Name: a mouse model of single and repetitive mild traumatic brain injury
Uploaded: 2017-06-20T12:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 19 s
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Este trabalho foi apoiado pelo R01 NS067417 do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Stroke (MPB).

Estes estudos foram realizados em estrita conformidade com as recomendações do Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório da National Institutes Health. O protocolo foi aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais na Universidade de Georgetown. Os ratos foram alojados em uma instalação animal controlada por temperatura e foram mantidos em um ciclo de 12 h luz / 12 h escuro. Comida e água estavam disponíveis ad libitum . 1. Preparação do aparelho mTBI NOTA: O aparelho mTBI inclui uma caixa de aquisição de dados (DAQ) para controlar parâmetros de impacto, um pêndulo pneumático de alta velocidade para executar a impactação e uma base cheia de gel moldado para desacelerar a cabeça após o impacto. <ol><li> Ligue o ar comprimido e inicialize o pêndulo pneumático de alta velocidade para uma configuração de pressão de 861,85 kPa. </li><li> Calibre o sistema de controle DAQ para os seguintes parâmetros: velocidade do pistão de 2,35 m / s, tempo de superfície timE de 31,5 ms. </li><li> Coloque a base cheia de gel moldada (compressibilidade 64 kPa / mm) de modo que a linha média seja perpendicular à trajetória da ponta do impacto. </li></ol> 2. Impacto do mTBI <ol><li> Registre os pesos de todos os ratos para serem usados. </li><li> Anestesiar ratos com 3% de isoflurano em oxigênio por 120 s em uma câmara de indução. </li><li> Transfira ratos para o aparelho mTBI, continuando a anestesia através de um cone de nariz flexível e não fixo. </li><li> Enquanto estiver no cone do nariz, posicione a cabeça do mouse na almofada de gel de modo que a superfície plana do crânio seja apresentada perpendicularmente à ponta do impactor. </li><li> Coloque a fita na cabeça do mouse para criar uma superfície plana e segure os ouvidos longe do local de impacto. </li><li> Abaixe a ponta do pêndulo de politetrafluoroetileno para alinhar com a linha média sagital no centro da cabeça. A ponta do impactor utilizada é de 10 mm de diâmetro e cobrirá a área do couro cabeludo logo atrás dos olhos até a linha média das orelhas. Ajuste o pêndulo por isso é juTocando a superfície da cabeça do mouse. </li><li> Retirar a ponta do impactor e marcar manualmente a profundidade de deflexão necessária (7,5 mm). </li><li> Arme o sistema de controle do DAQ e pressione o botão do gatilho para impactar a cabeça do mouse, ou seja, um impacto singular ou repetitivo. Os impactos repetitivos são entregues sucessivamente sem atraso entre cada impacto. </li><li> Imediatamente após o impacto final, retire o mouse da anestesia e do aparelho mTBI e coloque na posição supina. </li><li> Usando um cronômetro, mede a latência do retorno do reflexo de endireitamento (supino a propenso), para determinar a perda de tempo de consciência, bem como o tempo para a ambulação (andar sem obstáculos). </li><li> Monitore o mouse e, após a recuperação, com o comportamento normal, volte para sua gaiola de casa. </li><li> Os camundongos Sham recebem manuseio e anestesia idênticos, mas não recebem impacto. </li></ol>

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Os autores não têm nada a revelar.

Nos seres humanos, o mTBI é caracterizado por uma deficiência funcional na ausência de lesões estruturais. Isso pode ocorrer com, ou sem, uma perda de consciência 1 . Espera-se, atualmente, que a exposição às lesões prematuras seja subjacente ao desenvolvimento e / ou progressão de doenças neurodegenerativas como o CTE4. Está bem documentado que o CTE é comumente encontrado em boxeadores e jogadores de futebol e, embora a exposição a concussões repetidas (incluindo aquelas que não resultem em perda de consciência) é conhecida por ser um elemento essencial no desenvolvimento de CTE, ainda não sabemos por que Os mecanismos pelos quais a concussão de repetição causa as mudanças distintas que ocorrem no cérebro. Um obstáculo importante para a compreensão desses mecanismos é a dificuldade em desenvolver modelos que recapitulem com precisão as principais sintomatologias observadas em indivíduos que sustentam um impacto do mTBI. Isso significa que o toque biológico agudo e crônicoA difícil influência dos impactos concusivos é difícil de investigar e novos tratamentos não podem ser desenvolvidos. Em particular, os modelos animais existentes de concussão repetitiva são muito graves, utilizando apenas 2-3 impactos de repetição que causam perda extensa de células neuronais, fratura de crânio e perda de tecido cerebral 8 , 10 , 11 , 12 . Esta extensão da lesão não está ocorrendo após a repetição da concussão em seres humanos, demonstrando a necessidade de um novo modelo de impacto leve e repetitivo na cabeça leve. Aqui descrevemos um novo modelo de mTBI, usando um dispositivo de lesões difusas feito sob medida que foi especificamente projetado para transferir energia através do crânio e do cérebro e longe do mouse. Através de um único impacto e paradigmas de impacto repetitivo, o modelo permite um meio para começar a investigar como a contusão contribui com comprometimento neurológico mais tarde na vida. O single hO paradigma recapitula as características marcantes da lesão cerebral traumática leve observada em seres humanos, enquanto o paradigma repetitivo permite o exame de como essas lesões aparentemente leves contribuem para a degeneração crônica e persistente ao longo do tempo. O dispositivo permite impactos repetitivos da cabeça mTBI sem risco de fratura no crânio ou danos estruturais no cérebro. Como é o caso de muitas técnicas, certos aspectos deste protocolo são importantes para a obtenção de resultados precisos e confiáveis. Durante a indução da câmara e lesão do mTBI, é essencial manter um nível consistente de anestesia em cada mouse. Devido ao fato de que o tempo de endivamento e amalgama é uma medida de resultado chave desse procedimento de mTBI, os pesquisadores devem garantir que ambas as lesões de mTBI e os animais simulados estejam expostos a níveis comparáveis ​​de anestesia. Especificamente, durante a duração de todo o procedimento, os camundongos só devem estar sob anestesia por 3 minutos no total (2 min noCâmara de dução, 1 min com o dispositivo de cone de nariz mTBI). Este baixo nível e duração da anestesia é uma grande vantagem em relação a muitos outros modelos de mTBI, e produz tempos de resposta reflexivos de endireitamento consistentes (camundongos simulados 20-40 s, camundongos mTBI 50-100 s). Além disso, ao usar o paradigma repetido mTBI, é importante manter um registro de pesos de mouse todos os dias durante o período de estudo. Isto é para garantir um monitoramento consistente do estresse e do bem-estar geral dos animais em todo o curso do tempo dos procedimentos do mTBI. Este procedimento não faz com que os ratos se tornem retirados ou isolados. O tratamento normal, o consumo e o consumo de álcool devem ser observados dentro do primeiro procedimento de pós-hora. Pós-lesão não existe uma patologia morfológica grave para o tecido cerebral resultante de impactos únicos ou múltiplos ao longo de um curso de 1 semana . Após um único mTBI, a única resposta celular observada é uma redução transitória nas sinapses excitatórias; ºNão há inflamação, perda de matéria cinza ou branca, lesão axonal ou morte celular. Com 30 repetições de mTBI (5 por dia, ao longo de 6 dias), há inflamação crônica do trato óptico, em níveis similares aos previamente quantificados 1 . A inflamação crônica da substância branca foi observada muitos anos depois de uma única mTBI 14 , e a inflamação crônica pode ser detectada em atletas vivos com história de repetição de mTBI 15 . As limitações deste modelo são que ele não pode ser usado para estudar lesão axonal fora do trato óptico ou mecanismos de morte celular, pois estes estão ausentes em nosso modelo. Também com base em nossos dados publicados anteriormente, este modelo não induz modificações na patologia amilóide ou tau no pós-mTBI de 1 mês em um modelo de doença de Alzheimer 13 . Acreditamos que esta falta de patologia amilóide e tau está relacionada à ausência de patologia axonal em nosso modelo. Nosso modelo fornece uma plataforma para investigarComeu alterações discretas nas redes de neurônios, integridade e composição sináptica e alterações no comportamento após a repetição de sopros concussivos. Com base nestes resultados, este modelo inovador produz sintomatologia clinicamente relevante de forma controlada, rigorosa e eficiente. O uso adicional deste modelo permitirá a investigação dos mecanismos subjacentes à fisiopatologia aguda e crônica do mTBI e concussão.

A lesão cerebral traumática (TBI) é definida como uma lesão na cabeça sofrida por uma força física externa, resultando na interrupção da função cerebral normal. Representa um importante fardo socioeconômico e de saúde pública, com o Relatório do Centro de Controle e Prevenção de Doenças 2015 ao Congresso estimando que 2,5 milhões de americanos sustentam um TBI todos os anos. Isso afeta não apenas a qualidade de vida do paciente, mas também coloca um custo econômico extremamente elevado na comunidade, atualmente estimado em US $ 76,5 bilhões anualmente. A quantidade de dano cerebral real transmitida e as sintomatologias de fase aguda são o que define TBI leve, moderada e grave. A lesão cerebral traumática leve (mTBI), também referida como concussão, representa mais de 70% das TCEs relatadas a cada ano 1 . É mais comum entre os atletas que participam de esportes de contato de alto risco, incluindo boxe e futebol 2 . Ao contrário do moderadoOu formas graves de TBI, o dano imediato e os sintomas associados ao mTBI às vezes não são tão pronunciados 3 . Em contrapartida, os efeitos a longo prazo do mTBI podem ser tão debilitantes quanto os observados nas formas moderada e grave. Aqueles que sofrem de mTBI repetitivo demonstraram desenvolver encefalopatia traumática crônica (CTE), bem como outras doenças cognitivas e degenerativas 4 . Portanto, é importante obter uma maior compreensão dos mecanismos que contribuem para os sintomas de curto prazo e o dano geral a longo prazo que surge após mTBI. Nos seres humanos, a definição de concussão, conforme definida pela Quarta Conferência Internacional sobre Concussão no Desporto (Zurique 2012) 5, afirma que o nível de lesão por concussão esportiva é leve, não causa alterações patológicas grosseiras, mas causa déficits neurológicos de curto prazo Que são resolvidos espontaneamente. Na verdade, um receNt estudo investigou o efeito do mTBI sobre deficiência cognitiva em jogadores de futebol do ensino médio, usando sistemas de telemetria de impacto de cabeça. Este estudo mostrou a quantidade de vezes que os jogadores sofreram impactos de capacete&gt; 20 g em uma única temporada variaram de um mínimo de 226 (média, 4,7 por sessão) a uma alta de 1855 (média, 38,6 por sessão) 6 . A maioria desses impactos não resultou no diagnóstico clínico de uma concussão; Mas a evidência de alterações funcionais na função cerebral pode ser observada usando fMRI 6 . As mudanças cerebrais que causam essas mudanças funcionais são desconhecidas e, portanto, existe uma necessidade urgente de ter um modelo confiável e reprodutível para facilitar a pesquisa sobre os efeitos do mTBI concussivo e subconsciente. Apesar das tentativas anteriores de modelar mTBI em ratos e ratos 7 , muitos relatam efeitos adversos. Em particular, a maioria dos modelos de roedores são limitados em sua natureza repetitiva usando menosUm impacto de cinco mTBIs, além de ter eventos patológicos adversos, incluindo sangramento intracerebral, fraturas do crânio, lesão axonal grave, morte celular neuronal e aumento da mortalidade 8 , 9 , 10 , 11 , 12 . Aqui, descrevemos um modelo de mouse de mTBI que está mais próximo da verdadeira definição de concussão em seres humanos. Este modelo recapitula muitos dos sintomas observados no mTBI humano, como a força mecânica que resulta na perda transitória de consciência sem patologia cerebral grosseira. Além disso, é vantajoso no fato de que ele pode ser utilizado tanto para os paradigmas de impacto único quanto para impactos repetitivos em longos períodos de tempo, conforme relatado anteriormente 13 .

<table><tbody><tr><td>Powerlab 8SP data acquisition (DAQ) control box&amp;nbsp;</td><td>(AD instruments)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>VIP 3000 calibrated vaporizer</td><td>Matrx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Henry Schein Animal Health</td><td>29405</td><td></td></tr><tr><td>Oxygen</td><td></td><td></td><td>Commercially available</td></tr><tr><td>Compressed Air</td><td></td><td></td><td>Commercially available</td></tr><tr><td>Masking Tape</td><td></td><td></td><td>Commercially available</td></tr><tr><td>Stop Watch</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-261-840</td><td></td></tr><tr><td>C57 Bl/6 Mice</td><td>Jackson Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digital Scale and weigh container</td><td>Fisher Scientific</td><td>20031</td><td></td></tr><tr><td>anti-Iba1 antibody</td><td>Wako</td><td>019-19741</td><td></td></tr><tr><td>HRP labelled secondary&amp;nbsp;</td><td>Jackson Immunoresearch</td><td>111-035-003</td><td></td></tr></tbody></table>

a mouse model of single and repetitive mild traumatic brain injury

A lesão cerebral traumática leve (mTBI) pode resultar na perda aguda da função cerebral, incluindo um período de confusão, perda de consciência (LOC), déficits neurológicos focais e até mesmo amnésia. Os atletas que participam de esportes de contato correm alto risco de exposição a grande número de mTBIs. Em termos de nível de lesão em um atleta esportivo, um mTBI é definido como uma lesão leve que não causa alterações patológicas grosseiras, mas causa déficits neurológicos de curto prazo que são resolvidos espontaneamente. Apesar das tentativas anteriores de modelar mTBI em ratos e ratos, muitos relataram efeitos adversos grosseiros, incluindo fraturas do crânio, hemorragia intracerebral, lesão axonal e morte celular neuronal. Aqui, descrevemos nosso modelo animal altamente reprodutível de mTBI que reproduz sintomas clinicamente relevantes. Este modelo usa um dispositivo pêndulo pneumático feito sob encomenda para entregar um traumatismo na cabeça fechada. Este impacto é feito sob parâmetros precisos de velocidade e deformação,Criando um modelo confiável e reprodutível para examinar os mecanismos que contribuem para os efeitos do mTBI concêntrico único ou repetitivo.

O uso deste novo dispositivo mTBI permite lesões leves individuais e repetitivas sem risco de fratura no crânio ou danos cerebrais estruturais. O modelo usa um dispositivo de puxador de Teflon pneumático feito sob medida para fornecer um impacto de energia mecânica de cabeça fechada. O impacto é feito sob parâmetros precisos de velocidade e deformação, criando um modelo confiável e reprodutível para examinar os mecanismos que contribuem para os efeitos do mTBI concêntrico único ou repetitivo ( Figura 1 ). A presença ou ausência de LOC é uma ferramenta útil na classificação da gravidade da concussão em modelos animais. O retorno do tempo de reflexão de endireitamento é uma avaliação neurológica aguda da gravidade da lesão que usamos para quantificar o LOC após uma mTBI única e repetida (profundidade de 7,5 mm, Figura 2 ). Durante o procedimento, os camundongos recebem um total de 3 min de isoflurano<html> Em oxigênio, e, portanto, todos os ratos, incluindo shams, têm um período LOC após a retirada da anestesia. O mTBI único resulta em aumento significativo de LOC em comparação com camundongos simulados (36,4 ± 1,6 sv 64,2 ± 7,7 s, n = 5, ** p &lt;0,01, Figura 2A ). Isso também se correlacionou com o aumento dos tempos de ambulação seguindo um mTBI único (52,0 ± 4,5 sv 140,0 ± 21,1 s, n = 5, ** p &lt;0,01, Figura 2B ). Em paradigmas de lesões repetidas (um total de 30 impactos, 5 impactos por dia durante 6 dias), houve valores elevados de LOC e tempos de amalgamação em todos os dias de teste (medidas repetidas análise de dois sentidos do efeito de ferida de variância F 1,14 = 22,92, P &lt;0,0003). Durante todo o estudo, o LOC médio nos 6 dias foi Sham: 35,5 ± 1,4 sv mTBI: 64,9 ± 1,7 s, n = 8, p &lt;0,01, Figura 2C e tempos médios de ambulação Sham: 64,3 ± 3,3 sv mTBI: 160,8 ± 5,3 s, n = 8, p &lt;0,01,Lass = &quot;xfig&quot;&gt; Figura 2D. A coloração Iba1 para microglia / macrófagos não revelou mudança entre camundongos simulados e mTBI simples, mas imunorreatividade Iba1 extensiva no trato óptico em ratos mTBI repetidos ( Figura 3 ). A repetição dos ratos mTBI não mostrou evidência de inflamação da matéria cinzenta no córtex ( Figura 3 ) ou outras áreas do cérebro. <img alt="figura 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55713/55713fig1.jpg" /> Figura 1 : Representação ilustrativa do modelo de mouse do mTBI. ( A ) A configuração de todos os materiais necessários para executar o mTBI. ( B ) Mouse colocado na câmara de indução de isoflurano durante 2 min. ( C ) No aparelho mTBI, o mouse é colocado num cone de nariz não fixo para continuar a anestesia. ( D ) Tape delicadamente a cabeça do mouse para criar uma superfície plana e segure as orelhas de volta. ImpactoDica baixa para apenas tocar a superfície da cabeça. ( E ) A ponta do impactor retraída e a profundidade de deflexão necessária é diminuída usando o mostrador (inserção). MTBI executado pressionando o botão de disparo. ( F ) Perda de consciência medida pelo tempo de retorno do reflexo de endireitamento (supino a propenso). <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55713/55713fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55713/55713fig2.jpg" /> Figura 2 : MTBI simples e repetidos aumenta a perda transitória de consciência e retorna aos tempos de ambulação. Os ratos que recebem um mTBI único aumentaram significativamente ( A ) perda de consciência (LOC) e ( B ) tempos de ambulação comparados aos camundongos simulados (n = 5 por grupo, ** p &lt;0,01). ( C - D ) O mTBI repetitivo (5 impactos por dia durante 6 dias) aumenta significativamente os tempos de LOC e de ambulação em comparação aos camundongos simulados (n = 8 por grupo, * p &lt;0,05, ** p &lt;0,01, *** p &lt; 0,001). Dados expressos como média ± SEM, analisados ​​por ANOVA de medidas repetidas de duas vias com teste Bonferroni post-hoc. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55713/55713fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55713/55713fig3.jpg" /> Figura 3 : Repetir o mTBI Induz a Ativação de Microglia / Macrófagos no Tracto Óptico. ( A ) A coloração Iba1 em camundongos simulados revela microglia / macrófagos quiescentes no córtex (a1 - a3) e coloração limitada no trato óptico (a4-a6). ( B ) Ratos que recebem um mTBI único(7,5 mm) apresentam perfis de coloração com Iba1 semelhantes como camundongos simulados no córtex (b1-b3) e no trato óptico (b4-b6), 24 h pós-impacto. ( C ) Repetição de ratos mTBI (5 impactos por dia durante 6 dias consecutivos) apresentam uma forte resposta inflamatória no trato óptico (c4-c6), mas não no córtex (c1-c3), 24 h após o último impacto (Dia 7 ). Imagens ampliadas que demonstram a morfologia da microglia / macrófagos positivas de Iba-1 no córtex (a3, b3, c3) e do trato óptico (a6, b6, c6) de camundongos simulados, simples e repetitivos mTBI, respectivamente. Barras de escala = 200 μm (A, B, C); 50 μm (a1-a5, b1-b5, c1-c5); 20 μm (a3, a6, b3, b6, c3, c6, painéis ampliados). Imagens representativas de n = 6 por grupo. Cortex (cx), trato óptico (opt), lesão cerebral traumática leve (mTBI). <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55713/55713fig3large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

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A Mouse Model of Single and Repetitive Mild Traumatic Brain Injury

Os atletas absorvem várias centenas de lesões cerebrais traumáticas leves (mTBI) / concussões todos os anos; No entanto, a conseqüência disso no cérebro é mal compreendida. Portanto, um modelo animal de mTBI único e repetitivo que replica consistentemente sintomas clinicamente relevantes fornece os meios para avançar o estudo do mTBI e concussão.

Um modelo de mouse de lesões cerebrais traumáticas leves simples e repetitivas

Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) can result in the acute loss of brain function, including a period of confusion, a loss of consciousness (LOC), focal ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Medicine

11.0K visualizações.  Georgetown University Medical Center.  Os atletas absorvem várias centenas de lesões cerebrais traumáticas leves (mTBI) / concussões todos os anos; No entanto, a conseqüência disso no cérebro é mal compreendida. Portanto, um modelo animal de mTBI único e repetitivo que replica consistentemente sintomas clinicamente relevantes fornece os meios para avançar o estudo do mTBI e concussão. 

Vídeo: A Mouse Model of Single and Repetitive Mild Traumatic Brain Injury

Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of direct mechanical forces, sometimes penetrating through the cranium, creating a direct lesion in the brain tissue. These are visible during brain imaging as areas with contusion, laceration, and hemorrhage. Focal lesions induce neuronal death and glial scar formation and are present in 20%&minus;25% of all people who incur a TBI. However, in the majority of TBI cases, injury is caused by acceleration-deceleration forces and subsequent tissue shearing, resulting in nonfocal, diffuse damage. A subpopulation of TBI patients continues to develop post-traumatic epilepsy (PTE) after a latency period of months or years. Currently, it is impossible to predict which patients will develop PTE, and seizures in PTE patients are challenging to control, necessitating further research. Until recently, the field was limited to only two animal/rodent models with validated spontaneous post-traumatic seizures, both presenting with large focal lesions with massive tissue loss in the cortex and sometimes subcortical structures. In contrast to these approaches, it was determined that diffuse TBI induced using a modified weight drop model is sufficient to initiate development of spontaneous convulsive and non-convulsive seizures, even in the absence of focal lesions or tissue loss. Similar to human patients with acquired post-traumatic epilepsy, this model presents with a latency period after injury before seizure onset. In this protocol, the community will be provided with a new model of post-traumatic epilepsy, detailing how to induce diffuse non-lesional TBI followed by continuous long-term video-electroencephalographic animal monitoring over the course of several months. This protocol will detail animal handling, the weight drop procedure, the electrode placement for two acquisition systems, and the frequent challenges encountered during each of the steps of surgery, postoperative monitoring, and data acquisition.

This systematic protocol describes a new animal model of post-traumatic epilepsy after repetitive mild traumatic brain injury. The first part details steps for traumatic brain injury induction using a modified weight drop model. The second part provides instructions on the surgical approach for single- and multi-channel electroencephalographic data acquisition systems.

Induzir epilepsia pós-traumática em um modelo de camundongo de lesão cerebral traumática difusa repetitiva

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of ...

Comportamento

A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor vehicle accidents, and falls, a reliable animal model of mTBI had previously not been developed for this important aspect of development. The modified weight-drop technique employs a glancing impact to the head of a freely moving rodent transmitting acceleration, deceleration, and rotational forces upon the brain. When applied to juvenile rats, this modified weight-drop technique induced clinically relevant behavioural outcomes that were representative of post-concussion symptomology. The technique is a rapidly applied procedure with an extremely low mortality rate, rendering it ideal for high-throughput studies of therapeutics. In addition, because the procedure involves a mild injury to a closed head, it can easily be used for studies of repetitive brain injury. Owing to the simplistic nature of this technique, and the clinically relevant biomechanics of the injury pathophysiology, the modified weight-drop technique provides researchers with a reliable model of mTBI that can be used in a wide variety of behavioural, molecular, and genetic studies.

The modified weight-drop technique is an easy, cost-effective procedure used for the induction of mild traumatic brain injury in juvenile rats. This novel technique produces clinically relevant symptomology that will advance the study of mild traumatic brain injury (mTBI) and concussion.

Um novo modelo de Mild Traumatic Brain Injury para ratos jovens

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor ...

Medicina

A Repetitive Concussive Head Injury Model in Mice

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of knowledge on the injury and its effects. To develop a better understanding of concussions, animals are often used because they provide a controlled, rigorous, and efficient model. Studies have adapted traditional animal models to perform mTBI to stimulate mild injury severity by changing the injury parameters. These models have been used because they can produce morphologically similar brain injuries to the clinical condition and provide a spectrum of injury severities. However, they are limited in their ability to present the identical features of injuries in patients. Using a traditional impact system, a repetitive concussive injury (rCHI) model can induce mild to moderate human-like concussion. The injury degree can be determined by measuring the period of loss of consciousness (LOC) with a sign of a transient termination of breathing. The rCHI model is beneficial to use for its accuracy and simplicity in determining mTBI effects and potential treatments.

Concussion presents the most common type of traumatic brain injury. Therefore, a repetitive concussive animal model, which replicates the important features of an injury in patients, may provide a means to study concussion in a rigorous, controlled, and efficient manner.

A principal modelo lesões repetitivas Concussive em Ratos

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of ...

Murine Model of Controlled Cortical Impact for the Induction of Traumatic Brain Injury

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the United States. In fact, TBI is a contributing factor to over a third of all injury-related mortality. Nonetheless, the cellular and molecular mechanisms underlying the pathophysiology of TBI are poorly understood. Thus, preclinical models of TBI capable of replicating the injury mechanisms pertinent to TBI in human patients are a critical research need. The controlled cortical impact (CCI) model of TBI utilizes a mechanical device to directly impact the exposed cortex. While no model can full recapitulate the disparate injury patterns and heterogeneous nature of TBI in human patients, CCI is capable of inducing a wide range of clinically applicable TBI. Furthermore, CCI is easily standardized allowing investigators to compare results across experiments as well as across investigative groups. The following protocol is a detailed description of applying a severe CCI with a commercially available impacting device in a murine model of TBI.

Here we describe a protocol for the induction of murine traumatic brain injury via an open-head controlled cortical impact.

Modelo murino de impacto cortical controlado para a indução de traumatismo cranioencefálico

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the ...

Neurociência

Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and understanding the mechanisms of how a TBI alters brain function. The availability of multiple animal models of TBI is necessary to model the different aspects and severities of TBI seen in people. This manuscript describes the use of a midline closed head injury (CHI) to develop a mouse model of mild TBI. The model is considered mild because it does not produce structural brain lesions based on neuroimaging or gross neuronal loss. However, a single impact creates enough pathology that cognitive impairment is measurable at least 1 month after injury. A step-by-step protocol to induce a CHI in mice using a stereotaxically guided electromagnetic impactor is defined in the paper. The benefits of the mild midline CHI model include the reproducibility of the injury-induced changes with low mortality. The model has been temporally characterized up to 1 year after the injury for neuroimaging, neurochemical, neuropathological, and behavioral changes. The model is complementary to open skull models of controlled cortical impact using the same impactor device. Thus, labs can model both mild diffuse TBI and focal moderate-to-severe TBI with the same impactor.

The protocol describes mild traumatic brain injury in a mouse model. In particular, a step-by-step protocol to induce a mild midline closed head injury and the characterization of the animal model is fully explained.

Modelo de Lesão Cerebral Traumática Leve em Camundongos com Controle Eletromagnético

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and ...

Validando a resposta a lesões e avaliações comportamentais em um modelo de rato mTBI

Rat Model of Closed-Head Mild Traumatic Injury and its Validation

Animal models are crucial for advancing our understanding of mild traumatic brain injury (mTBI) and guiding clinical research. To achieve meaningful insights, developing a stable and reproducible animal model is essential. In this study, we report a detailed description of a closed-head mTBI model and a representative validation method using Sprague-Dawley rats to verify the modeling effect. The model involves dropping a 550 g mass weight from a height of 100 cm directly onto the head of a rat on a destructible surface, followed by a 180-degree turn. To assess the injury, rats underwent a series of neurobehavioral assessments 10 min post-injury, including time of loss of consciousness, first seeking-behavior time, escape ability, and beam balance ability test. During the acute and subacute stages following the injury, behavioral tests were conducted to assess motor coordination ability (Beam task), anxiety (Open Field test), and learning and memory abilities (Morris Water Maze test). The closed-head mTBI model produced a consistent injury response with minimal mortality and replicated real-life situations. The validation method effectively verified the model development and ensured the stability and consistency of the model.

Autor em destaque: Avançando na pesquisa de lesões cerebrais traumáticas - um modelo de cabeça fechada para replicação precisa e avaliação rápida 

Here, we present a closed-head mild traumatic brain injury (mTBI) rat model and its validation exhibiting remarkable similarity to human mTBI concerning behavioral manifestations during the acute and subacute stages.

Modelo de Lesão Traumática Leve de Cabeça Fechada em Rato e sua Validação

Animal models are crucial for advancing our understanding of mild traumatic brain injury (mTBI) and guiding clinical research. To achieve meaningful ...

Indução de rmTBI em camundongos por meio de um método de lesão de cabeça fechada

Modified Mouse Model of Repetitive Mild Traumatic Brain Injury Incorporating Thinned-Skull Window and Fluid Percussion

Mild traumatic brain injury is a clinically highly heterogeneous neurological disorder. Highly reproducible traumatic brain injury (TBI) animal models with well-defined pathologies are urgently needed for studying the mechanisms of neuropathology after mild TBI and testing therapeutics. Replicating the entire sequelae of TBI in animal models has proven to be a challenge. Therefore, the availability of multiple animal models of TBI is necessary to account for the diverse aspects and severities seen in TBI patients. CHI is one of the most common methods for fabricating rodent models of rmTBI. However, this method is susceptible to many factors, including the impact method used, the thickness and shape of the skull bone, animal apnea, and the type of head support and immobilization utilized. The aim of this protocol is to demonstrate a combination of the thinned-skull window and fluid percussion injury (FPI) methods to produce a precise mouse model of CHI-associated rmTBI. The primary objective of this protocol is to minimize factors that could impact the accuracy and consistency of CHI and FPI modeling, including skull bone thickness, shape, and head support. By utilizing a thinned-skull window method, potential inflammation due to craniotomy and FPI is minimized, resulting in an improved mouse model that replicates the clinical features observed in patients with mild TBI. Results from behavior and histological analysis using hematoxylin and eosin (HE) staining suggest that rmTBI can lead to a cumulative injury that produces changes in both behavior and gross morphology of the brain. Overall, the modified CHI-associated rmTBI presents a useful tool for researchers to explore the underlying mechanisms that contribute to focal and diffuse pathophysiological changes in rmTBI.

Autor em destaque: Otimizando modelos de roedores para investigar os mecanismos e reabilitação em lesões cerebrais traumáticas leves repetidas

This protocol presents a modified mouse model of repetitive mild traumatic brain injury (rmTBI) induced via a closed-head injury (CHI) method. The approach features a thinned-skull window and fluid percussion to reduce the inflammation commonly caused by meninges exposure, along with improved reproducibility and accuracy in modeling rmTBI in rodents.

Modelo de camundongo modificado de lesão cerebral traumática leve repetitiva incorporando janela de crânio afinado e percussão fluida

Mild traumatic brain injury is a clinically highly heterogeneous neurological disorder. Highly reproducible traumatic brain injury (TBI) animal models ...

Um modelo de mouse de lesões cerebrais traumáticas leves simples e repetitivas

Resumo

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Induzir epilepsia pós-traumática em um modelo de camundongo de lesão cerebral traumática difusa repetitiva

Um novo modelo de Mild Traumatic Brain Injury para ratos jovens

A principal modelo lesões repetitivas Concussive em Ratos

Modelo murino de impacto cortical controlado para a indução de traumatismo cranioencefálico

Modelo de Lesão Cerebral Traumática Leve em Camundongos com Controle Eletromagnético

Modelo de Lesão Traumática Leve de Cabeça Fechada em Rato e sua Validação

Modelo de Lesão Traumática Leve de Cabeça Fechada em Rato e sua Validação

Modelo de Lesão Traumática Leve de Cabeça Fechada em Rato e sua Validação

Modelo de camundongo modificado de lesão cerebral traumática leve repetitiva incorporando janela de crânio afinado e percussão fluida

Modelo de camundongo modificado de lesão cerebral traumática leve repetitiva incorporando janela de crânio afinado e percussão fluida