19. Dezember 2013
Elektronische von-Frey-Messungen sind eine effektive und verbesserte Alternative zu klassischen von-Frey-Filamenten, da sie eine schnelle und präzise Messung der Veränderungen der mechanischen Entnahmeschwellen von Nagetieren bei kontinuierlich angelegten Druckreizen vor und nach einem Entzündungsereignis ermöglichen.
Das allgemeine Ziel dieses Verfahrens besteht darin, nicht suszeptible Reaktionen auf mechanischen Druck in der Hinterpfote von Mäusen zu messen. Dazu werden die Tiere zunächst auf einen Drahtgitterboden gestellt und haben die Möglichkeit, sich daran zu akklimatisieren. Anschließend wird eine Polypropylen-Spitze an die Unterseite der Hinterpfote angelegt, und der Druck wird schrittweise erhöht.
Wenn die entsprechende Verhaltensreaktion festgestellt wird, wird der Reiz zurückgenommen. Nachdem die Basiswerte erhoben wurden, erhalten die Tiere eine experimentelle Intervention, bevor weitere Tests durchgeführt werden. Schließlich werden die Änderungen der Withdrawal-Schwellen der Hinterpfoten zwischen den Behandlungsgruppen verglichen, um den Einfluss einer bestimmten Behandlung auf die Veränderungen der taktilen Empfindlichkeit gegenüber Druck zu bestimmen.
Schmerz ist eine zentrale Komponente der Entzündung. Es ist wichtig, Schmerz in verschiedenen Kontexten zu messen und zu charakterisieren. Diese relativ einfache Methode der Schmerzbeurteilung kann auf zahlreiche verschiedene Modelle der Entzündung angewendet werden.
Die Durchführung der Methode wird Tiana ov, eine wissenschaftliche Mitarbeiterin in meinem Labor, Madison Mack, die als Studentin an dieser Arbeit beteiligt war, und Akila Sykes demonstrieren, die derzeit als Studentin in meinem Labor tätig ist. Wir beginnen damit, die Testapparatur so einzurichten, dass leichter Zugang zu den Hinterpfoten gewährleistet ist.
Platzieren Sie einzelne Kammern auf einem Maschenboden. Der Maschenboden sollte sich in einer bequemen Höhe und auf einer stabilen Unterlage befinden. Stellen Sie anschließend das elektronische Von-Frey-Gerät auf die Laborbank.
Stellen Sie sicher, dass die Sonde und das Kabel ordnungsgemäß mit der Anzeigeeinheit verbunden sind, und schalten Sie das Gerät im Einrichtungsmodus ein. Stellen Sie die Anzeige auf Null und platzieren Sie vorsichtig das bereitgestellte Prüfgewicht auf dem Kegel der Von-Frey-Sonde. Notieren Sie den Anzeigewert und wiederholen Sie diesen Vorgang am Ende der Prüfung. Falls zwischen den beiden Werten eine Abweichung besteht, muss das Gerät möglicherweise neu kalibriert werden.
Wählen Sie eine Polypropylen-Spitze passender Größe für das zu untersuchende Gewebe aus. Starre Spitzen eignen sich gut für das weniger empfindliche, robustere Gewebe der Hinterpfote. Befestigen Sie die Spitze vorsichtig am Kegel der Sonde.
Wechseln Sie anschließend vom Einrichtungsmodus in den Betriebsmodus. Dadurch wird der maximale aufgebrachte Druck angezeigt, wenn die Sonde zurückgezogen wird. Zur Messung der Entzugsschwellen der Hinterpfote sind zwei Untersucher erforderlich.
Eine Person bedient das Gerät und führt die Messungen durch, während eine andere die Messwerte aufzeichnet, um Verzerrungen zu minimieren. Die Untersucherin oder der Untersucher, die oder der das Anästhesiegerät bedient, sollte gegenüber den Behandlungen sowie den aufgezeichneten Withdrawal-Schwellenwerten verblindet sein. Darüber hinaus sollte zur Sicherstellung der Konsistenz zwischen den Messungen dieselbe Person alle Basiswerte und Withdrawal-Schwellenwerte erfassen.
48 Stunden vor der Behandlung werden die ersten Baseline-Messungen aufgezeichnet. Legen Sie absorbierendes Material unter das Gestell, um ausgeschiedene Abfälle aufzufangen. Nachdem die Spitze montiert und die Sonde auf Null gestellt wurde, platziert der Experimentator, der die Messungen aufzeichnet, die Mäuse in einzelne Kammern.
Bedecken Sie die Kammern mit perforierten Deckeln und legen Sie einen schweren Gegenstand darauf. Um zu verhindern, dass die Mäuse entkommen, sollten diese 15 Minuten lang an die Kammer gewöhnt werden, bevor der Vorgang fortgesetzt wird. In der Regel haben Personen, die neu in dieser Technik sind, Schwierigkeiten mit dem schrittweisen Aufbringen erhöhten Drucks sowie mit der Erzielung einer internen Konsistenz bei eigenen Messungen; Übung ist daher unerlässlich, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.
Wenn bereit, heben Sie die Sonde mit beiden Händen langsam an und stimulieren Sie die Fußsohle der linken oder rechten Hinterpfote. Steigern Sie den Druck schrittweise, bis ein nozizeptives Verhalten beobachtet wird. Dieses wird durch eine Rückzugsreaktion der Hinterpfote, Ablecken der Hinterpfote oder ein Hochspringen der Pfote erkannt.
Weisen Sie den anderen Untersucher an, den Druck zu dokumentieren, der das beobachtete Verhalten ausgelöst hat. Während der Messung ist es hilfreich, die Maus dazu anzuregen, ruhig zu halten, indem ein Futterplättchen direkt außerhalb der Kammer platziert oder ein leises Geräusch, wie ein sanftes Klopfen, erzeugt wird, bevor die Messung durchgeführt wird. Fahren Sie mit der nächsten Maus fort, bis jede einmal getestet wurde, und wiederholen Sie diesen Vorgang noch viermal.
Nachdem fünf Basiswerte erhoben wurden, berechnen Sie einen Durchschnittswert für jede Maus. Wiederholen Sie die Basislinienmessungen 24 Stunden später und verwenden Sie diese Werte, um einen weiteren Durchschnitt zu berechnen. Um sicherzustellen, dass alle Mäuse konsistente Basiswerte aufweisen, schließen Sie Tiere aus, deren durchschnittlicher Basiswert der Rückzugschwelle unter 3,5 Gramm liegt oder deren Basiswerte um zwei Gramm oder mehr voneinander abweichen.
Zuletzt werden die Mäuse so auf separate Behandlungsgruppen verteilt, dass der durchschnittliche Entzugsgrundwert jeder Gruppe so ähnlich wie möglich ist. Hier wurden die Entzugsschwellen nach Behandlung der Hinterpfote mit dem Gift, ROS raca, und kontrollseitiger Gabe von Kochsalzlösung gemessen. Die Mäuse zeigten im Vergleich zum Grundwert zu allen Zeitpunkten kaum eine Veränderung.
Die getesteten Punkte zeigten, dass die nozizeptiven Reaktionen bei behandelten Mäusen deutlich bis zu sechs Stunden aufrechterhalten blieben. Außerdem war eine Gewebeödem, charakteristisch für Entzündung, in den Hinterpfoten nach Behandlung mit Gift, jedoch nicht nach Behandlung mit Kochsalzlösung, erkennbar. Die durch das Gift hervorgerufenen Veränderungen der taktilen Empfindlichkeit gingen mit einem Neutrophileneinstrom einher, der um fast das 1000-fache erhöht war.
Im Vergleich zu den mit Kochsalzlösung behandelten Hinterpfoten wiesen die plantaren Mastzellen im Gewebe der Hinterpfoten größtenteils eine intakte Struktur auf oder zeigten eine leichte Degranulation. Im Gegensatz dazu zeigten makierte Hinterpfoten eine moderate bis ausgeprägte Degranulation der Mastzellen in einem Ausmaß von 15 bis 20 %. Diese Technik kann angepasst werden, um die mechanische oder taktile Empfindlichkeit einer Vielzahl von Geweben außer den Hinterpfoten zu bewerten.
Daher kann diese Technik in viele verschiedene Nagetiermodelle von Entzündung und Schmerz integriert werden.
In diesem Artikel wird eine Methode zur Messung nozizeptiver Reaktionen auf mechanischen Druck an der Hinterpfote von Mäusen mittels elektronischer von-Frey-Messungen vorgestellt. Diese Technik ermöglicht eine schnelle und präzise Beurteilung von Veränderungen der mechanischen Withdrawal-Schwellen vor und nach entzündlichen Interventionen.
Die Beurteilung von Veränderungen der taktilen Empfindlichkeit in Nagetiermodellen liefert entscheidende Daten aus der frühen Entwicklungsphase zur Validierung analgetischer Zielstrukturen und zur absichernden Untersuchung der Wirkmechanismen bei der Entwicklung von Schmerztherapeutika. Die elektronische von-Frey-Methode ermöglicht eine schnelle, quantitative Messung mechanischer Rückzugs-Schwellenwerte und unterstützt so eine reproduzierbare präklinische Evaluierung von entzündlichen und neuropathischen Schmerzmodellen. Dieser Ansatz erhöht die Vorhersagesicherheit hinsichtlich der Zielstrukturenbindung und der therapeutischen Wirksamkeit, bevor Wirkstoffe in fortgeschrittenere Studienphasen übergehen.
Die elektronische von-Frey-Methode fügt sich in den Entdeckungsprozess von der Target-Validierung über die Lead-Identifizierung bis hin zur präklinischen Wirksamkeitsprüfung ein, insbesondere für schmerzmodulierende Substanzen.