Evaluación de murino ejercicio de resistencia sin el uso de una rejilla de choque: Una Alternativa para el ejercicio forzado
14 de agosto de 2014
Se demuestra un método para evaluar la resistencia al ejercicio en ratones de laboratorio sin el uso de una rejilla de choque. Este método es un refinamiento humano que puede disminuir los efectos de confusión del estrés en los parámetros experimentales.
El objetivo general de este procedimiento es determinar la resistencia al ejercicio voluntario. En ratones de laboratorio, esto se logra primero permitiendo que el ratón se aclimate a la sala de procedimientos en su jaula doméstica durante una o dos horas. A continuación, se permite que el ratón se aclimate a la cinta de correr y al sonido del motor.
A continuación, la velocidad de la cinta de correr se incrementa gradualmente hasta que el ratón corre cómodamente a su velocidad máxima sostenida. El paso final es determinar cuándo el mouse ha alcanzado el agotamiento. En última instancia, la cantidad de tiempo que el ratón ha corrido hasta el agotamiento revela una medida de resistencia al ejercicio sin los efectos confusos del estrés por el uso de una rejilla de choque.
La principal ventaja de esta técnica es que es un refinamiento de los métodos existentes para determinar la resistencia al ejercicio y a los ratones, principalmente porque no utiliza una cuadrícula de tiro para animar a los ratones a correr, reduciendo así los efectos confusos del estrés, tanto para el animal como para el experimento. Decida de antemano sobre los grupos experimentales y los procedimientos posteriores al ejercicio para ratones. Coloque la caminadora en un carrito o mesa resistente en una habitación tranquila dedicada a este procedimiento.
Durante las pruebas de carrera, configure la cinta de correr para carriles del tamaño de un ratón y con una inclinación adecuada al protocolo. La inclinación de cinco grados positivos se utiliza aquí para obviar el daño muscular debido al ejercicio excéntrico que se produce durante la carrera cuesta abajo. Coloque una almohadilla absorbente debajo de la campana de la caminadora para recoger las heces.
Permita que el ratón se aclimate a la sala de procedimientos en su jaula doméstica transportada con sus compañeros de jaula durante una o dos horas. Seleccione un solo ratón y registre su número de etiqueta. También pesa el ratón y registra su peso.
Coloque el mouse en la cinta de correr sin el motor encendido para aclimatarse durante unos cinco minutos. Encienda la alimentación sin que la cinta de correr esté en marcha y deje que el mouse se aclimate al ruido de la máquina durante otros cinco minutos. Retire a los ratones de los grupos sedentarios de la cinta de correr en este punto y devuélvalos a su jaula o realice procedimientos posteriores al ejercicio según el diseño experimental.
Después de la aclimatación, gire el cinturón a una velocidad baja. Cuando el animal esté explorando el cinturón y no esté en la plataforma, golpee o levante suavemente los cuartos traseros del ratón con un depresor de lengua de una a tres veces para alentar a los animales reacios a permanecer en la cinta y correr. Iniciar un temporizador de laboratorio Una vez que el mouse esté funcionando a la velocidad inicial de 10 metros por minuto, aumente la velocidad lentamente.
Cuando el mouse esté en la parte superior del cinturón en incrementos de un metro por minuto aproximadamente cada dos minutos, baje la velocidad a la configuración anterior. Si el ratón corre repetidamente en ráfagas cortas y no a un ritmo constante, la mayoría de los ratones correrán fácilmente, pero a veces se detienen por períodos cortos. Use el depresor de lengua para golpear o levantar suavemente la parte trasera del animal para alentar la reanudación de la carrera.
A menudo, el simple hecho de notar que la mano con el depresor de la lengua se acerca a ellos hace que los ratones corran un poco más. No detenga el temporizador para interrupciones temporales en el funcionamiento. Determine la velocidad máxima de carrera sostenida de cada mouse ajustando la velocidad y observando cómo el mouse registra esta velocidad.
Algunos ratones se niegan por completo a correr. Estos ratones correrán en ráfagas cortas. Luego se detiene para acicalarse o pedalear que está sentado en la plataforma y usar sus patas delanteras en el cinturón.
La postura clásica de un ratón que se niega es encorvado con las cuatro patas plantadas debajo del animal para evitar que el depresor de la lengua lo empuje hacia la cinta de correr. De vez en cuando un ratón se vuelve agresivo hacia el depresor de la lengua cuando no está dispuesto a correr, mordiendo la lengua, el depresor o trepando por él como forma de escape. Está claro en los primeros cinco minutos de la prueba si el mouse funcionará o no.
Retire e identifique a los ratones que se niegan a huir del análisis, pero no los cuente como ratones sedentarios. Dependiendo de su diseño experimental, los ratones que se niegan pueden volver a ser analizados en un día diferente. El agotamiento se define por tres paradas sucesivas y la negativa a volver a correr a pesar de los estímulos suaves.
Además de signos físicos de agotamiento, como dificultad para respirar y postura extendida. Identifique a los ratones agotados y detenga el temporizador. Registre la cantidad total de tiempo que pasa corriendo a todas las velocidades.
Dependiendo del diseño experimental, devuelva el ratón a su jaula o realice procedimientos inmediatos después del ejercicio, como la recolección de sangre o tejidos. De acuerdo con las pautas institucionales, limpie el cinturón con una toallita germicida después de probar cada ratón individualmente para que el olor del ratón anterior no influya en el comportamiento de los ratones posteriores probados para el próximo ratón. Use un depresor de lengua fresca para cada ratón.
Los ratones que residen en la misma jaula pueden ser examinados secuencialmente el mismo día sin aclimatación adicional a la sala de procedimientos. La resistencia al ejercicio refleja con precisión el perfil molecular y metabólico de diferentes cepas de ratones C 57 black six que difieren en la expresión de la citocina IL 15 derivada del músculo, los ratones transgénicos que sobreexpresan IL 15 exhiben tiempos de carrera hasta el agotamiento significativamente mayores en comparación con los controles comidos, mientras que los ratones que carecen de IL 15 exhiben tiempos de ejecución significativamente reducidos antes de alcanzar el agotamiento, controles de tipo salvaje. 57 ratones negros de seis de dos fuentes diferentes no exhiben tiempos de ejecución significativamente diferentes.
La velocidad máxima de carrera sostenida difirió solo en los ratones knockout IL 15. Una limitación inevitable de esta técnica es que algunos ratones se niegan a correr voluntariamente. El porcentaje de ratones jóvenes de control de tipo salvaje que se niegan a correr es de alrededor del 10%A los cuatro meses de edad, el porcentaje de rechazos aumenta al 20% a los ocho meses de edad y aumenta a más del 60% a los 16 meses de edad.
Sin embargo, el porcentaje de rechazos en el grupo de mayor edad es significativamente menor en los ratones transgénicos IL 15. Al intentar este procedimiento, es importante recordar mantener la calma y la relajación y prestar atención al comportamiento del ratón. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo usar una cinta de correr para determinar la resistencia al ejercicio y ratones sin usar el chakra e.
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Resumen
Este artículo demuestra un método humano para evaluar la resistencia al ejercicio en ratones de laboratorio sin utilizar una rejilla de descarga eléctrica. El enfoque minimiza los efectos de confusión relacionados con el estrés en los parámetros experimentales.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Ciencia del comportamiento
- Fisiología animal
Antecedentes
- Los métodos tradicionales para evaluar la resistencia suelen implicar rejillas de choque que inducen estrés.
- El estrés puede alterar los resultados en estudios de ejercicio.
- Se necesitan alternativas humanitarias para prácticas de investigación éticas.
- Este estudio tiene como objetivo perfeccionar los métodos de prueba de resistencia.
Objetivo del estudio
- Determinar la resistencia al ejercicio voluntario en ratones de laboratorio.
- Reducir los efectos de confusión relacionados con el estrés en los resultados experimentales.
- Proporcionar una alternativa humanitaria a los métodos tradicionales de prueba de resistencia.
Métodos Utilizados
- Los ratones se aclimataron a la sala de procedimientos en su jaula de alojamiento durante 1-2 horas.
- Los ratones se aclimataron a la cinta rodante y a los sonidos del motor.
- La velocidad de la cinta rodante se aumentó gradualmente para determinar la tasa máxima de carrera sostenida.
- Se midió el tiempo hasta el agotamiento para evaluar la resistencia al ejercicio.
Resultados principales
- El método mide con éxito la resistencia sin inducir estrés.
- Los ratones mostraron un comportamiento de carrera voluntaria en la cinta rodante.
- Los resultados indican una medida confiable de la resistencia al ejercicio.
- El enfoque puede aplicarse en diversos entornos experimentales.
Conclusiones
- Este método representa una mejora significativa en la evaluación de la resistencia al ejercicio.
- Promueve el tratamiento ético de los animales de laboratorio.
- Los hallazgos respaldan la validez del uso de métodos humanos en la investigación.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La evaluación cuantitativa de la resistencia al ejercicio en modelos murinos es fundamental para elucidar las vías metabólicas y moleculares relacionadas con enfermedades y con intervenciones terapéuticas. La eliminación de factores de confusión inducidos por el estrés en las pruebas de resistencia mejora el valor predictivo de los datos preclínicos y apoya la continuidad traslacional. Este protocolo refinado permite una evaluación más precisa de los puntos finales fisiológicos, afectando directamente la validación de dianas y la reducción de riesgos mecanicistas en la investigación de biología metabólica y muscular.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la exploración de vías metabólicas y de citoquinas en condiciones fisiológicamente relevantes y de bajo estrés.
- Mejora la desactivación biológica de riesgos al minimizar los artefactos por estrés en las mediciones funcionales.
- Apoya una validación robusta de dianas para genes o vías que influyen en la resistencia y la función muscular.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Facilita el desarrollo de ensayos de resistencia estandarizados y reproducibles para la selección de compuestos o genes.
- Proporciona resultados cuantitativos con un estrés mínimo, adecuados para estudios comparativos entre grupos experimentales.
- Permite la evaluación confiable de intervenciones que afectan la capacidad de ejercicio o la resistencia a la fatiga.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Alinea modelos preclínicos con puntos finales relevantes para el ser humano al reducir las respuestas al estrés que generan confusión.
- Apoya el descubrimiento y la validación de biomarcadores al permitir análisis precisos de suero y tejidos tras el ejercicio.
- Mejora las decisiones de avance ajustadas al riesgo para programas terapéuticos metabólicos y neuromusculares.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
Este método se integra en la continuación del descubrimiento temprano y la validación preclínica, apoyando la comprobación de hipótesis y estudios mecanicistas en biología metabólica y muscular.
- Biología del Descubrimiento: Proporciona una plataforma para la indagación basada en hipótesis de los cambios moleculares inducidos por el ejercicio.
- Selección: Ofrece métricas cuantitativas y reproducibles de resistencia para evaluar intervenciones genéticas o farmacológicas.
- Análisis: Permite mediciones robustas del tiempo hasta el agotamiento y de biomarcadores post-ejercicio con menos factores de confusión.
- Investigación Traducional: Mejora la correspondencia entre modelos murinos y la fisiología del ejercicio humano al minimizar los artefactos de estrés.
- Reutilización Empresarial: Ofrece un protocolo estandarizado y humano adaptable a diversas líneas de investigación metabólica, neuromuscular y del envejecimiento.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva en la validación de objetivos y estudios mecanicistas al reducir la variabilidad inducida por el estrés.
- Valor operativo: Estandariza las pruebas de resistencia, mejorando la reproducibilidad y escalabilidad entre equipos de investigación.
- Valor estratégico: Apoya decisiones más informadas de avanzar/no avanzar al proporcionar señales biológicas más claras para la evaluación de candidatos.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de programas dirigidos al metabolismo y al músculo basándose en datos preclínicos sólidos.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en la evaluación del comportamiento murino y en fisiología del ejercicio.
- Necesita acceso a cintas de correr motorizadas con ajustes de velocidad e inclinación variables.
- Exige una estandarización entre equipos de los criterios de agotamiento y del registro de datos.
- Puede requerir adaptaciones para diferentes cepas de ratones o grupos de edad debido a la variabilidad en el comportamiento de carrera voluntaria.
- Está limitado por la proporción de ratones que se niegan a correr, especialmente en cohortes mayores.
Preguntas frecuentes sobre biofármacos
Chapters in this video
0:05
Title
1:11
Experimental Preparation and Acclimation of Mice to the Treadmill
2:37
Starting the Run-to-Exhaustion Test
3:59
Endpoints and Mice that Stop
5:59
Results: Exercise Endurance Reflects the Expression of Cytokine IL-15 in C57BL/6 Mice
7:24
Conclusion
