Die Analyse der Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) ist ein leistungsfähiges Instrument zur verbesserten Erkennung verschiedener Prozesse im zentralen Nervensystem, wie Blutungen, Entzündungen, Infektionen, Tumoren und anderen klinischen Zuständen. Darüber hinaus sind serielle Bewertungen von Verbindungen in der CSF (wie Hormonen, Medikamenten, Neurotransmittern, Biomarkern, Metaboliten und Viren) sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der translationalen Forschung gleichermaßen von entscheidender Bedeutung. Das Volumen der CSF im zentralen Nervensystem wird durch Sekretion und Absorption stabil gehalten.
I.Betriebliche Überlegungen
Die Entnahme der CSF erfolgt üblicherweise entweder über eine Hirnventrikel- oder Lumbalpunktion. Bei der Lumbalpunktion besteht bei nichtmenschlichen Primaten ein relativ geringes Komplikationsrisiko, da bei den meisten Arten die Lumbalpunktionsstelle weit vom Ende des Rückenmarks entfernt liegt. Eine angemessene Anästhesie und aseptische Techniken, einschließlich der Vorbereitung der Stelle wie Rasieren und der Verwendung steriler Materialien, sind erforderlich. Es sollten mindestens sterile Handschuhe, Spritzen und Nadeln verwendet werden, wobei sterile Operationstücher in Betracht gezogen werden sollten. Die Entnahme der CSF erfolgt üblicherweise in Seitenlage, Brustlage oder Sitzposition, wodurch der Zugang zu den Hirnventrikeln verbessert oder der Zwischenwirbelraum durch Beugung des Halses oder der Wirbelsäule vergrößert wird. Die Größe und Länge der gewählten Nadel sollte für die Art und Größe der nichtmenschlichen Primaten geeignet sein. Techniken, Ausrüstung, während des Verfahrens verwendete Verbrauchsmaterialien und perioperative Versorgung variieren je nach Art, Forschungszielen und klinischen tierärztlichen Präferenzen.
Einige Forschungsprotokolle erfordern möglicherweise eine kontinuierliche Entnahme von CSF über einen bestimmten Zeitraum oder die Entnahme von CSF-Proben von nicht betäubten Probanden. Für diese Protokolle kann die kontinuierliche CSF-Entnahme von wachen Rhesusaffen über langfristig implantierte CSF-Katheter erfolgen, die an subkutane Entnahmeöffnungen angeschlossen sind.
Der Autor hat alle Anstrengungen unternommen, um die neuesten Referenzen zu finden, die sich auf das Gesamtvolumen der CSF, Grenzwerte oder Empfehlungen für Durapunktionen, Entnahmehäufigkeit, sichere Entnahmemenge und CSF-Nachfüllraten beziehen. Die Literatur zu diesem Aspekt ist für die meisten nichtmenschlichen Primaten begrenzt. Darüber hinaus variieren die Entnahmemethoden, da Umfragen unter Mitgliedern der Non-Human Primate Veterinary Association zeigen, dass verschiedene Institutionen erfolgreich unterschiedliche Methoden zur CSF-Entnahme anwenden. Daher gibt der Autor Überlegungen und Empfehlungen zur CSF-Entnahme auf der Grundlage der vorhandenen besten Erkenntnisse.
Zur Referenz: Frühere Studien haben ergeben, dass das scheinbare CSF-Volumen bei erwachsenen männlichen Rhesusaffen (8,0-10,6 kg) 10+/-0,06 ml beträgt, bei einer CSF-Flussrate von 0,018+/-0,003 ml/min. Die CSF-Bildungsrate bei Rhesusaffen liegt zwischen 28,6-44,2 μl/min. In diesem Bereich sind weitere Forschungen an nichtmenschlichen Primaten erforderlich, um die Entwicklung aussagekräftigerer Empfehlungen zu ermöglichen.
II. Mögliche Nebenwirkungen
Obwohl Komplikationen bei der CSF-Entnahme bei nichtmenschlichen Primaten selten sind, können anatomische Abweichungen und unsachgemäße oder unangemessene technische Methoden zu Probenschäden oder Komplikationen wie Blutungen, Hernien, Infektionen, Schäden am Hirnstamm, Rückenmark oder den Nervenwurzeln sowie zu Beschwerden bei den Tieren führen. Diese Komplikationen sind zwar selten, können aber das Wohlergehen der Tiere beeinträchtigen.
Aufgrund der damit verbundenen Risiken sollte die Entnahme von Liquor cerebrospinalis von einem Tierarzt oder geschultem tiermedizinischem Personal erfolgen. Bei erfolglosen Versuchen der Liquorentnahme können die Vorgehensweisen variieren. Es ist üblich, einer Person bis zu drei erfolglose Versuche zu gestatten. Nach dem dritten erfolglosen Versuch sollte eine andere qualifizierte Person übernehmen. Wenn die zweite Person nach drei Versuchen keinen Liquor entnehmen kann, sollten die Versuche abgebrochen werden. In der Zwischenzeit erhält das Tier eine geeignete schmerzstillende Behandlung und erwacht aus der Narkose. Ein Wechsel der Entnahmestelle (z. B. von den Hirnventrikeln in die Lendenwirbelsäule) nach erfolglosen Versuchen führt häufig zum Erfolg. Bei einem fehlgeschlagenen Versuch ohne bildgebende Kontrolle kann eine fluoroskopisch unterstützte Nadelplatzierung verwendet werden. Neben der Erhöhung der Erfolgsrate kann die bildgebende Kontrolle auch die Rate traumatischer Punktionen reduzieren.
Die postoperative Überwachung sollte fortgesetzt werden, bis das Tier in seinen Käfig zurückkehrt und ohne Unterstützung eine aufrechte Haltung beibehalten kann. Die Überwachung der Tiere sollte mindestens 24 Stunden dauern oder gemäß dem vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) genehmigten Protokoll erfolgen. Die Überwachung sollte die Beurteilung grundlegender physiologischer, verhaltensbezogener und motorischer Parameter umfassen. Anzeichen neurologischer Funktionsstörungen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Lethargie, Depression, Koma und Anzeichen von Kopfdrücken, sollten besonders beurteilt werden. Kopfschmerzen und daraus resultierende intrakraniale Hypotonie nach der Liquorsammlung sind in der Humanmedizin nicht ungewöhnlich. In Anbetracht dieser potenziellen Komplikation bei nichtmenschlichen Primaten sollte während der Operation eine schmerzstillende Behandlung erfolgen und für 2-3 Tage postoperativ fortgesetzt werden oder nach Bedarf basierend auf postoperativen Beobachtungen im Zusammenhang mit Verhaltensweisen, die mit Kopf- oder Rückenschmerzen verbunden sind. Das wirksamste Analgetikaschema kann eine umfassende Behandlung umfassen, die präoperativ eingeleitet wird.
III. IACUC-Überlegungen und Aufzeichnungsführung
Der IACUC sollte mit den Verfahren zur CSF-Sammlung und allen möglichen Komplikationen vertraut sein und diese mindestens einmal jährlich überprüfen. Alle relevanten Informationen, wie Medikamentendosierungen, präoperative Vorbereitungen, gesammelte CSF-Mengen, Sammelhäufigkeit und kurzfristige und langfristige postoperative Erholung, sollten im IACUC-Protokoll beschrieben und in Krankenakten oder Laborprotokollen entsprechend dokumentiert werden.
Obwohl CSF wichtige Daten in Forschungsprotokollen sein können, können unsachgemäße Entnahmetechniken das Wohlergehen der Tiere beeinträchtigen. Bei der Einreichung von Protokollen sollten wissenschaftliche Begründungen für die Anzahl und Häufigkeit der Entnahmen vorgelegt werden. Insbesondere sollte das IACUC jeden Vorschlag zur CSF-Entnahme sorgfältig prüfen und Folgendes berücksichtigen:
1. Ist die CSF-Sammlung für das Erreichen der im Protokoll beschriebenen wissenschaftlichen Ziele unbedingt erforderlich?
2. Gibt es alternative Methoden und weniger invasive Untersuchungsmethoden des zentralen Nervensystems (wie etwa bildgebende Verfahren) und wurden diese ggf. in Betracht gezogen?
3. Sind die Bediener entsprechend geschult und verfügen sie über ausreichende Kenntnisse?
4. Werden geeignete perioperative Anästhesie- und Analgesieschemata bereitgestellt? Bezüglich Anästhesie- und Analgesieplänen sollte Rücksprache mit Labortierärzten gehalten werden.
5. Wird bei der gesammelten Zerebrospinalflüssigkeit das Alter und die Größe des Tieres berücksichtigt?
6. Sind Anzahl und Häufigkeit der Durapunktionen für das Tier geeignet und wurde das Risiko von Komplikationen minimiert? Wenn mehrere CSF-Sammlungen Teil der Studie sind, sollten die maximalen Sammelzeiten für jedes Tier angegeben werden.
7. Ist der postoperative Überwachungsplan angemessen?
8. Wurden alle möglichen postoperativen Komplikationen berücksichtigt und alle sinnvollen Eingriffe, einschließlich Euthanasie, aufgeführt?
