В журнале Biomolecules вышла статья, которая может сильно повлиять на методику множества экспериментов на животных, включающих хирургическое вмешательство.
Авторы продемонстрировали, что после операций в мозге, включающих введение электродов, наблюдается высокий уровень нейровоспаления, которое сохраняется долго. И многие модели могут не давать тех результатов, которые ожидают получить исследователи.
В моделях эпилепсии на животных часто требуется черепно-мозговая хирургия для имплантации электродов, которые будут регистрировать электроэнцефалографию (ЭЭГ). Однако имплантация электродов может привести к активации глиальных клеток и помешать физиологической нейрональной активности.
В этом исследовании авторы оценили то, как влияет имплантация эпидуральных электродов на мышиную пилокарпиновую модель височной эпилепсии. Пилокарпиновая модель представляет собой одну из наиболее широко используемых животных моделей эпилепсии. У грызунов после введения пилокарпина развивается эпилептический статус (ЭС), а через какое-то время могут начать возникать и спонтанные приступы, то есть развивается хроническая эпилепсия.
Во многих экспериментах введению пилокарпина предшествует хирургическая операция по имплантации электродов в мозг для ЭЭГ. Наименее инвазивным типом имплантируемых электродов считаются эпидуральные электроды, которые устанавливаются на поверхность мозга со всеми его оболочками (в эпидуральное пространство). По сути при их имплантации значительно повреждается только костная ткань.
Однако даже наименее инвазивный тип имплантируемых электродов может вызвать реакцию ткани. Например, изменения в микросреде, окружающей имплантат, включают механическое напряжение и «реакцию на инородное тело», воспалительную реакцию — активацию глиальных клеток и высвобождение цитокинов и хемокинов. Все это может повлиять на результаты эксперимента.
В этой работе авторы изучали влияние эпидуральных электродов на выделение различными клетками мозга цитокинов, а также на ответ глиальных клеток (микроглии и астроцитов) в подлежащей коре головного мозга. Кроме того, изучалось, может ли глиальная активация повлиять на состояние мышей после введения пилокарпина.
В первую очередь авторы обнаружили, что в подлежащей части коры через неделю после операции наблюдается повышение концентрации множества провоспалительных цитокинов, а также увеличение количества крупных круглых фагоцитарных иммунных клеток, которые могли быть либо активированной микроглией, либо макрофагами, пришедшими из крови. В дополнение к этому, у прооперированных животных обнаружился незначительный астроглиоз через несколько недель после операции.
Далее авторы исследовали влияние имплантации электродов на эффекты пилокарпина. Оказалось, что у мышей с имплантированными электродами по сравнению с не оперированными животными развиваются более тяжелые судороги и значительно выше смертность в течение первых нескольких часов после инъекции пилокарпина.
В результате работа показывает, что несмотря на то что эпидуральные электроды — это наименее инвазивные электроды, их использование все равно не лишено побочных эффектов, касающихся нейровоспаления. Результаты четко указывают на то, что мыши, которым имплантировали электроды, страдают от нейровоспаления, поддерживаемого в течение нескольких недель. Соответственно легкое, но длительное нейровоспаление, вызванное имплантацией даже всего лишь эпидурального электрода, может играть роль в понижении судорожного порога.
Поэтому чтобы избежать получения некорректных данных, стоит в рамках эксперимента давать более длительное время, чем обычно, на послеоперационное восстановление или подходящую противовоспалительную терапию. Это может помочь ограничить эффект, вызванный имплантацией электродов.
Текст: Анна Карань