التدريب القائم على النشاط في حلقة مفرغة مع النخاع الشوكي أصيب ويستار
يناير 16, 2019
هذا البروتوكول يوضح لنا نموذجا للتدريب على أساس النشاط الحركي المطحنة للفئران مع إصابات النخاع الشوكي (الخيال العلمي). وشملت مجموعات كلا كوادروبيدال وفوريليمب فقط، بالإضافة إلى نوعين متميزين من مجموعات التحكم غير مدربين. المحققون قادرين على تقييم آثار التدريب على علوم الفئران باستخدام هذا البروتوكول.
عادة ما تستخدم ممارسة والتدريب الحركي في العلاجات التأهيلية في النخاع الشوكي المصابين المرضى. الميزة الرئيسية للتدريب القائم على النشاط هو أنه تم توثيق العديد من الفوائد الوظيفية ، سواء في الدراسات الحيوانية قبل السريرية ، وفي الممارسة السريرية. سيكون إظهار الإجراء جيمس أرمسترونغ، وكريستين ياربيري، وكلاهما من كبار فنيي الأبحاث، وجايسون غومبل، وهو طالب دراسات عليا من مختبري. خلال الأسبوع الذي يسبق إصابة الحبل الشوكي، تعامل مع كل فأر لمدة خمس إلى عشر دقائق، مرة واحدة في اليوم لمدة خمسة أيام. في يوم الإصابة ، يحلق الشعر من الجزء الخلفي من أول 200 إلى 225 غرام الفئران ، في موقع الإصابة ، ووضع الحيوان المُجرّد على وسادة تدفئة في مكان منخفض. إدارة زيوت التشحيم العين، وهو مضاد حيوي عام طويل المفعول، مسكن، وخمسة ملليلتر من المالحة الفسيولوجية. تقدير موقع مستوى الآفة المستهدفة ، استنادا إلى protuberances الفقرية ، واستخدام عدد 10 مشرط لجعل شق ما يقرب من خمسة سنتيمترات على dorsum من الحيوان ، مباشرة فوق فقرات خط الوسط. باستخدام الهيموستات، تراجع العضلات الجانبي، وذلك باستخدام 4-0 خياطة الحرير. بالنسبة للكدمات الصدرية المتوسطة، استخدم الرونكور لإزالة لامينا الفقرات T7 المتراكبة، لفضح مستوى T8-T9 من الحبل الشوكي، واستخدام جهاز كدمة لأداء الكدمات. بعد تقديم الإصابات، واستخدام 4-0 أحادية القطر لخياطة معا العضلات واللفافة على الحبل الشوكي. و أغلق الجلد بـ 9 مليمترات من الجروح الجراحية حقن 5 ملليلتر أخرى من المالحة الفسيولوجية. ثم ضع الحيوانات في أقفاص نظيفة فردية ، على منصات التدفئة مع مراقبة وثيقة لأول 24-48 ساعة. استخدام Cred اليدوي
نظرة عامة
يفصل هذا المقال نموذجاً للقوارض مخصصاً للتدريب النوعي القائم على النشاط (ABT) بعد إصابة الحبل الشوكي (SCI)، مع التركيز على التدريب الحركي (LT) كاستراتيجية لإعادة التأهيل. يهدف البروتوكول إلى استقصاء الآليات التي يعمل من خلالها التدريب النوعي القائم على النشاط (ABT) على تحسين ليس فقط القدرة على الحركة، بل وأيضاً الوظائف الذاتية مثل الوظائف البولية والمعوية والجنسية في الجرذان المصابة بإصابة الحبل الشوكي (SCI). يحاكي هذا النهج بشكل وثيق نماذج إعادة التأهيل السريرية، مما يعزز من أهميته في التطبيقات الانتقالية.
المكونات الرئيسية للدراسة
مجال العلوم
- علم الأعصاب
- أبحاث إعادة التأهيل
- النماذج الحيوانية قبل السريرية
خلفية علمية
- تؤدي إصابات الحبل الشوكي إلى عجز مستمر في الحركة والوظائف الذاتية.
- يُستخدم التدريب الحركي على نطاق واسع في التأهيل السريري لمرضى إصابات الحبل الشوكي.
- أظهر التدريب القائم على النشاط فوائد وظيفية في كل من الدراسات الحيوانية والبشرية.
- إن فهم آليات التحسينات الناجمة عن التدريب القائم على النشاط يمكن أن يساهم في تطوير بروتوكولات سريرية أفضل.
الغرض من الدراسة
- توضيح الآليات الكامنة وراء التحسينات التي يحدثها التدريب القائم على النشاط (ABT) في الوظائف الذاتية بعد إصابة الحبل الشوكي (SCI).
- تنقية وتعزيز بروتوكولات إعادة التأهيل السريري باستخدام النماذج قبل السريرية.
- مقارنة نماذج تدريبية مختلفة (التدريب رباعي القوائم، والتدريب على الأطراف الأمامية فقط، ومجموعات ضابطة غير مدربة) في جرذان مصابة بإصابة الحبل الشوكي (SCI).
الطرق المستخدمة
- استحثاث إصابة متوسطة إلى شديدة بنزع النخاع الشوكي نتيجة كدمة صدرية في الجرذان باستخدام جهاز الكدمات.
- الرعاية ما بعد الإصابة بما في ذلك تسكين الآلام، والمضادات الحيوية، والمراقبة الداعمة.
- توزيع الحيوانات على مجموعات تدريب رباعي الأطراف، أو تدريب الأطراف الأمامية فقط، أو مجموعات ضابطة غير مدربة.
- استخدام سترات قابلة للتعديل وآليات دعم وزن الجسم مصممة خصيصاً أثناء التدريب على جهاز المشي.
- جلسات تدريب يومية على الخطوات (58 دقيقة/يوم، لمدة 10 أسابيع) مع مساعدة فني عند الحاجة.
النتائج الرئيسية
- يتيح هذا البروتوكول تدريباً فعالاً ومتزامناً لعدة حيوانات مصابة بإصابة في النخاع الشوكي (SCI).
- تعتبر نماذج التدريب على المشي رباعي الأرجل أو التدريب على الأطراف الأمامية فقط نماذج ممكنة وقابلة للتكرار.
- يحاكي هذا النموذج ظروف التأهيل السريري بدقة، لا سيما فيما يتعلق بدعم وزن الجسم والمساعدة اليدوية.
- يوفر هذا النموذج منصة لدراسة التعافي الوظيفي والآليات الكامنة وراء إصابات النخاع الشوكي (SCI).
الاستنتاجات
- يُعد بروتوكول التدريب على المشي (ABT) للقوارض نموذجاً قبل سريرياً قوياً لأبحاث إعادة تأهيل إصابات الحبل الشوكي (SCI).
- فهو يسهل الدراسات الميكانيكية للتحسينات الوظيفية التي تلي التدريب الحركي.
- ويعزز هذا النهج الصلة الترجمية من خلال محاكاة استراتيجيات إعادة التأهيل السريري بدقة.
الأسئلة الشائعة
الأهمية التنفيذية للصناعة
يوفر التدريب على جهاز المشي القائم على النشاط في جرذان ويستار المصابة بإصابات في النخاع الشوكي (SCI) نموذجاً قبل سريري ذا صلة ترجمياً لتقييم استراتيجيات التأهيل التي تستهدف التعافي الحركي واللاإرادي على حد سواء. يتيح هذا النهج تقليل المخاطر الميكانيكية المرتبطة بالتحسينات الوظيفية، مما يدعم الثقة التنبؤية في الفرضيات العلاجية في مراحلها المبكرة. كما أن توافق هذا البروتوكول مع نماذج التأهيل السريري يعزز قيمته في عملية فرز المحافظ البحثية واتخاذ قرارات البحث والتطوير متعددة الوظائف.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يُمكِّن من استقصاء الفرضيات العلاجية المتعلقة بالإصلاح العصبي واستعادة الوظائف بعد إصابة الحبل الشوكي (SCI).
- يدعم الحد من المخاطر البيولوجية من خلال نمذجة تدخلات التأهيل ذات الصلة سريريًا في الجسم الحي (in vivo).
- يسهل التحقق من الأهداف الوظيفية للتدخلات التي تستهدف النتائج الحركية واللاإرادية.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر منصة معيارية وقابلة للتكرار لتقييم العلاجات المرشحة في نموذج محكوم لإصابة الحبل الشوكي (SCI).
- يتيح التقييم الكمي لتحسينات الوظائف الحركية واللاإرادية.
- يدعم جاهزية المقايسة للفحص اللاحق للمركبات المجددة للأعصاب أو المعدلة لها.
الأبحاث الترجمية وما قبل السريرية
- يوائم ظروف النماذج قبل السريرية مع بروتوكولات إعادة التأهيل السريرية، مما يعزز الاستمرارية الانتقالية.
- يتيح اتخاذ قرارات تقدم مدروسة بناءً على المخاطر، استناداً إلى نقاط نهاية التعافي الوظيفي ذات الصلة بإصابات الحبل الشوكي (SCI) لدى البشر.
- يدعم تحديد المؤشرات الحيوية الانتقالية المرتبطة بنتائج التدريب القائم على النشاط.
تكامل مسار العمل وتدفق العمليات
يتناسب نموذج التدريب على النشاط القائم على جهاز المشي هذا ضمن التسلسل الممتد من الاكتشاف المبكر إلى التحقق قبل السريري للعلاجات الخاصة بإصابات الحبل الشوكي (SCI).
- بيولوجيا الاكتشاف: تدعم اختبار الفرضيات المتعلقة باللدونة العصبية وآليات التعافي الوظيفي.
- الفحص: توفر مخرجات كمية قابلة للتكرار لمقارنة فعالية التدخلات.
- التحليلات: تتيح قياس الوظائف الحركية، والبولية، والمعوية، والجنسية كمتغيرات تابعة.
- الأبحاث الانتقالية: تربط النتائج قبل السريرية باستراتيجيات التأهيل السريري من خلال محاكاة البروتوكول.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: توفر منصة قياسية وقابلة للتوسع للتقييم المتكرر لمختلف المرشحات العلاجية.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية وتقلل من الغموض الميكانيكي في أبحاث استعادة SCI.
- القيمة التشغيلية: توحد معايير التدريب والتقييم، مما يحسن قابلية التكرار وقابلية التوسع عبر الدراسات.
- القيمة الاستراتيجية: توجه قرارات المضي قدماً أو التوقف وتخصيص رأس المال من خلال توفير نقاط نهاية وظيفية قوية.
- تأثير المحفظة: تتيح تحديد الأولويات للمرشحين بناءً على النتائج ذات الصلة بالترجمة السريرية بعد تعديل المخاطر.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في نماذج إصابات النخاع الشوكي لدى القوارض وبروتوكولات التأهيل.
- يحتاج إلى معدات متخصصة لدعم وزن الجسم والتدريب على جهاز المشي.
- يستلزم توحيد المعايير بين الفرق في التدريب والتقييم وتحليل البيانات.
- قابل للتكيف مع مستويات مختلفة من شدة الإصابة وأنماط التدريب ضمن نموذج إصابة النخاع الشوكي.
- يقتصر على التقييم الوظيفي والميكانيكي قبل السريري؛ ولا يتنبأ بشكل مباشر بالفعالية السريرية.
