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Gebrechlichkeit umfasst eine erhöhte Anfälligkeit für gesundheitsschädliche Folgen, die typischerweise mit fortgeschrittenem Alter verbunden sind 1,2,3. Sie äußert sich in einer verminderten Resilienz gegenüber Stressoren und einem Verlust der normalen physiologischen Funktion, was möglicherweise die Unabhängigkeit einschränkt und ältere Menschen für Komorbiditäten und Mortalität prädisponiert 3,4,5. Gebrechlichkeit kann helfen, die Unterschiede in den gesundheitlichen Ergebnissen zu erklären, die häufig zwischen Menschen im gleichen chronologischen Alterbeobachtet werden 6. Beim Menschen umfassen die Gebrechlichkeitsbewertungen den Gebrechlichkeitsphänotyp 7,8 und den Gebrechlichkeitsindex 9,10,11, die die körperliche Leistungsfähigkeit (z. B. Schwäche, Ausdauer oder Gewichtsverlust) bzw. die Anzahl der Defizite in allen Organsystemen bewerten. Tierversuche haben einen Gebrechlichkeitswert mit fünf körperlichen Kriterien sowie einen Gebrechlichkeitsindex von 31 Punkten 12,13,14 berücksichtigt. Beide Ansätze haben ihre Stärken und Schwächen. Die Gebrechlichkeitsphänotypisierung ermöglicht eine hervorragende Charakterisierung der verminderten körperlichen Leistungsfähigkeit, die für Projekte von Wert ist, die sich mit Sarkopenie, neuromotorischer Dysfunktion oder anderen altersbedingten Veränderungen der körperlichen Funktion befassen. Die Phänotypisierung ist nicht-invasiv und nicht-terminal. Diese Methode zur Quantifizierung der Gebrechlichkeit erfordert jedoch spezielle Geräte (z. B. Nagetierlaufbänder, Rotarods, Laufräder und Griffmesser) und ist sehr zeitaufwändig. Einem Gebrechlichkeitsphänotyp, der sich auf die körperliche Funktion konzentriert, fehlt die Robustheit von Indizes, die Gebrechlichkeit über verschiedene Körpersysteme hinweg berücksichtigen. Dementsprechend schaffen Gebrechlichkeitsindizes, die entwickelt wurden, um Defizite über mehrere Systeme hinweg zu bewerten, eine umfassendere Bewertung der Gebrechlichkeit. Sie sind in der Regel auch nicht-invasiv, einfach zu verabreichen und erfordern keine spezielle Ausrüstung oder viel Zeit. Gebrechlichkeitsindizes, die auf der Akkumulation von Defiziten basieren, beurteilen nicht ohne weiteres die kognitive Funktion und führen zu Subjektivität bei der Bewertung von Defiziten, insbesondere wenn mehrere Evaluatoren verwendet werden, obwohl die Auswirkungen dieser Subjektivität durch Diskussion und Verfeinerung von Bewertungstechniken minimiert werden können15.
Das Ziel der vorliegenden Methode ist es, Gebrechlichkeit mit einem einfachen, praktischen Werkzeug zu quantifizieren, das es ermöglicht, Gebrechlichkeit als Längsschnittergebnis in bestehende und zukünftige Projekte aufzunehmen. Bei der Entwicklung eines Gebrechlichkeitsmaßes, das diesem Ziel entspricht, wurden mehrere Überlegungen angestellt, darunter die Abhängigkeit von Spezialgeräten. Es wurden mehrere Methoden zur Phänotypisierung von Gebrechlichkeiten vorgeschlagen, aber sie erfordern Geräte, die für einige unzugänglich oder für den häufigen Gebrauch unpraktisch sind. Zum Beispiel wird das Open-Field-Monitoring in einigen Studien zur Phänotypisierung von Gebrechlichkeiten verwendet, um exploratives Verhalten und willkürliche körperliche Aktivität zu messen16,17. Die Phänotypisierung durch Freifeldüberwachung erfordert sowohl spezielle Kamera- und Computerausrüstung als auch einen erheblichen Zeitaufwand, da die Mäuse individuell die Akklimatisierungs- und Beobachtungsphasen durchlaufen. Andere Phänotypen erfordern die Verwendung von Spezialgeräten wie Nagetierlaufbändern und Rotarods 13,18,19. Die Anforderungen, die eine Reihe von Tests, einschließlich dieser und anderer Maßnahmen, an die Versuchspersonen stellt, sind zu groß für die häufigen, wiederholten Tests, die in einem longitudinalen Studiendesign erforderlich sind, ganz zu schweigen von der Eingewöhnung der Tiere und der Schulung der Untersucher, die für jeden einzelnen erforderlich sind. Auch wenn sie nicht mit unserem Ziel übereinstimmen, können die Gebrechlichkeitsphänotypisierung und die üblichen Tests auf Experimente angewendet werden, die eine Querschnitts- und seltene Längsschnittbeobachtung erfordern.
Gebrechlichkeitsindizes sind in der Regel nicht-invasiv, lassen sich praktisch in Projekte integrieren und können zeiteffizient sein12,20. Die Verwendung eines Index ermöglicht es auch, Details aus bestehenden Methoden zu ziehen, die sich als reproduzierbar und zuverlässig erwiesen haben15,21. In Zusammenarbeit mit mehreren veterinärmedizinischen Mitarbeitern mit Erfahrung in der Beurteilung der Gebrechlichkeit von Mäusen wurde eine verkürzte Liste von Kriterien/Defiziten aus einer größeren Liste von12 ausgewählt, darunter Kriterien des Integuments (Alopezie, Verlust der Fellfarbe, Dermatitis, Fellzustand), des Bewegungsapparates (Kyphose, Schwanzversteifung, Tumore, aufgeblähter Bauch, Body Condition Score), neuromuskulär (Gangstörungen, Tremor), sensorisch (Katarakte, Augenausfluss/-schwellung), Urogenitales (rektaler und vaginaler/penisförmiger Prolaps) und respiratorisches System (Atemfrequenz/-tiefe). Diese Defizite wurden gezielt ausgewählt, da sie ein umfassendes Spektrum an Systemen abdecken und ohne Geräte oder spezielle Untersuchungen über die Freifeld- und manuelle Untersuchung hinaus bewertet werden können. Die spezifische Liste, aus der diese gezogen werden, wurde klinisch validiert12 und es wurde eine hohe Inter-Rater-Reliabilität bestätigt, wie von mehreren Laborgruppen festgestellt wurde15,21. Dies war angesichts des subjektiven Charakters vieler der gewählten Defizite ein wichtiger Aspekt. Zu den Gründen für den Ausschluss von Defiziten aus dem abgekürzten Index gehörten das Erfordernis einer Spezialisierung der Ausrüstung (Griffstärke, Temperatur), die über den gewünschten Umfang dieses einfachen Index hinausgeht (Verlust von Schnurrhaaren, vestibuläre Störung, Hornhauttrübung, Seh- und Hörverlust, Mikrophthalmie, Nasenausfluss, Piloerektion) und die Vermeidung institutioneller humaner Endpunkte (Durchfall, Zahnfehlstellungen, Grimassenschuppe). Das vorliegende Tool stellt daher eine pragmatische Teilmenge des validierten 31-Punkte-Index dar, der darauf zugeschnitten ist, den Gerätebedarf und den Zeitaufwand zu minimieren und gleichzeitig eine Abdeckung mehrerer Systeme zu gewährleisten. Es ist wichtig zu beachten, dass das vorliegende Protokoll eine solche Möglichkeit beschreibt, wie ein größerer Gebrechlichkeitsindex an die Ziele eines bestimmten Experiments angepasst werden kann, und als Leitfaden für Forscher dient, die an vereinfachten oder angepassten Werkzeugen zur Beurteilung der Gebrechlichkeit von Mäusen interessiert sind. Das Körpergewicht wurde ebenfalls in die Bewertung einbezogen, jedoch nicht in die Schätzung des Gebrechlichkeitsindex, da widersprüchliche Berichte darauf hindeuten, dass sowohl die Gewichtszunahme als auch der Gewichtsverlust einen variablen Einfluss auf die Gebrechlichkeithaben 12,14,22,23. Der Zweck der Kürzung der Liste der Defizite, die bei der Bestimmung des Gebrechlichkeitsindex verwendet wurden, bestand darin, die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit eines solchen Index hervorzuheben und gleichzeitig das Messinstrument auf die ausgewählten Kriterien zu vereinfachen und die umfassende Bewertung der Gebrechlichkeit bei C57Bl/6x129J-Mäusen beizubehalten. Diese Änderung ermöglicht eine vollständige Beurteilung der Gebrechlichkeit ohne geräteintensive Methoden oder komplizierte Untersuchungen. Mit etwas Training können die Forscher davon ausgehen, dass diese umfassende Bewertung der körperlichen Gebrechlichkeit weniger als 2 Minuten für eine einzelne Maus dauert, verglichen mit fast 4 Minuten für eine längere, 31 Items Index12.