Development of new pharmacological approaches in ischemic stroke: a systematic review of transient MCAO model in rats

Abstract

Tese de mestrado, Ciências Biofarmacêuticas, 2021, Universidade de Lisboa, Faculdade de FarmáciaOs modelos in vivo de isquemia cerebral fornecem-nos informações importantes sobre os processos bioquímicos envolvidos nos AVCs, assim como, desempenham um papel fundamental no desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas. O modelo de isquemia da artéria cerebral média (ACM) é um dos modelos in vivo amplamente utilizado em estudos experimentais, sendo o adequado para mimetizar a isquemia cerebral, uma vez que é um método robusto, não invasivo e reversível. Esta dissertação tem como objetivo sistematizar os vários métodos de validação do modelo animal de isquemia da ACM para haver uma maior reprodutibilidade em estudos futuros. Para a elaboração desta dissertação foi realizada uma pesquisa na base de dados Medline até março de 2021 para a recolha de todos os artigos. Foi então construída uma expressão de pesquisa recorrendo aos termos MeSH. Foram escolhidos os critérios de inclusão e exclusão, para seleção dos artigos a integrar nesta revisão sistemática da literatura. Subsequentemente, as características do rato, características de indução, anestesia, volume de enfarte e parâmetros estudados foram recolhidos de cada artigo por dois revisores e, quando necessário, com a ajuda de um moderador. Quanto às características dos ratos, as espécies mais utilizadas são os Sprague-Dawley ou Wistar adultos. A anestesia mais adequada para realizar a isquemia da ACM é o isoflurano e os períodos de isquemia variam de 1-2h e reperfusão de 24h a 72h. Foi também averiguado que o modelo de isquemia da ACM induz volumes de enfarte de 40-50%. Os parâmetros avaliados incluíram o comportamento (funções neurológicas, função sensoriomotora e testes cognitivos), testes histológicos (volume de enfarte, edema cerebral, GFAP, Iba1 e NeuN) e marcadores bioquímicos, tais como fatores inflamatórios (iNOS, COX-2, NF-κB, TNF-α, e interleucinas). Com os resultados obtidos neste estudo, será possível realizar estudos mais precisos e reprodutíveis na área da isquemia cerebral.In vivo models of cerebral ischemia provide us with important information regarding the biochemical processes involved behind stroke, as well as playing a central role in the development of new therapeutic options. The transient middle cerebral artery occlusion model (MCAO) is one of the most widely used in vivo models in experimental studies and best suited to mimic cerebral ischemia since it is a robust, non-invasive and reversible method. This study aims to perform a systematic review which follows the PRISMA systematic review-protocol of the MCAO model to systemize the methods of validation of MCAO model so that there is a greater reproducibility in future studies. To perform this study a search in the Medline database was performed until March 2021 to collect all the articles. To find the articles a search expression was built using MeSH terms. The inclusion and exclusion criteria were chosen, to choose the articles to perform the systematic review. Then the rat characteristics, induction characteristics, anesthesia, infarct volume, and parameters studied data were collected from each article by two reviewers and when necessary with the help of one arbitrator. Regarding the rats characteristics the most used rats are male adult Sprague-Dawley or Wistar rats. The preferred anesthesia to perform MCAO is isoflurane and the periods of ischemia vary from 1-2h and reperfusion from 24h to 72h. It was also verified that the MCAO model causes infarct volumes between 40-50%. The parameter studied included behavior (neurological functions, sensorimotor function, and cognitive tests) and histological tests (infarct volume, brain edema, GFAP, Iba1, and NeuN) and biochemical markers, such as inflammatory factors (iNOS, COX-2, NF-κB, TNF-α, and interleukins). With the results obtained in this study, it will be possible to carry out more accurate and reproducible studies of cerebral ischemia

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