Modello Ictus (MCAO)

Le variazioni del flusso ematico cerebrale (CBF) sono una caratteristica di diverse condizioni neurologiche e, pertanto, il centro di diversi studi nei campi delle neuroscienze. Questi studi richiedono strumenti per investigare tali variazioni, preferibilmente tramite metodi non invasivi, in tempo reale.  PeriCam PSI System è un imager a perfusione sanguigna basato su tecnologia di analisi con contrasto laser speckle (LASCA). LASCA fornisce nuovi mezzi per analizzare la microcircolazione in modi impossibili in passato. Consente la visualizzazione della perfusione sanguigna dei tessuti in tempo reale e combina una risposta dinamica alla risoluzione spaziale. Non c’è influenza sulla perfusione, in quanto non è necessario alcun contatto diretto sul tessuto, né mezzi di contrasto o oligoelementi. Per migliorarne ulteriormente la fruibilità, è stato sviluppato un software applicativo dedicato, PIMSoft. PSI è stato utilizzato ampiamente per monitorare il CBF e le modifiche al CBF in più modelli murini per descrivere la patologia e monitorare l’efficacia del trattamento.

Modelli per ictus

Attualmente sono conosciuti numerosi modelli di induzione di ischemia cerebrale nelle diverse specie animali.(1) I modelli di ischemia globale, sia completi sia incompleti, tendono a essere più facili da eseguire. Sono tuttavia meno rilevanti ai fini dello studio dell’ictus umano rispetto ai modelli focali di ictus, in quanto nell’uomo l’ischemia globale è una caratteristica poco frequente. Lo studio dell’ischemia globale è comunque utile e rilevante in numerosi campi, quali ad esempio nella valutazione del danno anossico cerebrale globale correlato ad arresto cardiaco.

L’occlusione dell’arteria cerebrale media (MCAO) è un modello di ictus comunemente usato nei topi e nei ratti. Un filamento viene inserito nell’arteria per occludere il flusso ematico per un periodo di tempo fisso (circa 30-120 minuti) prima che la rimozione per riperfusione causi un ictus ischemico. Il flusso ematico corticale può essere monitorato per assicurare l’induzione dell’ictus. Per far ciò, è possibile utilizzare un tradizionale monitoraggio della perfusione con laser doppler applicando una sonda al cranio animale oppure mediante laser speckle contrast imaging (LSCI), che fornisce immagini del flusso ematico cerebrale (CBF) in tempo reale.

PeriCam PSI per la caratterizzazione di lesioni cerebrali ischemiche

Perimed è stata la prima azienda a commercializzare imaging della microcircolazione basato su laser e, da 40 anni, è il leader mondiale nel perfezionamento di queste tecniche.

Le esclusive funzionalità qualificano PSI per l’analisi di lesioni cerebrali ischemiche in diversi modelli, tra cui ictus, ipoperfusione cerebrale cronica e lesioni cerebrali traumatiche.

Grande campo visivo: La visualizzazione dell’intera area cerebrale consente la conferma e la caratterizzazione della lesione ischemica

Elevata risoluzione spaziale: Fornisce i punti precisi della lesione. L’inserimento di aree di interesse (ROI) consente la misurazione dell’area della lesione e possono essere utilizzate per monitorare il recupero della lesione.

Riepilogo della funzione di registrazione: Semplifica l’acquisizione dei dati e l’analisi di studi longitudinali acquisendo misurazioni ripetute dello stesso soggetto in un singolo file e consentendo un semplice confronto degli stessi ROI nel tempo.

Un frame rate elevato e una risoluzione spaziale consentono l’acquisizione di variazioni dinamiche nel microcircolo cerebrale dovute a stimoli esterni.

Sonde utilizzate per analizzare il cervello del topo

Attualmente sono conosciuti numerosi modelli di induzione di ischemia cerebrale nelle diverse specie animali.¹ Ansari, S., Azari, H., McConnel, D.J., Afzal, A., Mocco, J. Intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke with laser Doppler flowmetry guidance in mice, Journal of visualized experiments, 2011

I modelli di ischemia globale, sia completi che incompleti, tendono a essere più facili da eseguire. Sono tuttavia meno rilevanti ai fini dello studio dell’ictus umano rispetto ai modelli focali di ictus, in quanto nell’uomo l’ischemia globale è una caratteristica poco frequente. Lo studio dell’ischemia globale è comunque utile e rilevante in numerosi campi, quali ad esempio nella valutazione del danno anossico cerebrale globale correlato ad arresto cardiaco.

L’occlusione dell’arteria cerebrale media (MCAO) è un modello di ictus comunemente usato nei topi e nei ratti. Un importante svantaggio di questo modello è il rischio di occlusione incompleta al momento dell’inserimento del filamento. La verifica della corretta esecuzione della procedura e della corretta induzione di ictus può essere effettuata mediante il monitoraggio del flusso sanguigno corticale.² Ansari, S., Azari, H., McConnel, D.J., Afzal, A., Mocco, J. Intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke with laser Doppler flowmetry guidance in mice, Journal of visualized experiments, 2011 Per far ciò, si può utilizzare un tradizionale monitoraggio della perfusione mediante laser doppler applicando una sonda al cranio animale oppure mediante laser speckle contrast imaging (LSCI), che fornisce immagini del flusso ematico cerebrale (CBF) in tempo reale.

Prodotti consigliati: Kit modello ictus, PSI HR, PSI Z e PF 6000.

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Cervello del topo

PeriFlux System 6000 Stroke Model Monitor

PeriFlux System 6000 Stroke Model Monitor è un set completo per l’analisi di ictus indotti in ratti o topi. Tutte le attrezzature e gli accessori necessari vengono consegnati insieme alle istruzioni dettagliate per l’uso.

Riferimenti:

1. Ansari, S., Azari, H., McConnel, D.J., Afzal, A., Mocco, J. Intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke with laser Doppler flowmetry guidance in mice, Journal of visualized experiments, 2011
2. Morroniside promotes angiogenesis and further improves microvascular circulation after focal cerebral ischemia/reperfusion. T. Liu, B. Xiang, D. Guo, F. Sun, Re. Wei, G. Zhang, H. Aia, X.Tian, Z. Zhu, W. Zheng, Y. Wanga W.Wang. 2016, Brain Res Bull. , pp. 111-118.
3. C‐C Chemokine Receptor Type 5 (CCR5)‐Mediated Docking of Transferred Tregs Protects Against Early Blood‐Brain Barrier Disruption After Stroke. Peiying Li, Long Wang, Yuxi Zhou, Yu Gan, Wen Zhu, Yuguo Xia, Xiaoyan Jiang, Simon Watkins, Alberto Vazquez, Angus W. Thomson, Jun Chen, Weifeng Yu, Xiaoming Hu. 2017, Journal of the American Heart Association, p. e006387.
4. Endothelium-targeted overexpression of heat shock protein 27 ameliorates blood–brain barrier disruption after ischemic brain injury. Yejie Shi, Xiaoyan Jiang, Lili Zhang, Hongjian Pu, Xiaoming Hu, Wenting Zhang, Wei Cai, Yanqin Gao, Rehana K. Leak, Richard F. Keep, Michael V. L. Bennett, and Jun Chen. 2017, PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences, pp. E1243-E1252.
5. Brain ischemic preconditioning protects against ischemic injury and preserves the blood-brain barrier via oxidative signaling and Nrf2 activation. Tuo Yang, Yang Sun, Leilei Mao, Meijuan Zhang, Qianqian Li, Lili Zhang, Yejie Shi, Rehana K. Leak, Jun Chen, Feng Zhang. 2017, Redox Biology, pp. 323-337.
6. Brain-Derived Glia Maturation Factor β Participates in Lung Injury Induced by Acute Cerebral Ischemia by Increasing ROS in Endothelial Cells. Fei-Fei Xu, Zi-Bin Zhang, Yang-Yang Wang & Ting-Hua Wang. 2018, Neuroscience Bulletin, pp. 1077-1090.
7. The microRNA miR-7a-5p Ameliorates Ischemic Brain Damage by Repressing α-Synuclein. Kim T, Mehta SL, Morris-Blanco KC, Chokkalla AK, Chelluboina B, Lopez M, Sullivan R, Kim HT, Cook TD, Kim JY, Kim H, Kim C, Vemuganti R. 2018, Science Signaling, p. eaat4285.
8. Assessing the effects of Ang-(1-7) therapy following transient middle cerebral artery occlusion. M. M. C. Arroja, E. Reid, L. A. Roy, A. V. Vallatos, W. M. Holmes, S. A. Nicklin, L. M. Work & C. McCabe. 2019, Scientific Reports, p. 3154.
9. Modulation of brain cation-Cl− cotransport via the SPAK kinase inhibitor ZT-1a. Jinwei Zhang, Mohammad Iqbal H. Bhuiyan, Ting Zhang, Jason K. Karimy, Zhijuan Wu, Victoria M. Fiesler, Jingfang Zhang, Huachen Huang, Md Nabiul Hasan, Anna E. Skrzypiec, Mariusz Mucha, Daniel Duran, Wei Huang, Robert Pawlak, Lesley M. Foley, T. Kevin Hitc. 2020, Nature Communications.
10. Endothelium-targeted deletion of the miR-15a/16-1 cluster ameliorates blood-brain barrier dysfunction in ischemic stroke. Feifei Ma, Ping Sun, Xuejing Zhang, Milton H. Hamblin, and Ke-Jie Yin. 2020, Science Signaling.