Medidas electrofisiológicas de CMAPs utilizando electrodos de aguja es un método mínimamente invasivo y muy sensible para seguir la función neuromuscular con el tiempo. La técnica descrita aquí permite la evaluación de la conducción nerviosa de forelimb en ratones y por lo tanto, ofrece ideas sobre la funcionalidad del nervio.
El CMAP amplitudes y latencias se midieron de miembros anteriores y posteriores durante el curso de la enfermedad en dos modelos de ratón de ALS, SOD1 G93A9 y PrP-hFUS-WT310 (figura 3) y en un modelo de ratón de CMT, C61 PMP2211,12 (Figura 4). Modelos del ratón de ALS fueron creados por la sobreexpresión de genes humanos relacionados con ALS, es decir, ya sea mutado SOD1 o tipo salvaje FUS. En ambos modelos, los ratones desarrollan ALS que se asemeja a la degeneración progresiva de la motoneurona conduce a la parálisis. En los controles no transgénicos littermate, la amplitud CMAP hind - tanto de miembros anteriores no cambiaron con el tiempo (Figura 3A). Por otro lado, la amplitud CMAP del nervio ciático de la trasera fue disminuida ostensiblemente en los ratones de la SOD1 G93A, incluso antes de inicio de los síntomas alrededor de la edad de 60 días (mientras que los primeros síntomas del motor generalmente se observan en la edad de tres meses)13 . La amplitud fue 90 mV a esa edad en hermanos de camada no transgénicos (no-tg), mientras que en ratones de SOD1 G93A era sólo de 30 mV. Sólo había mínimo mayor caída en la amplitud como la enfermedad progresó a la etapa sintomática tardía a la edad de 150 días. La disminución en amplitud CMAP, y por lo tanto, la degeneración de los axones, se retrasó en el nervio del plexo braquial de los miembros anteriores en comparación con el nervio ciático de los miembros posteriores. En los miembros anteriores, la progresión de la enfermedad también era más sensible como el CMAP amplitud disminuida de 70 mV a 30 mV cuando se mide antes y después de la manifestación de los déficits motores en estos ratones.
En el modelo de PrP-hFUS-WT3 murino de esclerosis lateral amiotrófica, la aparición de déficit motor comienza aproximadamente a la edad de 28 días10, que coincide con el inicio de la disminución en la amplitud CMAP. Este es un modelo más acelerado de la enfermedad, como los ratones fase final aproximadamente a la edad de 65 días. La disminución de la amplitud CMAP ocurrió más rápidamente en el nervio ciático de la trasera en comparación con el nervio del plexo braquial en el forelimb, que indica una degeneración axonal antes en los miembros posteriores (figura 3D). Esta observación apoya la observación clínica en ambos de estos modelos de mouse como los miembros posteriores están paralizados en particular antes que las extremidades anteriores que permanecen funcionales hasta las últimas etapas del proceso de la enfermedad.
En general, la latencia de estímulo a la iniciación del potencial de acción era más corta en los miembros anteriores en comparación con posteriores (figura 3B, E). Esto es simplemente debido a la distancia más corta entre el estimulante y los electrodos de la grabación. La latencia proporciona una indicación del nivel de mielinización de los axones. Nuestra observación es que latencias CMAP se prolongan durante la progresión de la enfermedad en modelos de ratón de ALS, aunque no es una enfermedad desmielinizante. Esto es probablemente debido a la pérdida del más grande, más rápido realizar motor axons.
Los C61 PMP22 ratones overexpressing 3-4 copias de PMP22 humano y los ratones heterocigotos recapitulan un fenotipo de enfermedad CMT1A muy suave con leve desmielinización y CMAPs reducidas, pero con ningún fenotipo visible11,12. En 1.5-2 años de ratones de edad C61 PMP22, se reducen las amplitudes CMAP y latencias prolongadas en los miembros posteriores y extremidades anteriores (figura 4). Grabaciones representativas mostrando amplitud disminuida y una respuesta retrasada en comparación con una grabación de un sujeto sano se presentan en la figura 2B, respectivamente. Las latencias CMAP en los miembros anteriores no se ven afectadas tanto en los miembros posteriores. Esto es consistente con los pacientes de CMT1A, como más a menudo los pacientes tienen severamente reducidos o indetectables CMAPs en las extremidades inferiores debido a la naturaleza patofisiológica de CMT como un trastorno dependiente de la longitud14. Además, el grado de severidad de la enfermedad está correlacionado con la amplitud CMAP, en lugar de latencia o conducción velocidad, como las amplitudes se correlacionan con el grado de integridad axonal14,15. Sin embargo, los resultados indican que este método es lo suficientemente sensible para detectar desmielinizantes tales como los observados en CMT1A.
Variación en la amplitud y la latencia fue menor en los grupos no-transgénicas (coeficiente de variación 2-15% y el 1-13%, respectivamente). En todos los casos transgénicos, hubo más variación en las mediciones (coeficiente de variación de amplitud 8-51% y latencia 1-21%), que probablemente es causado por las diferencias en la progresión de la enfermedad entre los animales. En todos los casos, la variación fue similar en los miembros anteriores y posteriores. La variación en el uso de aguja y los electrodos de superficie se ha divulgado para ser similares16.
Las intensidades de estímulo requerido no variaron grandemente entre no-transgénicas y ALS modelos (figura 3, F). Además, el necesario estímulo a estímulo supramaximal en estos casos fue similar para la delantera - y posteriores y varió entre 5-12 mA. En CMT, el requisito para intensidades de estímulo creciente ha reconocido17 y el mismo fenotipo se observó en ratones C61 PMP22 (figura 4). El fenómeno ha sido explicado por la mayor impedancia eléctrica del endoneurial hipertrófica cambios17.
Para confirmar que la amplitud CMAP registrada de los miembros anteriores fue debido a la estimulación del nervio y no estimulación muscular, se realizó axotomía parcial unilateral en el nervio del plexo braquial en 5 meses no transgénicos C57BL/6Jax ratones (machos y hembras) ( Figura 5). Axotomía redujo la amplitud CMAP de 90 mV a 20 mV, lo que indica que la mayoría de los axones se desconectaron de la operación. No hubo cambios en la amplitud en el miembro contralateral anterior o en los miembros posteriores. Este resultado indica fuertemente que la respuesta detectada en biceps-brachii fue debido a la estimulación del nervio y no fueron consecuencia de la estimulación muscular.

Figura 3. Amplitud CMAP, latencia y requiere estímulo sobre el curso de la enfermedad en el trasero y miembros anteriores en ELA ratón modelos. SOD1-G93A (A–C) y los ratones transgénicos (tg) PrP-hFUS-WT3 (FdeD–) y no-transgénicas hermanos de camada (no-tg) fueron medidos en el inicio de los síntomas motores, en la etapa sintomática y en la proceso de la fase tardía sintomática de la enfermedad, a edad 57 y 91 147 días (d) o a 29, 38 y 53 días para ratones SOD1 G93A y PrP-hFUS-WT3, respectivamente. Negro: Trasera no transgénicas, Negro rayado: miembro anterior no transgénicas, gris: transgénico trasera, gris discontinua: transgénico forelimb. Los resultados se presentan como media ± SD. Amplitudes (A, D) fueron estables en el tiempo en los animales no transgénicos tanto en miembros anteriores y posteriores. En animales transgénicos, amplitudes disminución durante el proceso de la enfermedad. Latencias (B, E) fueron menos afectados por la enfermedad y se observaron grandes diferencias entre traseras y patas delanteras, sin importar el genotipo. La variación en los estímulos necesarios (C, F) fue mínima en todos los grupos. SOD1 G93A n = 4 en todos los grupos excepto tg d 147, N = 3. Para PrP-hFUS-WT3 ratones en grupos de edad 29, 38 y 53, N es no-tg 4, 5 y 4 y tg 7, 5 y 3, respectivamente. Símbolos denotan la diferencia entre grupos como sigue: *: no tg trasera vs tg trasera, #: miembro anterior no tg y miembro anterior de tg, ¤: no tg trasera vs no-tg forelimb, gris *: tg trasera vs forelimb de tg. ANOVA de dos vías con Tukey del test de comparaciones múltiples, *: p < 0.05, **: p < 0.01, ***: p < 0.001, ***: p < 0.0001. #: p < 0.05, ##: p < 0.01, ###: p < 0.001, ### : p < 0.0001. ¤: p < 0.05, ¤¤: p < 0.01, ¤¤¤: p < 0.001, ¤¤¤: p < 0.0001. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4. CMAP de amplitud, latencia y estímulo necesario en el trasero y miembros anteriores en ratones CMT1A. C61-PMP22 los ratones transgénicos (tg) y no-transgénicas hermanos de camada (no-tg) se midieron en 1.5-2 años de edad. Amplitud (A) se redujo en traseras y patas delanteras en ratones transgénicos. Latencia (B) fue prolongado en las extremidades en los ratones CMT y cambios incluso sutiles en miembros anteriores fue detectado con esta medida. Requisito para la intensidad del estímulo (C) se incrementó en C61 PMP22 ratones, que se asemeja al fenotipo detectado en pacientes de CMT1A. Los resultados se presentan como media ± SD, no tg n = 4 y tg N = 3. ANOVA de dos vías con Sidak de test de comparaciones múltiples, **: p < 0.01, ***: p < 0.0001. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5. Potenciales de acción del miembro anterior son causados por estimulación nerviosa. Para excluir la posibilidad de que la respuesta observada del CMAP fue causada por la estimulación muscular, axotomía (parcial) fue realizada en el nervio del plexo braquial. Amplitud CMAP (A) y (B) la latencia se registraron antes (pre) y 4 días después (post) la axotomía del plexo braquial en adultos ratones no transgénicos. Axotomía disminuyó la amplitud CMAP que indica que la respuesta era debido a la estimulación del nervio. Negro: trasera, gris: forelimb contralateral, gris discontinua: miembro anterior ipsilateral. Los resultados se presentan como media ± SD, N = 2. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.