Die Maus Forced Swim-Test
29. Januar 2012
Der Forced Swim Test wird als ein experimenteller Ansatz, um mögliche antidepressive Wirksamkeit in Nagetieren zu beurteilen validiert. Versuchstiere werden in einen Behälter mit Wasser und die Flucht-bezogene Mobilitätsverhalten gelegt wird quantifiziert. Das gemeinsame Verfahren für die Maus-Version dieses Tests sind beschrieben.
Der Maus-erzwungene-Schwimmtest ist ein gängiger Test, der zur Vorhersage der Wirksamkeit von Antidepressiva verwendet wird. Dieses Video demonstriert die Verfahren für die Mausversion des erzwungenen Schwimmtests. Die Mausversion unterscheidet sich von der Menschenversion und darf nicht austauschbar verwendet werden.
Im erzwungenen Schwimmtest werden Mäuse in einen mit Wasser gefüllten Tank gesetzt. Die Maus bleibt sechs Minuten lang im Tank. Während dieser Zeit werden die Verhaltensweisen des Versuchstiers aufgezeichnet.
Am Ende der sechsminütigen Testphase wird das Versuchstier aus dem Wasser genommen. Nach Abschluss des Tests werden die visuellen Aufzeichnungen auf einen Computer oder einen Videomonitor übertragen. Zur Analyse erfasst der Beobachter die Zeit, die eine Maus während der letzten vier Minuten der sechsminütigen Sitzung mit Kampfverhalten verbringt.
Antidepressiva verlängern die Zeit, die mit aktiver Bewältigung verbracht wird. Dies zeigt sich in kürzeren Phasen der Immobilität. Hallo, mein Name ist Sean aus dem Labor von Dr. Todd Gould an der University of Maryland School of Medicine.
Hallo, ich bin Chantelle aus demselben Labor. In diesem Video zeigen wir Ihnen, wie man die Mausversion des erzwungenen Schwimmtests durchführt und auswertet. Der erzwungene Schwimmtest an Mäusen wird verwendet, um die potenzielle Wirksamkeit von antidepressiven Behandlungen zu bewerten.
Beginnen wir also, einverstanden? Wir verwenden durchsichtige, zylindrische Behälter aus einem stabilen Material wie Plexiglas. Die Abmessungen des Behälters werden so gewählt, dass die Mäuse nicht entkommen können und weder mit den Füßen noch mit dem Schwanz den Boden berühren können. Füllen Sie den Behälter mit Leitungswasser bis zur vorbestimmten und markierten Höhe und stellen Sie die Wassertemperatur ein.
Es sollte zwischen 23 und 25 Grad Celsius liegen. Die Wassertanks sollten für die Videografie angeordnet sein. In unserem Labor führen wir den erzwungenen Schwimmtest mit vier bis fünf Versuchstieren gleichzeitig zwischen den Tanks durch.
Wir platzieren Trennwände, um zu verhindern, dass die Versuchstiere einander beobachten. Diese Trennwände sorgen außerdem für einen kontrastreichen Hintergrund zu den Mäusen. Bei albinotischen Mäusen bietet Schwarz einen guten Kontrast für Videoaufnahmen.
Für dunkler gefärbte Mäusestämme ist ein weißer oder cremefarbener Hintergrund geeignet. Bevor das Experiment beginnt, schalten Sie die Weißgeräusch-Maschine ein. Stellen Sie sicher, dass sie nicht zu laut ist.
Es sollte nur gelegentliche Geräusche abschirmen. Bringen Sie die Versuchspersonen in den Versuchsraum. Die Akklimatisierungszeit beträgt in der Regel mindestens eine Stunde.
Die Bedingungen im Versuchsraum sollten konstant gehalten und frei von Geräuschen, Änderungen der Lichtintensität und anderen möglichen Störungen sein. Sobald die Gewöhnungsphase endet, kann der Test begonnen werden. Es ist wichtig, den Sitzungsnamen aufzuzeichnen. Halten Sie die Mäuse zunächst an ihren Schwänzen fest und setzen Sie sie vorsichtig in den Behälter.
Es ist wichtig, dies langsam durchzuführen, damit die Tiere sich orientieren können, sobald sie die Wasseroberfläche berühren. Am Ende des sechsminütigen Testzeitraums videoaufzeichnen, welche Tiere identifiziert wurden, und die Aufnahme beenden. Entfernen Sie die Mäuse in der Reihenfolge, in der sie gestartet wurden, und trocknen Sie sie vorsichtig mit Papiertüchern ab, bevor Sie sie zurück in den Käfig setzen.
Das Wasser in den Behältern sollte nicht wiederverwendet werden. Nachdem wir die Tests abgeschlossen haben, fahren wir nun mit der Auswertung der Verhaltensweisen im Mass-Force-Schwimmtest fort. Die primäre untersuchte Variable ist die Dauer, in der die Tiere während des Versuchs bewegungslos verharren.
Beim Maus-erzwungenen-Schwimmtest wird im Allgemeinen die letzte Minute der insgesamt sechsminütigen Sitzung ausgewertet. Der Grund hierfür liegt darin, dass die meisten Mäuse unabhängig von der Behandlung in den frühen Phasen des Tests ständig aktiv sind. Diese Aktivität überlagert mögliche Behandlungseffekte.
Wie Sie in diesem Video sehen können, sind die Mäuse in den Anfangsphasen des Tests sehr aktiv. Diese Aktivität nimmt nach den ersten zwei Minuten für jede Maus ab. Die Beweglichkeit wird mit einer auf dem Bildschirm angezeigten Stoppuhr gemessen, die über einen Gamepad gesteuert wird.
Die andere Stoppuhr zählt die 240 Sekunden herunter. Beweglichkeit während der Testzeit ist definiert als jede Bewegung, die nicht unbedingt erforderlich ist, um den Körper im Gleichgewicht zu halten und den Kopf über Wasser zu halten. Sehen wir uns nun eine Beispielbewertung eines Versuchs an.
Wir decken zunächst die anderen Mäuse ab, die nicht bewertet werden, um Verwechslungen zu vermeiden. Mäuse schwimmen im Allgemeinen leicht im Wasser. Dennoch zeigen sie kleine Bewegungen, um ihren Körper zu stabilisieren und den Kopf über Wasser zu halten.
Diese Verhaltensweisen sind kein Fluchtversuch und sollten nicht als Mobilität gewertet werden. Außerdem können Mäuse nach einer einzelnen Bewegungsphase, obwohl sie im Wesentlichen bewegungslos sind, aufgrund zuvor aufgekommener Schwungkraft noch im Wasser treiben; auch diese Bewegungen sollten nicht als Mobilität gewertet werden. Gehen wir nun zu einem anderen Video über.
Die Maus in diesem Video zeigt Phasen sowohl von Beweglichkeit als auch von Unbeweglichkeit, wie auf dem Bildschirm gekennzeichnet; ein Beobachter wird die Beweglichkeitszeit erfassen. Obwohl es theoretisch möglich ist, die Unbeweglichkeitszeit direkt zu messen, ist es einfacher, aktive Bewegungen zu erkennen und zu messen, anstatt das Fehlen solcher Bewegungen zu erfassen. Traditionell wird die Unbeweglichkeitszeit angegeben.
Die Immobilitätszeit wird bestimmt, indem die Bewegungszeit von 240 Sekunden subtrahiert wird. Die Auswertung des vierten Schwimmtests erfordert viel Training und Übung. Um hohe Zuverlässigkeitsniveaus zu erreichen, ist es wichtig, einen internen Lebensstandard zu etablieren und jeden neuen Beobachter so lange zu schulen, bis er hohe Zuverlässigkeitsniveaus erreicht.
In diesem Video erklären wir die Mausversion des erzwungenen Schwimmtests. Viel Erfolg bei Ihren zukünftigen Experimenten.
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Übersicht
Der erzwungene Schwimmtest ist eine validierte Methode zur Beurteilung der potenziellen antidepressiven Wirksamkeit bei Nagetieren. Bei diesem Test werden Mäuse in einen Wassertank gesetzt und ihr fluchtbasiertes Mobilitätsverhalten quantifiziert.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Verhaltenswissenschaft
- Psychopharmakologie
Hintergrund
- Der erzwungene Schwimmtest wird häufig in der präklinischen Forschung verwendet.
- Er hilft dabei, die Wirksamkeit von antidepressiven Behandlungen vorherzusagen.
- Mäuse werden aufgrund ihrer Verhaltensähnlichkeiten mit Menschen eingesetzt.
- Es existieren verschiedene Versionen des Tests, darunter die Versionen für Mäuse und Ratten.
Zweck der Studie
- Die Durchführung der Maus-Version des erzwungenen Schwimmtests demonstrieren.
- Die Unterschiede zwischen der Maus- und der Ratten-Version hervorheben.
- Eine visuelle Anleitung für Forschende bereitstellen, die den Test durchführen.
Verwendete Methoden
- Mäuse werden sechs Minuten lang in einen mit Wasser gefüllten Tank gesetzt.
- Während der Testdauer werden Verhaltensbeobachtungen aufgezeichnet.
- Die fluchtbasierte Mobilität wird quantifiziert, um die antidepressive Wirksamkeit zu bewerten.
- Die Verfahren sind standardisiert, um Reproduzierbarkeit sicherzustellen.
Hauptergebnisse
- Der Test liefert Einblicke in die Verhaltensreaktionen von Mäusen.
- Die Ergebnisse können auf die potenzielle Wirksamkeit von Antidepressiva hinweisen.
- Variabilität im Verhalten kann Aufschluss über die zugrundeliegenden Mechanismen der Depression geben.
- Standardisierte Verfahren erhöhen die Zuverlässigkeit der Befunde.
Schlussfolgerungen
- Der erzwungene Schwimmtest ist ein wertvolles Instrument in der Antidepressiva-Forschung.
- Das Verständnis des Mausverhaltens in diesem Kontext kann zu besseren Therapien führen.
- Zukünftige Studien können auf diesen Erkenntnissen aufbauen, um neue therapeutische Ansätze zu erforschen.
Häufig gestellte Fragen
Ausführliche Bedeutung für die Industrie
Der Forced-Swim-Test an Mäusen ist ein weit verbreitetes präklinisches Verhaltensassay zur Beurteilung der antidepressiven Wirksamkeit, das eine quantitative Erfassung bewegungsbezogener Fluchtverhalten ermöglicht und somit die Validierung von Zielstrukturen sowie die mechanistische Risikominderung im frühen Entdeckungsstadium unterstützt. Das standardisierte Vorgehen erlaubt eine reproduzierbare Bewertung der Wirkstoffeffekte auf depressionsähnliche Zustände und liefert Entscheidungsgrundlagen für die Priorisierung von antidepressiven Wirkstoffkandidaten. Die Einfachheit des Tests und der geringe apparative Aufwand ermöglichen eine skalierbare Implementierung in verschiedene Entdeckungsworkflows.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Überprüft therapeutische Hypothesen, indem antidepressiv bedingte Veränderungen im Bewegungsverhalten gemessen werden, was die Validierung der Zielstrukturenbindung unterstützt.
- Operationaler Wert: Ermöglicht die funktionelle Validierung von ZNS-Zielstrukturen durch die Dosis-Wirkungs-Beurteilung von Antidepressiva.
- Prädiktiver Wert: Leistet einen Beitrag zum präklinischen Vertrauen, indem eine längere Kampfzeit mit einer möglichen klinischen Wirksamkeit korreliert wird.
Screening und Assay-Entwicklung
- Assay-Bereitschaft: Erzeugt quantifizierbare Beweglichkeitsmessungen während der letzten vier Minuten einer sechsminütigen Sitzung und ermöglicht so standardisierte Wirkstoff-Screenings.
- Reproduzierbarkeit: Standardisierte Wassertemperatur (23–25 °C), Beckenabmessungen und Beobachterschulung gewährleisten konsistente Ergebnisse über verschiedene Labore hinweg.
- Skalierbarkeit: Kompatibel mit der parallelen Untersuchung von vier bis fünf Versuchstieren, wobei Trennwände soziale Störungen verhindern und eine mittlere Durchsatzleistung ermöglichen.
Translationale und präklinische Forschung
- Bezug zur Erkrankung: Modelliert depressive-ähnliche Zustände mittels Verhaltensstarre und ermöglicht die Bewertung von mechanismenbasierten Antidepressiva-Kandidaten.
- Translationaler Zusammenhang: Die Bewertung der Beweglichkeit entspricht klinischen Endpunkten, da aktive Bewältigungsverhaltensweisen quantifiziert werden, die auf die Behandlungsantwort hinweisen.
- Risikoadjustierte Weiterentwicklung: Zuverlässige Daten zur Verhaltensstarre unterstützen präklinische Go/No-Go-Entscheidungen, indem sie eine falsch-positive Weiterentwicklung verringern.
Pipeline- und Workflow-Integration
Der Maus-Forced-Swim-Test fungiert als ein Verhaltensassay im Entdeckungsstadium, der die Zielvalidierung und die Identifizierung von Leitverbindungen verbindet, und liefert mechanistische Erkenntnisse, bevor die Studien zur präklinischen Wirksamkeit durchgeführt werden.
- Entdeckungsbiochemie: Unterstützt die Hypothesenprüfung, indem die Wirkung von Substanzen auf fluchtbezogenes Verhalten isoliert wird, wodurch die Beteiligung von Signalwegen an der Stimmungsregulation geklärt wird.
- Screening: Liefert quantitative Beweglichkeitsdaten, die den Vergleich von Testsubstanzen mit Kontrollen und Referenzantidepressiva ermöglichen.
- Analytik: Die Messung der Bewegungszeit, abgeleitet von der Erfassung aktiver Bewegung, liefert einen zuverlässigen, vom Auswerter abhängigen Endpunkt für den Vergleich zwischen Gruppen.
- Translationale Forschung: Schafft einen Bezug zur präklinischen Validierung, indem ein verhaltensbasierter Surrogatparameter für die Antidepressiva-Wirkung bereitgestellt wird, der Mechanismus-forschungsstudien unterstützt.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Verhaltensplattform zur Bewertung von ZNS-Zielen über mehrere Entdeckungskampagnen hinweg.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit bei der Target-Validierung, indem mechanistische Unschärfen bei der Antidepressiva-Screening reduziert werden.
- Operationaler Wert: Gewährleistet die Standardisierung des Assays durch feste Dauer, Temperaturkontrolle und verblindete Auswerteprotokolle.
- Strategischer Wert: Verbessert die Kapitalnutzungseffizienz, indem eine frühzeitige Risikominderung von Antidepressiva-Kandidaten vor ressourcenintensiven Studien ermöglicht wird.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung, indem Verbindungen mit nachweislich starken bewegungssteigernden Effekten identifiziert werden.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der Verhaltensneurowissenschaft bezüglich der Handhabung von Nagern und der ethologischen Bewertung.
- Ist abhängig von kontrollierten Umweltbedingungen durch geeignete Instrumente, einschließlich temperaturgeregelten Wassertanks und Videosystemen zur Aufzeichnung.
- Erfordert eine standardisierte Schulung der Beobachter über mehrere Teams hinweg, um eine Zuverlässigkeit zwischen verschiedenen Bewertenden bei der Mobilitätsbewertung zu erreichen.
- Beinhaltet Anpassungsüberlegungen für verschiedene Mausstämme, einschließlich der Optimierung des Hintergrundkontrasts für die Videoverfolgung.
- Ist durch potenzielle störende Faktoren wie Stressreaktivität und motorische Beeinträchtigungen begrenzt, die mittels komplementärer Tests kontrolliert werden müssen.
