The effect of hypothermia and rewarming on the integrity of neuronal networks in an in vivo rodent model
1 Formål
Formålet med pilotstudien er å kartlegge effekten av ekstrem hypotermi og revarming på kortikale nevroner i mus. Hypotermi er brukt mye innenfor medisin for å beskytte hjernen for skader under hjertestans. Tidligere studier har antydet at nevroners dendritter og aksoner remodeleres under kulde og vokser ut igjen under revarming. Dette er etablert i dyr som går i dvale under ekstremt kalde temperaturer og i hjerne slice-kulturer for mus. Det er mer usikkerhet om dette fenomenet også skjer i pattedyr som ikke går i dvale in vivo. Vi har funnet molekylære mekanismer som får nerveceller i kultur til å overleve kulde bedre og vi ønsker i et større prosjekt å teste ut om vi kan overføre slike protektive effekter til nerveceller i en levende organisme. Derfor vil vi først etabelere hvilken effekt hypotermi har på nerveceller under akutt nedkjøling og revarming og optimalisere et hypotermiparadigme for ekstrem hypotermi som kan vise oss eventuelle effekter.
2 Skadevirkninger
Forsøkene er utviklet for å kartlegge effekten av ekstrem hypotermi og revarming i mus i tre forskjellige trinn. Dyrene vil være anestesert under hele hypotermiprosedyren i alle trinn. Kjernetemperaturen til mus vil bli senket systematisk ved bruk av en varmevekselplate. Temperaturen i denne platen blir kontrollert ved bruk av programmerbar elektronikk og kan raskt reverseres fra kulde til varme på en standardisert måte. I trinn 1 vil dyrene bli avlivet ved slutten av hypotermiparadigmet som er utført under anestesi. I trinn 2 og trinn 3 vil dyrene våkne fra hypotermiparadigmet og bli avlivet etter bestemte tidspunkt etter oppvåkning. Dyrene vil aldri bli utsatt for unødvendig smerte. Analgesi trengs ikke under hypotermi der dyrene ikke skal bli utsatt for noen inngrep. Ved planlagte inngrep (temperaturloggeroperasjon/kraniotomioperasjon) vil preemptiv smertelindring administreres.
3 Forventet nytteverdi
Vi ønsker å avdekke systematisk hva som skjer med nevroner under hypotermi og revarming. Det er stor usikkerhet om skade under hypotermi skjer i nedkjølingsprosessen eller i revarmingsprosessen. Det er også stor usikkerhet om eventuelle skader er temperaturavhengige. Pilotstudien vil brukes til å finne ideell temperatur hvor man kan se eventuelle endinger i nevroner. Vi ønsker å bruke funnene fra disse pilotstudiene til et hovedprosjekt der vi introduserer ulike medikamenter relatert til molkekylære mekanismer for bedre kuldeoverlevelse. Dette vil kunne ha stor betydning for medisinske prosedyrer som bruker hypotermi som beskyttelse.
4 Antall dyr og art
Vi skal bruke mus fra muselinjen C57BL/6JRj. Vi skal bruke både hanner og hunner. Totalt antall dyr er 250.
5 Hvordan etterleve 3R
Pilotstudien søker å optimalisere en hypotermiprosedyre for å finne hvilke parametere som gir en viss effekt. Dette bidrar til at vi kan med større sikkerhet dra konklusjoner fra planlagte eksperimenter med medikamentintervajson i hovedprosjektet. Det bidrar også til mer informasjon om hvor mange dyr vi trenger å bruke i hovedprosjektet. Under hypotermieksperimentet vil vi bruke gassanestesi med tilførsel av oksygen for å ha bedre kontroll på respirasjon og oksygenmetning. Hele hjernen til dyrene vil bli lagret og benyttet i mange ulike analyser post-mortem. Dette bidrar til å øke nytteverdien av hvert dyr.
Formålet med pilotstudien er å kartlegge effekten av ekstrem hypotermi og revarming på kortikale nevroner i mus. Hypotermi er brukt mye innenfor medisin for å beskytte hjernen for skader under hjertestans. Tidligere studier har antydet at nevroners dendritter og aksoner remodeleres under kulde og vokser ut igjen under revarming. Dette er etablert i dyr som går i dvale under ekstremt kalde temperaturer og i hjerne slice-kulturer for mus. Det er mer usikkerhet om dette fenomenet også skjer i pattedyr som ikke går i dvale in vivo. Vi har funnet molekylære mekanismer som får nerveceller i kultur til å overleve kulde bedre og vi ønsker i et større prosjekt å teste ut om vi kan overføre slike protektive effekter til nerveceller i en levende organisme. Derfor vil vi først etabelere hvilken effekt hypotermi har på nerveceller under akutt nedkjøling og revarming og optimalisere et hypotermiparadigme for ekstrem hypotermi som kan vise oss eventuelle effekter.
2 Skadevirkninger
Forsøkene er utviklet for å kartlegge effekten av ekstrem hypotermi og revarming i mus i tre forskjellige trinn. Dyrene vil være anestesert under hele hypotermiprosedyren i alle trinn. Kjernetemperaturen til mus vil bli senket systematisk ved bruk av en varmevekselplate. Temperaturen i denne platen blir kontrollert ved bruk av programmerbar elektronikk og kan raskt reverseres fra kulde til varme på en standardisert måte. I trinn 1 vil dyrene bli avlivet ved slutten av hypotermiparadigmet som er utført under anestesi. I trinn 2 og trinn 3 vil dyrene våkne fra hypotermiparadigmet og bli avlivet etter bestemte tidspunkt etter oppvåkning. Dyrene vil aldri bli utsatt for unødvendig smerte. Analgesi trengs ikke under hypotermi der dyrene ikke skal bli utsatt for noen inngrep. Ved planlagte inngrep (temperaturloggeroperasjon/kraniotomioperasjon) vil preemptiv smertelindring administreres.
3 Forventet nytteverdi
Vi ønsker å avdekke systematisk hva som skjer med nevroner under hypotermi og revarming. Det er stor usikkerhet om skade under hypotermi skjer i nedkjølingsprosessen eller i revarmingsprosessen. Det er også stor usikkerhet om eventuelle skader er temperaturavhengige. Pilotstudien vil brukes til å finne ideell temperatur hvor man kan se eventuelle endinger i nevroner. Vi ønsker å bruke funnene fra disse pilotstudiene til et hovedprosjekt der vi introduserer ulike medikamenter relatert til molkekylære mekanismer for bedre kuldeoverlevelse. Dette vil kunne ha stor betydning for medisinske prosedyrer som bruker hypotermi som beskyttelse.
4 Antall dyr og art
Vi skal bruke mus fra muselinjen C57BL/6JRj. Vi skal bruke både hanner og hunner. Totalt antall dyr er 250.
5 Hvordan etterleve 3R
Pilotstudien søker å optimalisere en hypotermiprosedyre for å finne hvilke parametere som gir en viss effekt. Dette bidrar til at vi kan med større sikkerhet dra konklusjoner fra planlagte eksperimenter med medikamentintervajson i hovedprosjektet. Det bidrar også til mer informasjon om hvor mange dyr vi trenger å bruke i hovedprosjektet. Under hypotermieksperimentet vil vi bruke gassanestesi med tilførsel av oksygen for å ha bedre kontroll på respirasjon og oksygenmetning. Hele hjernen til dyrene vil bli lagret og benyttet i mange ulike analyser post-mortem. Dette bidrar til å øke nytteverdien av hvert dyr.