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Comparison of the lesion produced by permanent focal cerebral ischaemia in three animal models using magnetic resonance imaging

Comparación de la lesión producida en tres modelos animales de isquemia cerebral focal permanente mediante resonancia magnética
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Affiliation
1 Hospital Clinico de Santiago de Compostela, 15706 Santiago de Compostela , Espana

*Correspondencia: Dr. José Castillo Sánchez. Servicio de Neurología. Hospital Clínico Universitario. Travesa da Choupana, s/n. E-15706 Santiago de Compostela (A Coruña).
E-mail: jose.castillo@usc.es

Rev Neurol 2011 , 53(5), 265–274; https://doi.org/10.33588/rn.5305.2010625
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Abstract

Introduction: Animal models of brain ischemia are essential to reveal the full aspects of cerebrovascular pathologies. The perfect animal model that reflects every aspect of stroke pathophysiology does not exist, hence there is a need for a proper selection of the animal model in order to interpret properly the results from experimental research.

Aim: To characterize and compare the temporal evolution of three common models of focal brain ischemia using magnetic resonance imaging (MRI) techniques.

Materials and methods: Thirty Sprague-Dawley rats were distributed into three groups, each of them submitted to one of the following surgery procedures: middle cerebral artery (MCA) intracranial suture, MCA electrocoagulation, and MCA intraluminal suture. Each rat was subjected to an MRI study at days 1, 2, 3, 4, 7 and 14 post-surgery. T2 weighted images were obtained in order to calculate both lesion volumes and edema.

Results: Infarct volume and edema were maximal for the intraluminal model (peaks of mean 297 ± 163 mm3 and mean 17 ± 9%, respectively) compared to intracranial suture (178 ± 62 mm3 and 9 ± 6%, respectively) and electrocoagulation (181 ± 45 mm3 and 9 ± 6%, respectively) models.

Discussion: The intraluminal occlusion of the MCA model, although yields in the highest mortality rate (28%), it is the more suitable for long term studies, mainly because of the absence of craniotomy. In the electrocoagulation model a non ischemic lesion region is observed which leads to an abnormal lesion evolution as compared with the other two models.

Resumen
Introducción Los modelos animales de isquemia cerebral son indispensables en la investigación de la patología cerebrovascular. Actualmente, no existe un modelo experimental que refleje perfectamente la fisiopatología del ictus, por lo que la selección de éste es fundamental para una interpretación correcta de los resultados obtenidos.

Objetivo Caracterizar la evolución temporal de tres modelos comunes de isquemia cerebral focal permanente mediante resonancia magnética.

Materiales y métodos Treinta ratas macho Sprague-Dawley se dividieron en tres grupos, cada uno sometido a los siguientes modelos quirúrgicos: sutura intracraneal de la arteria cerebral media (ACM), electrocoagulación de la ACM y oclusión intraluminal de la ACM. Cada animal se sometió a una exploración por resonancia magnética los días 1, 2, 3, 4, 7 y 14 tras la cirugía. A partir de imágenes adquiridas con secuencias potenciadas en T2 se calcularon tanto el volumen de lesión como el grado de edema.

Resultados El modelo intraluminal presentó mayor volumen de infarto (media: 297 ± 163 mm3 de volumen máximo) y mayor edema (media: 17 ± 9% de edema máximo) frente al modelo de sutura intracraneal (178 ± 62 mm3 y 9 ± 6%, respectivamente) y electrocoagulación (181 ± 45 mm3 y 9 ± 6%, respectivamente). Discusión. Pese a presentar una mayor mortalidad (28%), el modelo de oclusión intraluminal de la ACM es el más adecuado para estudios a largo plazo al no precisar craneotomía, al contrario que los modelos transcraneales. El modelo de oclusión por electrocoagulación muestra una región cerebral de lesión no isquémica y una evolución de la lesión diferente a los otros dos modelos.
Keywords
Animal models
Brain ischemia
Electrocoagulation
Intracranial suture
Intraluminal suture
Magnetic resonance imaging
Rats
Palabras Claves
Electrocoagulación
Isquemia cerebral
Modelo animal
Oclusión intraluminal
ratas
Resonancia magnética
Sutura intracraneal
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