• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2020.tde-04022020-112842
Documento
Autor
Nombre completo
Ivair Matias Júnior
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Ribeirão Preto, 2019
Director
Tribunal
Machado, Hélio Rubens (Presidente)
Hamad, Ana Paula Andrade
Sbragia Neto, Lourenço
Silva, Sérgio Gomes da
Título en portugués
Desenvolvimento de um modelo experimental de hemisferotomia em ratos
Palabras clave en portugués
Amina Dextrana Biotinizada não fluorescente
Córtex cerebral
Hemisferotomia
Imagens tomográficas in vivo
Neurotraçador
Resumen en portugués
INTRODUÇÃO: A hemisferotomia é uma técnica cirúrgica de desconexão hemisférica eficaz para o controle das epilepsias refratárias. Porém, os modelos cirúrgicos nas áreas experimentais da neurocirurgia e reabilitação não abordam a técnica de ressecção e desconexão cortical que reproduza as condições clínicas de tratamento neurocirúrgico. Desta forma, o uso de um modelo experimental para investigar mecanismos relacionados às alterações neurofisiológicas, à neuroplasticidade e à recuperação funcional é relevante para determinar e compreender novas formas de intervenções no tratamento da epilepsia, após intervenção neurocirúrgica. OBJETIVO: Desenvolver um modelo experimental de cirurgia em ratos adultos jovens que reproduza os procedimentos da hemisferotomia realizada em seres humanos; Identificação das vias e fibras desconectadas, através de neurotraçamento; Determinar a atividade encefálica através de tomografia computadorizada (SPECT). MÉTODOS: Foram utilizados 26 ratos Wistar machos, jovens (pesando 260 ± 10g), distribuídos em dois grupos (cirurgia experimental ? CE e controle ?CT). O grupo CT não foi submetido à cirurgia experimental, sendo constituído por cinco animais e dividido em dois subgrupos: neurotraçamento (n = 4) e SPECT (n = 1). O grupo CE foi formado por 21 animais. Com relação a esse grupo, oito ratos submetidos à hemisferotomia morreram, antes do desfecho final do experimento; portanto, 13 ratos do grupo CE foram utilizados com a seguinte distribuição: neurotraçamento (n=10) e SPECT (n=3). A cirurgia compreendeu as seguintes etapas: (a) desconexão frontal; (b) ressecção cortical; (c) calosotomia; (d) hipocampectomia; (e) desconexão temporal; (f) desconexão posterior. Para identificar vias e fibras desconectadas após a CE, um neutraçador anterógrado não fluorescente, a amina dextrana biotinizada (BDA 10000 MW), foi microinjetado, no no hemisfério direito, na área motora do neocórtex (M1), de acordo com o atlas estereotáxico de Paxinos e Watson (2007), segundo as seguintes coordenadas: anteroposterior (AP) = 0,12 mm; médio-lateral (ML) = 2,0 mm e dorsoventral (DV) = 5,8 mm para M1. Duas semanas após o procedimento cirúrgico, os ratos de ambos os grupos: (a) grupo CT (n = 1) e CE (n = 3) foram anestesiados, e imagens foram obtidas (SPECT), utilizando o fármaco hexametil-propileno-amina-oxima (HMPAO-99mTc), para verificar a perfusão em áreas funcionais do cérebro dos animais. Para a triagem comportamental e avaliação da atividade locomotora (Teste Rotarod), utilizamos 30 ratos Wistar, machos, jovens e adultos, distribuídos aleatoriamente em três grupos: CT (10 ratos), grupo pseudo-operado ou Sham = craniotomia (10 ratos) e CE (10 ratos). Os grupos Sham e CT não foram submetidos à lesão cerebral. RESULTADOS: No CT, as vias corticoestriadas marcadas com BDA foram encontradas ipsilateralmente aos sítios de microinjeção de BDA, sendo possível iddentificar o cruzamento da linha mediana pelo neurotraçador, por meio do corpo caloso, atingindo o córtex cerebral contralateral e corpos neuroniais localizados na camada cortical multiforme. No grupo CE, as microinjeções do neurotraçador no córtex motor primário (M1) mostraram fibras corticais eferentes marcadas ipsilateralmente com BDA e projeções intra-hemisféricas colaterais, positivas para BDA, dirigindo-se para o neostriato, com uma rarefação da projeção inter-hemisférica e ausência de marcação do BDA no hemisfério contralateral, o que sugere uma clara interrupção das vias córtico-corticais. A microinjeção de BDA no neoestriado (CPu) demonstrou a preservação das vias córtico-neoestriatais, vias dopaminérgicas nigro-estriadas. Nas imagens obtidas por SPECT, podemos observar que a perfusão cerebral foi uniformemente distribuída nos hemisférios cerebrais, considerando as áreas encefálicas: rostral/caudal e dorsal/ventral encefálica no grupo CT e que houve hipoperfusão ipsilateral no grupo CE. Com relação à função motora, segundo a análise de variância de duas vias (Two-way ANOVA), houve efeito significativo do tratamento [F (34,24) = 2; P <0,0001], do tempo [F (2,19) = 27; P <0,007] e da interação tratamento versus tempo [F (4) = 21,26; P <0,0001]. No período pré-operatório, o desempenho motor foi significativamente afetado, de forma que ocorreu aumento no número de tentativas para manter o equilíbrio na barra giratória do Teste Rotarod, em 10 dias [teste post hoc de Bonferroni; P <0,001 e 30 dias [teste post hoc de Bonferroni; P <0,001], após a CE, em comparação com o grupo CT. No entanto, houve tendência de recuperação do déficit funcional, ao longo do tempo. CONCLUSÃO: O novo modelo experimental proposto de hemisferotomia mostrou-se tecnicamente viável e comparável aos procedimentos cirúrgicos utilizados atualmente em pacientes com epilepsia refratária. Além de esse novo modelo possibilitar o desenvolvimento de novas estratégias de reabilitação em modelos experimentais, ele permite descrever as bases neurológicas desta intervenção terapêutica em áreas de neurocirurgia, neurologia experimental e de neurorreabilitação
Título en inglés
Development of experimental model of hemispherotomy in rats
Palabras clave en inglés
Cerebral cortex.
CT images in vivo
Hemisferotomy
Neurotracer
Non-fluorescent biotinylated amine Dextran
Resumen en inglés
INTRODUCTION: Hemispherotomy is an effective hemispheric disconnection surgical technique for the control of refractory epilepsy. However, the surgical models in the experimental areas of neurosurgery and rehabilitation do not address the technique of cortical resection and disconnection that reproduces the clinical conditions of neurosurgical treatment. Thus, the use of an experimental model to investigate mechanisms related to neurophysiological changes, neuroplasticity, and functional recovery is relevant to determine and understand new forms of interventions in the treatment of epilepsy after neurosurgical intervention. OBJECTIVE: To develop an experimental model of surgery in young adult rats that reproduces the procedures of the hemispherotomy; Identification of disconnected pathways and fibers through neuronal tract tracing; To determine the functional brain morphology through computed tomography (SPECT). METHODS: Twenty - six male Wistar rats (weighing 260 ± 10 g) were distributed in two groups (experimental surgery - ES and control - CT). The CT group was not submitted to experimental surgery, consisting of five animals and divided into two subgroups: neuronal tract tracing (n = 4) and SPECT (n = 1). The ES group consisted of 21 animals. Eight rats submitted to hemispherotomy died before the final outcome of the experiment, therefore, 13 rats of the ES group were used with the following distribution: neuronal tract tracing (n = 10) and SPECT (n = 3). The surgery comprised the following steps: (a) frontal disconnection; (b) cortical resection; (c) callosotomy; (d) hypocampectomy; (e) temporary disconnection; (f) disconnection posterior. To identify unpaired fibers and pathways after EC, the non-fluorescent anterograde neutral - biotinylated amine dextran (BDA 10000 MW) - was microinjected on the right side of the motor cortex (M1) according to the stereotaxic atlas of Paxinos and Watson (2007 ) as follows: anteroposterior (AP) = 0.12 mm; (ML) = 2.0 mm and dorsoventral (DV) = 5.8 mm for M1. Two weeks after the surgical procedure, rats from both groups: (a) CT group (n = 1) and ES (n = 3) were anesthetized, and images were obtained (SPECT) using the drug hexamethyl-propylene-amine-oxime (HMPAO-99mTc) to verify perfusion in functional areas of the animals' brains. For the behavioral screening and evaluation of locomotor activity (Rotarod test), we used 30 Wistar rats, male, young and adult, randomly distributed in three groups: CT (10 rats), Sham = craniotomy (10 rats) and ES (10 rats). The Sham and CT group were not submitted to brain injury. RESULTS: In CT, BDA-labeled corticostriatal pathways were found ipsilaterally at BDA microinjection sites, and it was possible to visualize the crossing of the neurotracer in the corpus callosum, reaching the contralateral cerebral cortex and neuronal bodies located in the multiform cortical layer. In the EC group, microinjections of the neurotracer in the primary motor cortex (M1) showed ipsilaterally labeled corticofugal fibers with BDA and intracortical projections of BDA to neostriatum, with a rarefaction of interhemispheric projection and absence of BDA marking in the contralateral hemisphere, which suggests a clear interruption of the corticocortical routes. The microinjection of BDA in CPu demonstrated the preservation of the cortico-neostriatal, nigrostriatal dopaminergic pathways. In the images by SPECT, we can observe that the cerebral perfusion was evenly distributed in the cerebral hemispheres, considering the encephalic areas: rostral/caudal and dorsal/ventral brain in the CT group and ipsilateral hypoperfusion in the ES group. Regarding motor function, two-way ANOVA promoted significant treatment effect [F (34,24) = 2; P <0.0001], time [F (2.19) = 27; P <0.007] and treatment versus time interaction [F (4) = 21.26; P <0.0001]. In the preoperative period, motor performance was significantly affected, so that there was an increase in the number of attempts to maintain balance in the Rotarod Test in 10 days [Bonferroni post hoc test; P <0.001 and 30 days [post hoc Bonferroni test; P <0.001], after ES, compared to the CT group. However, there was a tendency to recover the functional deficit over time. CONCLUSION: The proposed new experimental model of hemispherotomy was technically feasible and comparable to the surgical procedures currently used in patients with refractory epilepsy. In addition to this new model, it is possible to develop new rehabilitation strategies in experimental models, which allows us to describe the neurological bases of this therapeutic intervention in neurosurgery, experimental neurology and neuro-rehabilitation
 
ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso:
Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes del documento es obligado indicar el nombre de la persona autora.
IvairMatiasJunior.pdf (6.79 Mbytes)
Fecha de Publicación
2020-02-06
 
ADVERTENCIA: Aprenda que son los trabajos derivados haciendo clic aquí.
Todos los derechos de la tesis/disertación pertenecen a los autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Tesis y Disertaciones de la USP. Copyright © 2001-2021. Todos los derechos reservados.