemia cerebral . El objetivo es el estudio de los procesos básicos o posibles intervenciones terapéuticas en esta enfermedad, y la ampliación del conocimiento fisiopatológico y / o la mejora del tratamiento médico del ictus isquémico humano. El accidente cerebrovascular isquémico tiene una fisiopatología compleja queimplica la interacción de muchas células y tejidos diferentes, como las neuronas , la glía , el endotelio y el sistema inmunológico . Estos eventos aún no se pueden imitar satisfactoriamente in vitro . Por lo tanto, una gran parte de la investigación sobre accidentes cerebrovasculares se lleva a cabo en animales.
Descripción general
Actualmente se sabe que varios modelos de diferentes especies producen isquemia cerebral [1] . Los modelos de isquemia global, tanto completos como incompletos, tienden a ser más fáciles de realizar. Sin embargo, son menos relevantes inmediatamente para el accidente cerebrovascular humano que los modelos de accidente cerebrovascular focal, porque la isquemia global no es una característica común del accidente cerebrovascular humano. Sin embargo, en varios entornos la isquemia global también es relevante, por ejemplo, en el daño cerebral anóxico global debido a un paro cardíaco. Las diferentes especies también varían en su susceptibilidad a los diversos tipos de agresiones isquémicas. Un ejemplo son los jerbos . No tienen un círculo de Willis y el accidente cerebrovascular puede ser inducido por la oclusión de la arteria carótida común sola.
Mecanismos de inducción de accidente cerebrovascular isquémico
Algunos de los mecanismos que se han utilizado son:
- Isquemia global completa
- Decapitación
- Oclusión de aorta / vena cava
- Torniquete o manguito externo del cuello
- Paro cardiaco
- Isquemia global incompleta
- Hemorragia o hipotensión
- Isquemia hipóxica
- Hipertensión intracraneal y oclusión de la arteria carótida común
- Oclusión e hipotensión de dos vasos
- Oclusión de cuatro vasos
- Oclusión unilateral de la arteria carótida común (solo en algunas especies)
- Isquemia cerebral focal
- Constricción de arterias y venas inducida por endotelina-1
- Oclusión de la arteria cerebral media
- Infarto cerebral espontáneo (en ratas espontáneamente hipertensas)
- Embolización de macrosferas
- Isquemia cerebral multifocal
- Embolización de coágulos de sangre
- Embolización de microesferas
- Fototrombosis
Modelos de isquemia hipóxica
Uno de los modelos animales más comúnmente utilizados de isquemia hipóxica fue descrito originalmente por Levine en 1960 y posteriormente refinado por Rice et al., En 1981. Este enfoque es útil para estudiar la isquemia hipóxica en el cerebro en desarrollo, ya que las crías de rata recién nacidas se utilizan en Este modelo. Brevemente, las crías de rata de 7 días se someten a una ligadura unilateral permanente de la arteria carótida con una exposición posterior de 3 horas a un ambiente hipóxico (8% de oxígeno). Este modelo crea un infarto unilateral en el hemisferio ipsilateral a la ligadura, ya que la hipoxia sola está por debajo del umbral de lesión a esta edad. El área de la lesión se concentra típicamente en las regiones periventriculares del cerebro, especialmente en las áreas cortical e hipocampal.
Modelos de isquemia focal
Se dividen en técnicas que incluyen la reperfusión del tejido isquémico (isquemia cerebral focal transitoria) y aquellas sin reperfusión (isquemia cerebral focal permanente). Se establecen los siguientes modelos [2] :
- Constricción de arterias y venas inducida por endotelina-1
- Oclusión de la arteria cerebral media (MCAO)
- MCAO evitando la craneotomía
- Oclusión embólica de la arteria cerebral media
- Oclusión de la arteria cerebral media del filamento endovascular (transitoria o permanente)
- MCAO que involucra craneotomía
- Oclusión permanente de la arteria cerebral media transcraneal
- Oclusión transcraneal transcraneal de la arteria cerebral media
- MCAO evitando la craneotomía
- Daño tisular directo
- Fototrombosis cerebrocortical
Constricción de arterias y venas inducida por endotelina-1
La endotelina-1 es un potente vasoconstrictor que se produce de forma endógena durante el accidente cerebrovascular isquémico y que contribuye a la pérdida general de células y la discapacidad. La endotelina-1 exógena también puede usarse para inducir apoplejía y muerte celular después de una vasoconstricción sostenida con reperfusión. Puede microinyectarse para inducir un accidente cerebrovascular focal en pequeños volúmenes de tejido (p. Ej., Sustancia gris cortical, sustancia blanca o tejido subcortical) o después de la inyección cerca de la arteria cerebral media . A menudo se utiliza como modelo de accidente cerebrovascular focal para evaluar posibles terapias pro-regenerativas. Una ventaja de este modelo de accidente cerebrovascular es que provoca infartos muy reproducibles. Otro beneficio es que se puede usar en ratas de edad avanzada con una mortalidad resultante muy baja.
Oclusión embólica de la arteria cerebral media
La oclusión de la arteria cerebral media (MCA) se logra en este modelo inyectando partículas como coágulos de sangre (MCAO tromboembólico) o esferas artificiales en la arteria carótida de los animales como un modelo animal de accidente cerebrovascular isquémico. La MCAO tromboembólica se logra mediante la inyección de coágulos que se formaron in vitro [3] o mediante la instilación endovascular de trombina para la coagulación in situ [4] . El modelo tromboembólico es el más cercano a la fisiopatología del accidente cerebrovascular cardioembólico humano . Cuando se inyectan esferas en la circulación cerebral, su tamaño determina el patrón de infarto cerebral: las macrosferas (300-400 µm) inducen infartos similares a los logrados por la oclusión de la MCA proximal [5] , mientras que la inyección de microesferas (~ 50 µm) produce embolia distal difusa [6] . Sin embargo, la calidad de la MCAO, y por tanto el volumen de los infartos cerebrales , es muy variable, hecho que se ve agravado por una cierta tasa de lisis espontánea de los coágulos sanguíneos inyectados.
Oclusión de la arteria cerebral media del filamento endovascular
La técnica del filamento endovascular (sutura intraluminal) MCAO como modelo animal de accidente cerebrovascular isquémico fue descrita por primera vez por Koizumi [7] . Se aplica a ratas y ratones. Se introduce un trozo de filamento quirúrgico en la arteria carótida interna y se reenvía hasta que la punta ocluye el origen de la arteria cerebral media , lo que provoca la interrupción del flujo sanguíneo y el consiguiente infarto cerebral en su área de irrigación. Si la sutura se retira después de un cierto intervalo, se logra la reperfusión (MCAO transitoria); si el filamento se deja en su lugar, el procedimiento también es adecuado como modelo de MCAO permanente. La modificación más común se basa en Longa (1989) [8], quien describió la introducción del filamento a través de la arteria carótida externa , lo que permite el cierre del punto de acceso con suministro de sangre conservado a través de la arteria carótida común e interna al cerebro después de la extracción del filamento. . Los errores conocidos de este método son la oclusión insuficiente, la hemorragia subaracnoidea [9] , la hipertermia [10] y la necrosis del tejido extracraneal ipsolateral [11] . Filamento MCAO no es aplicable a todas las ratas cepas [12] .
Oclusión permanente de la arteria cerebral media transcraneal
En este modelo animal de accidente cerebrovascular isquémico, la arteria cerebral media (MCA) se diseca quirúrgicamente y posteriormente se ocluye de forma permanente, por ejemplo, mediante electrocauterización o ligadura . La oclusión se puede realizar en la parte proximal [13] o distal [14] de la MCA. En este último, el daño isquémico se restringe a la corteza cerebral . La MCAO se puede combinar con la oclusión temporal o permanente de la arteria carótida común . Estos modelos requieren una pequeña craneotomía .
Oclusión transcraneal transcraneal de la arteria cerebral media
La técnica de modelado del ictus isquémico por MCAO transcraneal transitoria es similar a la de MCAO transcraneal permanente, con la MCA siendo reperfundida después de un período definido de isquemia cerebral focal [15] . Al igual que la MCAO permanente, se requiere craneotomía y se puede combinar la oclusión de la arteria carótida común (CCA). La oclusión de una MCA y ambas CCA se denomina modelo de oclusión de tres vasos de isquemia cerebral focal .
Fototrombosis cerebrocortical
Los modelos fototrombóticos de accidente cerebrovascular isquémico utilizan fotocoagulación intravascular local de áreas corticales circunscritas. Después de la inyección intravenosa de tintes fotosensibles como la rosa de bengala , el cerebro se irradia a través del cráneo a través de un pequeño orificio o una ventana craneal adelgazada, lo que lleva a la oclusión fotoquímica de los vasos irradiados con isquemia tisular secundaria [16] . Este enfoque fue propuesto inicialmente por Rosenblum y El-Sabban en 1977, y mejorado por Watson en 1985 en el cerebro de rata. [1] [2] Este método también se ha adaptado para su uso en ratones.
Ver también
Referencias
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