Accident vasculaire cérébral ischémique chez l’Homme

L’efficacité du traitement dépend de l’emplacement et de la composition du caillot

Modèles d’AVC ischémique distal :

Approches communes : tous nos modèles expérimentaux d’AVC ischémique lacunaire sont réalisés chez des souris avec un protocole chirurgical présentant une base commune. L’ischémie cérébrale est induite par une approche externe (craniotomie) de l’artère cérébrale moyenne (MCA) au carrefour entre les segments M2 et M3. Ensuite, un protocole de thrombose spécifique est effectué en fonction du modèle choisi. La formation de caillots est contrôlée à l’aide d’un enregistrement Laser Doppler. Quel que soit le modèle choisi, les lésions induites sont limitées au cortex cérébral avec un taux de mortalité très faible (<1%).

4 modèles d’ischémie distale sont proposés pour répondre à votre questionnement scientifique :

  • Thrombose avec caillot riche en fibrine
  • Thrombose avec caillot riche en plaquettes
  • Ischémie permanente
  • Accident ischémique transitoire

Pour chaque modèle :
-> Publications et de nombreuses données sont disponibles
-> Les souris OGM peuvent-être utilisées pour des études mécanistes
-> Divers protocoles d’administration sont disponibles, y compris des traitements de longue durée chez les souris éveillées

Thrombose avec caillot riche en fibrine

    • Injection de thrombine dans la lumière de la MCA

 

  • Recanalisation spontanée 24h après le début de l’AVC
  • Recanalisation réalisée à l’aide de rtPA
  • Fenêtre thérapeutique du rtPA est définie avec précision

 

Thrombose avec caillot riche en plaquettes

  • Lésion chimique de la paroi artérielle par application locale de FeCl3
  • Formation d’un thrombus riche en plaquettes
  • Recanalisation spontanée > 24h
  • Modèle résistant à la fibrinolyse induite par le rtPA
  • Sensible à l’agent antiplaquettaire + fibrinolyse

Fig. 1 : histologie des thrombis induits soit avec A) de la thrombine, soit avec B) du FeCl3. Les caillots générés avec la thrombine contiennent plus de fibrine et moins de plaquettes que ceux produits avec FeCl3. Légende : La fibrine (rouge), les plaquettes (vert) et DAPI (bleu).

Fig. 2: Mesure de la reperfusion du cortex cérébral après fibrinolyse au rtPA par une analyse Laser speckle dans le modèle de caillots riches en fibrine chez la souris. La ligne pointillée montre la zone ischémiée.

Fig. 3 : Modèle de caillot riche en fibrine chez la souris : effets de la fibrinolyse au rtPA précoce (20 min) ou tardive (4h) sur A) Score angiographique à 3h, 6h ou 24h après l’apparition de l’AVC (ARM-TOF), B) indice de perfusion mesuré 20 min ou 24h après l’apparition de l’AVC (IRM pondérée de perfusion (PWI)) et C) taille de la lésion 24h après l’apparition de l’AVC (IRM pondérée T2). * p < 0.05. Données exprimées en moyenne ± ESM.

Adapted de Orset et al., Neuromethods, 2016, 120:59-68.

Ischémie permanente

  • Électrocoagulation et section de la MCA
  • Modèle sans reperfusion

Fig. 4 : exemple de résultat obtenu avec un modèle d’ischémie permanente chez la souris pour évaluer les effets des anticorps anti-CD49d sur l’infiltration des leucocytes. Résultats obtenus 7 jours après l’AVC : A) distribution superposée CD45+ leucocyte hors de la zone centrale de l’infarctus, B) numération des leucocytes CD45+ dans les hémisphères ipsilatéral (ip) et controlatéral (con). Données exprimées en moyenne ± ESM. IgG: anticorps témoins.

 Adapté de Llovera et al., Science Translationnal Medicine, 2015, 7:299ra121. 

Accident ischémique transitoire (AIT)

  • Pression mécanique sur MCA à l’aide d’une pipette émoussée
  • Durée d’occlusion contrôlée avec précision
  • Cinétique de l’aspect de la lésion caractérisée
  • La courte durée de l’ischémie (< 15 min) mime l’AIT

Fig. 5: Volume de l’infarctus cérébral après occlusion de la MCA pour des durées comprises entre 5 secondes et 90 minutes. Une occlusion de 15 minutes reproduit les caractéristiques de l’AIT. n = 10 par groupe. *P<0.05, **P<0.01 et ***P<0.001 par rapport au groupe pseudo-opéré. Données exprimées en moyenne ± SEM. pMCAO: occlusion permanente.

Adapté de Orset et al., Neuromethods, 2016, 120:59-68.

Modèles d’AVC ischémique proximal

AVC thrombo-embolique : version mono-caillot (rat)

  • Embolie par injection d’un seul caillot fabriqué à partir de sang autologue
  • Le caillot est placé à la base du MCA
  • Modèle sensible à la fibrinolyse rtPA
  • De nombreuses données sont disponibles, dont une fenêtre thérapeutique bien définie.
  • La lésion induite est variable avec un taux de mortalité élevé (20 à 40%).

AVC thrombo-embolique : version multi-caillot (rat)

  • Embolie par injection de plusieurs caillots fabriqués à partir de sang autologue
  • De petits caillots standardisés (1 mm de long) sont injectés vers la base du MCA
  • Le volume de tissu infarci et le taux de mortalité (10 à 50%) sont liés au nombre de caillots injectés (5 à 9)
  • Efficacité du rtPA est liée au nombre de caillots injectés
  • Avec 9 caillots, le modèle devient résistant au rtPA
  • La lésion induite est variable

Ischémie transitoire (rat)

  • Ischémie induite par occlusion mécanique (monofilament) à la base de la MCA
  • Le retrait du monofilament permet une recanalisation complète et instantanée de la MCA, imitant la thrombectomie
  • Volumes de lésions importants et taux de mortalité élevé (20 à 40 %)

Fig. 1 : Effets de l’altéplase (i.v. 2h après l’AVC) sur le score de déficit neurologique (A) et le volume de la lésion (B) 24h après l’AVC thromboembolique induit par 5 ou 9 caillots chez le rat. La résistance à l’altéplase est obtenue avec 9 caillots. *P<0.05 par rapport au véhicule. Données exprimées en moyenne ± SEM. Données de validation interne.

Fig. 2 : Coupe représentative obtenue avec des modèles de course distale colorée au TTC. Le tissu cérébral infarci ne se colore pas en rouge.

Modèle FAST chez la souris : faire face à la variabilité clinique

  • STROK@LLIANCE propose une stratégie unique visant à vérifier la performance de votre médicament candidat dans une situation reproduisant la variabilité d’un essai clinique

Chez l’Homme, les essais cliniques sont caractérisés par une grande variabilité de l’évolution des déficits observés chez les patients victimes d’un AVC ; Les déficits sont généralement évalués 90 jours post AVC à l’aide d’échelles telles que NIHSS ou le score de Rankin. L’étude de référence NINDS (NINDS, N Engl J Med,1995, 333: 1581-1588) a rapporté que 20% des patients avaient une déficience mineure ou nulle 3 mois après l’AVC, 27% des patients présentaient des symptômes modérés à sévères, tandis que 21% étaient décédés. Dans ce contexte, l’Altéplase modifie positivement la réparation des patients dans chacune des différentes catégories (Fig. 1).

Fig. 1 : Effets de l’altéplase (rt-PA) sur les résultats 3 mois après l’AVC.

Loin de la situation bien reproductible et contrôlée du laboratoire, la variabilité clinique remet en question la prédictivité des essais précliniques. STROK@LLIANCE propose une stratégie unique visant à vérifier les performances de votre médicament candidat avec la variabilité des situations cliniques.

  • Modèle FAST chez la souris : faire face à la variabilité clinique
    • Formation périphérique de caillot induit par FeCl3 sur la carotide commune
    • Massage artériel pour provoquer une thrombo-embolie
    • La variabilité des patients NIHSS arrivant en urgence est reproduite chez la souris
    • La procédure expérimentale permet l’induction de l’AVC chez de nombreux animaux en peu de temps. La taille des groupes assure une puissance statistique suffisante.

Intraparenchymal or intraventricular haemorrhages are induced by in situ infusions of heterologous blood (mice, rat):
A stereotaxic injection of blood is performed in cerebral parenchyma or ventricular space. In this model without vascular rupture, the volume of parenchymal hematoma directly depends on the volume of blood injected. Cerebral lesions are related to heme toxicity and overpressure.

Intracerebral hemorrhages induced by collagenase injection (mice, rat):
A stereotaxic injection of collagenase is performed leading to a rupture of the blood vessel’s wall. The severity of the hematoma is then dependent on the quantity of the collegenase injected.

Intracerebral aneurisms (mice): formation and rupture
Subarachnoid hemorrhages:
Aneurisms are induced by the stereotaxic injection of elastase in the Willis’ circle of hypertensive mice. Hypertension is induced by chronic peripheral infusion of angiotensin II.