Se describe un método que usa irradiación periférica dirigida a inducir un comportamiento a la fatiga como en ratones. La dosis de irradiación no letal seleccionado conduce a una reducción de una semana de duración de la actividad voluntaria rueda de funcionamiento.
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Artículo de método
Un modelo de ratón de la fatiga inducida por irradiación periférica
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Resumen
Resumen
la fatiga relacionada con el cáncer (CRF) es una condición penosa y costosa que a menudo afecta a los pacientes que reciben tratamientos contra el cáncer, incluyendo la terapia de radiación. Aquí se describe un método que utiliza la irradiación periférica dirigida a inducir un comportamiento similar a la fatiga en ratones. Con blindaje apropiado, la irradiación se dirige a la región pélvica / abdominal inferior del ratón, evitando el cerebro, en un esfuerzo para modelar el tratamiento de radiación recibida por los individuos con cáncer pélvico. Entregamos una dosis de irradiación que es suficiente para inducir un comportamiento a la fatiga como en ratones, medida por la actividad voluntaria rueda de funcionamiento (VWRA), sin causar morbilidad obvia. Desde rueda para correr es un comportamiento normal, voluntaria en ratones, su uso debe tener poco efecto de confusión en otras pruebas de comportamiento o medidas biológicas. Por lo tanto, la rueda de funcionamiento se puede utilizar como una medida de resultado factible en la comprensión de las correlaciones conductuales y biológicos de la fatiga. CRF es una afección compleja con el co frecuentesmorbilidades, y probablemente tiene causas relacionadas tanto con el cáncer y sus distintos tratamientos. Los métodos descritos en este documento son útiles para investigar los cambios inducidos por la radiación que contribuyen al desarrollo de la IRC y, más en general, para explorar las redes biológicas que pueden explicar el desarrollo y la persistencia de un comportamiento periférica provocada, pero centralmente impulsado similar a la fatiga .
Introducción
La fatiga relacionada con el cáncer (CRF) es una condición penosa y costosa que a menudo afecta a los pacientes que reciben tratamientos contra el cáncer 1. La fatiga es ni proporcional a la actividad reciente ni aliviado por el reposo, y se asocia con una amplia variedad de trastornos relacionados con el estado de ánimo, la motivación, la atención y la cognición 2. Las causas biológicas de CRF son desconocidos, aunque se ha demostrado en muchos casos que se correlaciona con los niveles de inflamación y citoquinas, también en algunos casos con los niveles de hemoglobina y la función de varios sistemas hormonales (ver SALIGAN et al. 3 para una revisión de biológica estudios de CRF).
Los estudios controlados utilizando modelos animales son necesarios para comprender el comportamiento y la biología asociada a esta enfermedad compleja. Mientras que, el 6 de grasa 4 o 5 relacionada con la quimioterapia relacionada con el tumorigue se ha estudiado en modelos de roedores, la etiología de la IRC-puede ser un tratamiento específico. Para investigar CRF relacionados con la terapia de radiación, nuestro grupo ha desarrollado recientemente un modelo de ratón de la fatiga inducida por irradiación 7. En contraste con los modelos existentes que implican CRF cerebral o irradiación corporal total 8, 9, este modelo explora cómo un cambio en el comportamiento impulsado centralmente, como la fatiga, puede ser provocada por un procedimiento de irradiación dirigida periféricamente.
El procedimiento aquí descrito está diseñado para modelar la radioterapia se administra a pacientes con cáncer pélvico, usando protección de plomo para apuntar la región pélvica / abdominal inferior con irradiación. Sin embargo, mediante la modificación de la protección de plomo o su colocación con respecto a los animales de experimentación, este procedimiento podría ser adaptado para modelar irradiación de otras partes del cuerpo. Voluntaria actividad rueda de funcionamiento (VWRA) se utiliza para medir la fatiga behavio similarr; porque es un comportamiento voluntario y normal 10, se debe permitir el uso simultáneo de otras pruebas de comportamiento y biológicos. Hemos encontrado que la irradiación periférica es suficiente para reducir VWRA en ratones sin causar morbilidad abierta 7. Los futuros experimentos con este modelo pueden ayudar a revelar efectos de la irradiación periférica en la señalización biológica inmune y otros, así como los cambios aguas abajo en el sistema nervioso central que puede producir déficits asociados con CRF.
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Protocolo
Declaración de Ética: Este estudio fue aprobado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) Cuidado de Animales y el empleo Comisión. Todos los investigadores que participan en el manejo de animales y medición de los resultados del estudio fueron debidamente capacitados por la Oficina de NIH de Cuidado y Uso de Animales y el Instituto Nacional del Corazón, Pulmón y la Sangre murino Fenotipificación Core. Todos los aspectos de la experimentación con animales, la vivienda y las condiciones ambientales utilizados en este estudio fueron en cumplimiento de la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio 11.
1. Vivienda y los animales de experimentación
NOTA: Casa de sexo masculino ratones C57BL / 6 (aproximadamente cinco semanas de edad a la llegada) de forma individual durante todo el experimento y proporcionar acceso ad libitum a comida y agua. Todas las jaulas se mantienen en un ciclo de luz-oscuridad de 12:12 h con la fase de la luz a partir de las 6 am y fase oscura a las 6 pm.
- Identificar los ratones y asignarlos a ventilar norma individuald jaulas de ratón. Espere 24 horas después de que el procedimiento de identificación para la recuperación.
NOTA: Tatuaje de la cola se recomienda como un medio de identificación para eliminar la posibilidad de que una etiqueta de oreja puede quedar atrapada en una rueda para correr. Tatuar un número en la cola de cada ratón, con el número en la cola coincide con el número escrito en la jaula del ratón. - Permitir que los ratones se aclimaten a sus jaulas durante al menos tres días más, el manejo de cada ratón suavemente durante un período de tres minutos por día.
2. rueda corriente Aclimatación y Línea de Base
- Introducir a los ratones a jaulas individuales VWRA, cada uno equipado con una rueda para correr conectada a un contador electrónico para el registro continuo.
NOTA: Todos los contadores de ruedas se conectan a un ordenador a través de una única interfaz USB (consulte la Lista de Materiales). El software del ordenador calcula el número de rotaciones de la rueda, la distancia recorrida, y la velocidad media a través de cada intervalo de tiempo designado de la duratio total especificadonorte. Una vez que la grabación se detiene, los datos se guardan automáticamente tanto como texto y hojas de cálculo. - Iniciar la grabación de VWRA a través de la interfaz de programas de computación. Establecer intervalos de grabación a una hora y la duración de al menos cinco días. VWRA seguir grabando durante al menos cinco días.
NOTA: Al final de la etapa 2.2, todos los ratones deben lograr una cantidad relativamente constante de la actividad diaria de la rueda en marcha. Si no es así, identificar y excluir cualquier valor atípico. - Detener VWRA grabación a través de la interfaz del software, y volver a los ratones a sus jaulas estándar descritas en el paso 1.1 (jaulas sin ruedas corriendo).
- Selección aleatoria de los ratones en cualquiera de los controles irradiados o grupos irradiados.
3. La irradiación
Nota: Realice los siguientes pasos para todos los ratones en ambos grupos, una vez al día durante tres días consecutivos. Tratar los ratones en el mismo orden cada día.
- Anestesiar a cada ratón mediante inyección intraperitoneal deuna mezcla de ketamina (100 mg / kg) y xilazina (10 mg / kg) mezcla.
- Confirmar la anestesia con una pizca dedo del pie y el uso de pomada en los ojos para evitar la sequedad mientras que bajo anestesia.
- Transferir el ratón anestesiado en un dispositivo de protección de plomo. Organizar el ratón en el blindaje de modo que sólo se expone la región pélvica / abdominal inferior.
NOTA: El blindaje se compone de dos de plomo "cajas", con un espacio abierto entre estrecha en que permite la exposición de radiación a una pequeña región, dirigida del ratón (véase la Figura 1). - Use cinta adhesiva médica para asegurar la base de la cola del ratón en posición dentro del blindaje.
NOTA: El paso 3.4 es opcional, pero al hacerlo puede ayudar a asegurar que la posición del ratón no cambia durante el siguiente paso. - Transporte el dispositivo de protección en el irradiador, asegurándose de que la posición de los animales en el blindaje se mantiene.
- Si el ratón está en el grupo de irradiación, entregar 800 cGy a dostasa de e de aproximadamente 110 cGy / min. Si el ratón está en el grupo control simulado de la irradiación, deje el puntero del ratón en el irradiador inactivo durante el tiempo equivalente.
Nota: Los valores irradiator óptimas dependerán del dispositivo en particular. La tasa de dosis de 110 cGy / min suministrado desde una fuente de cesio 137 es la tasa de dosis central del irradiador utilizado aquí. El tiempo de exposición se ajustó para alcanzar la dosis total deseada de 800 cGy. - Retire el ratón del irradiador y el blindaje, y luego devolverlo a su estado original jaula, las normas mencionadas en el paso 1.1.
- Monitorear continuamente el ratón hasta que se haya recuperado el conocimiento suficiente para mantener decúbito esternal.
4. Medición de fatiga inducida por radiación
- En el día después de la finalización de tres días sucesivos de la irradiación, la transferencia de los ratones a sus jaulas VWRA individuales descritos en el paso 2.1.
- Record VWRA, como se describe en el paso 2.2, con la excepción aquí de ajustar la grabaciónduración de más de 15 días. Al final de los 15 días, detener manualmente VWRA grabación a través de la interfaz de software.
NOTA: Los datos de cada período de registro se guardan automáticamente como hojas de cálculo, cada uno de los cuales incluye la rotación, la distancia y las mediciones de velocidad para todos los animales (columnas) y en todos los intervalos (filas) a lo largo de la duración de la grabación. Al final del experimento, hay dos hojas de cálculo generadas por el software de grabación: una para el VWRA pre-irradiación, y uno para el VWRA post-irradiación.
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Resultados
Tres lotes de ratones se realizaron mediante el protocolo descrito anteriormente. Hubo un total de 16 farsa y 20 irradiadas (2.400 cGy, 3 x 800 / día cGy) ratones. Después de tres días consecutivos de la irradiación, el grupo irradiado demostraron una reducción significativa en comparación con VWRA simulado (mixtas ANOVA de medidas repetidas: efecto principal del tratamiento de irradiación, F 1,13 = 19,233, p <0,001). El efecto fue significativo durante los primeros siete d...
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Discusión
Hemos descrito un protocolo mediante el uso de la irradiación periférica dirigida a inducir una reducción de VWRA en ratones sin confundir la morbilidad o la mortalidad. Es importante destacar que un dispositivo de pantalla simple permite la irradiación en este protocolo para dirigirse a una región deseada consistente, imitando los tratamientos de radiación recibidas por los pacientes con cáncer pélvico. En contraste con los modelos existentes que implican CRF cerebral o irradiación corporal total
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Divulgaciones
Esta investigación fue apoyada por la División de Investigación Intramural del Instituto Nacional de Investigación en Enfermería, Institutos Nacionales de Salud.
Agradecimientos
Los autores desean agradecer a Michele Allen del National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) por compartir generosamente su experiencia en métodos de fenotipado murinos y por su asistencia técnica en curso, así como para timothy Hunt, de NHLBI para ayudarnos a desarrollar el dispositivo de protección. Este estudio es apoyado por la División de Investigación Intramural del Instituto Nacional de Investigación en Enfermería del NIH, y parte de la prueba de validación es apoyado por una beca de la Oncology Nursing Society Foundation.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| C57BL/6 Ratones | Charles River | Código de cepa 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse) | |
| Ketamina HCl | Putney | 100 mg/mL solución madre | |
| Xilacina HCl | Laboratories | 100 mg/mL solución madre | |
| tatuaje para roedores | AIMS | ATS-3 | http://animalid.com/lab-animal-identification-systems/ats-3-general-rodent-tattoo-system |
| Aparato de protección de plomo | (hecho a medida) | Blindaje de plomo de una pulgada de espesor dispuesto como dos cajas con un espacio de una pulgada de espesor entre ellas para la irradiación dirigida | |
| Contenedor de protección de plexiglás | (hecho a medida) | Contenedor de plexiglás lleno de espuma de poliestireno. Los recortes de espuma de poliestireno mantienen el blindaje de plomo en su lugar. | |
| GammaCell 40 Exactor | Mejor Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_gamma40.html | |
| RAD Disk Ultra | Best Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_rad.html | |
| Mouse Cámara de rueda de actividad única | Lafayette Instrument Company | #80820 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980 |
| Contador de rueda de actividad para Monitoreo de computadora | Lafayette Instrument Company | #86061 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052 |
| Cable modular para contadores de ruedas | Lafayette Instrument Company | #86051-7 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046 |
| Interfaz de computadora USB para contadores de ruedas de actividad | Lafayette Instrument Company | #86056A | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047 |
| Software de monitor de rueda de actividad | Lafayette Instrument Company | #86065 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053 |
Referencias
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Reimpresiones y permisos
