Batería de comportamiento pruebas evaluación General locomoción, fuerza Muscular y la coordinación en ratones
23 de enero de 2018
Pruebas de comportamiento se utilizan en ensayos pre-clínicos para evaluar los efectos fenotípicos de una enfermedad o tratamiento sobre el bienestar de los animales. Para evaluar globalmente el funcionamiento motor, seleccionamos pruebas de locomoción general, fuerza muscular y coordinación: prueba de campo abierto, la malla y la prueba del rotarod, respectivamente.
El objetivo general de esta batería de pruebas conductuales es observar la locomoción general, la fuerza muscular y la coordinación en ratones. Estos métodos pueden ayudar a responder preguntas clave sobre la implementación de diferentes tratamientos en múltiples ensayos preclínicos, como el beneficio de los resultados del tratamiento sobre la motilidad en ratones. La principal ventaja de esta técnica es que múltiples aspectos y dimensiones del movimiento se miden y evalúan mediante esta batería de pruebas conductuales.
Quien demostrará el procedimiento será Meera, una estudiante de maestría en nuestro laboratorio. Comience por encender el programa de prueba de campo abierto y conecte la computadora a la cámara o al cajón de campo abierto. Inicie el software selectivo SmartWare en el icono de Campo Abierto.
Seleccione aceptar. Si corresponde, elija la fuente del convertidor digital-analógico en las opciones de la cámara. Siga las instrucciones para realizar las dimensiones adecuadas que cubran la caja del campo abierto.
A continuación, asegúrese de que el ratón sea detectado dentro de los límites del campo abierto calibrando la parte adecuada del software. Haga clic en tiempo para preestablecer una duración para probar a los ratones. En este caso, establezca cinco minutos.
Ingrese los sujetos haciendo clic y escribiendo el nombre adecuado para los archivos. Por ejemplo, fase uno, sesión uno. A continuación, coloque un ratón en el centro de los campos abiertos y haga clic en el icono de inicio para que el programa comience a grabar.
Después de cinco minutos, observe cómo el programa avanza automáticamente al siguiente sujeto. En este caso, retire al ratón que ha completado la prueba y coloque al siguiente sujeto en el campo abierto del programa. Luego, haga clic en iniciar.
Finalmente, para analizar los datos, haga clic en el icono de análisis en la parte superior derecha de la pantalla. Haga clic nuevamente en analizar y luego en informe resumen. Comience colocando un ratón en el centro de una malla.
Y invierta la malla a al menos 20 centímetros sobre un recipiente transparente. Una vez invertida, inicie el cronómetro. Registre el tiempo de latencia que tarda el ratón en caerse de la malla.
Si el ratón no cae dentro de los 60 segundos, asígnele una puntuación de 60 segundos y no realice más ensayos. A continuación, permita que el ratón descanse durante al menos cinco minutos. Luego encienda el rotarod y la computadora.
Y asegúrese de que estén correctamente conectados para la grabación de datos. Para ejecutar el protocolo acelerado, utilice los códigos en el teclado para establecer la duración deseada en el rotarod en 300 segundos, el número de carriles en cinco, la velocidad inicial y final en cuatro y cuarenta rotaciones por minuto, respectivamente, y el tiempo de rampa en 300 segundos. Luego, configure la unidad en modo avance para ratón.
Asegúrese de que todas las vías magnetizadas estén equilibradas antes de comenzar la prueba, y coloque un ratón en cada vía del rotarod. A continuación, presione inicio para iniciar el programa. A medida que los ratones caen, retírelos de sus vías de inmediato para garantizar que no interrumpan las otras vías.
Finalmente, permita que los ratones descanse durante un intervalo interensayo de 10 minutos. Durante este intervalo, comience el ensayo para el siguiente grupo de ratones. Estos datos demuestran el uso del rotarod como un medio para observar cómo se comportan los ratones tratados en comparación con los ratones heterocigotos normales.
La divergencia de los dos grupos a las 40 semanas indica el inicio de la disminución de la coordinación en el grupo de tratamiento en comparación con los controles normales. En las pruebas conductuales mensuales, los ratones tratados tuvieron un desempeño similar al de los controles heterocigotos normales en la prueba de campo abierto, la prueba de rotarod y la prueba de malla. A las 12 semanas, los animales tratados superaron a los no tratados en el tiempo de movimiento en la prueba de campo abierto y en la latencia para caer en la prueba de malla.
Una vez dominada, esta técnica puede completarse en dos horas y media para procesar 20 ratones mediante el protocolo, si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar limpiar el aparato entre cada prueba de ratón, con el fin de evitar posibles contaminaciones entre ratones y jaulas. Tras seguir este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como ensayos conductuales y bioquímicos adicionales, para responder preguntas complementarias sobre la eficacia del tratamiento, tales como ensayos de biodistribución, ensayos de actividad enzimática, ensayos de histología o pruebas de memoria y aprendizaje.
Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que investigadores en los campos de la psicología y posteriormente en las neurociencias exploraran el efecto que diversos tratamientos y condiciones tienen sobre organismos modelo. Después de ver el video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar pruebas de comportamiento para evaluar la locomoción general, la fuerza muscular y la coordinación. No olvide que trabajar con ratones puede ser peligroso, y siempre se deben tomar precauciones, como usar el equipo de protección personal adecuado, al realizar este procedimiento.
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Descripción general
Este artículo describe una batería de pruebas conductuales diseñadas para evaluar la locomoción general, la fuerza muscular y la coordinación en ratones. Estas pruebas son fundamentales para evaluar los efectos de tratamientos en ensayos preclínicos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Pruebas conductuales
- Ensayos preclínicos
Antecedentes
- La prueba conductual es esencial para evaluar el bienestar animal.
- Permite comprender los efectos fenotípicos de las enfermedades y los tratamientos.
- Se evalúan múltiples dimensiones del movimiento mediante diversas pruebas.
- Las pruebas comunes incluyen la prueba del campo abierto, la prueba de malla y la prueba de rotarod.
Objetivo del estudio
- Observar la locomoción, fuerza y coordinación en ratones.
- Evaluar los resultados del tratamiento sobre la motilidad.
- Proporcionar una evaluación integral del funcionamiento motor.
Métodos Utilizados
- Prueba de campo abierto para la locomoción general.
- Prueba de malla para la fuerza muscular.
- Prueba de rotarod para la coordinación.
- Uso del software SmartWare para la recopilación de datos.
Resultados principales
- Las pruebas conductuales proporcionan información sobre la eficacia del tratamiento.
- Se miden múltiples aspectos del movimiento.
- Los resultados pueden orientar futuros ensayos preclínicos.
Conclusiones
- Las pruebas conductuales son una herramienta valiosa en la investigación en neurociencia.
- Estas ayudan a comprender el impacto de los tratamientos en modelos animales.
- Evaluar de manera integral puede conducir a estrategias terapéuticas mejores.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La prueba conductual cuantitativa en ratones permite una evaluación robusta de la función motora, la fuerza muscular y la coordinación, proporcionando puntos finales fenotípicos críticos para estudios preclínicos de eficacia. Esta batería multidimensional apoya la continuidad traslacional al vincular intervenciones moleculares con resultados funcionales, informando directamente las decisiones de avance o interrupción en la descubrimiento temprano de fármacos. La integración de métricas objetivas de locomoción y coordinación mejora la confianza predictiva y reduce los riesgos en el avance de carteras dirigidas al sistema neuromuscular y al sistema nervioso central.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la validación funcional de hipótesis terapéuticas dirigidas a vías motoras y neuromusculares.
- Apoya la reducción de riesgos biológicos mediante la cuantificación del impacto del tratamiento en fenotipos de movimiento.
- Facilita la priorización de candidatos basándose en la mejora objetiva de los puntos finales motores.
- Proporciona lecturas multidimensionales para la aclaración mecanicista en modelos de enfermedad.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Establece ensayos conductuales estandarizados y reproducibles para la evaluación de compuestos en etapas posteriores.
- Proporciona resultados cuantitativos comparables entre diferentes grupos para la locomoción, la fuerza y la coordinación.
- Permite la realización de cribados a gran escala de múltiples cohortes mediante la captura y el análisis automatizados de datos.
- Prepara sistemas validados para su integración con puntos finales bioquímicos e histológicos.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Alinea los parámetros fenotípicos preclínicos con resultados funcionales relevantes para la enfermedad.
- Permite la evaluación longitudinal de la durabilidad y aparición del tratamiento en modelos animales.
- Posibilita el avance ajustado al riesgo al exigir mejoras en múltiples dominios conductuales.
- Facilita la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica en programas del sistema nervioso central y neuromusculares.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
Esta batería conductual se sitúa en la intersección entre la biología del descubrimiento y la eficacia preclínica, conectando la validación del blanco con medidas de resultados traslacionales.
- Biología del Descubrimiento: Proporciona pruebas basadas en hipótesis de la función motora y la activación de vías.
- Selección: Ofrece puntos finales conductuales cuantitativos y reproducibles para la clasificación de candidatos.
- Análisis: Genera mediciones objetivas (por ejemplo, latencia para caer, distancia recorrida) para comparaciones estadísticas entre grupos.
- Investigación Traducional: Alinea los resultados de modelos animales con parámetros clínicamente relevantes de la función motora.
- Reutilización Empresarial: Sirve como una plataforma modular adaptable a diversos modelos de enfermedad y tipos de intervención.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la evaluación del resultado funcional.
- Valor operativo: Estandariza las pruebas conductuales, asegurando la reproducibilidad y escalabilidad entre estudios.
- Valor estratégico: Informa decisiones de avance o interrupción con datos cuantitativos multidimensionales, optimizando la asignación de recursos.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización y el avance ajustados al riesgo de candidatos con beneficio funcional demostrado.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en neurociencia conductual y manejo de animales.
- Exige instrumentación calibrada y software validado para la adquisición y el análisis de datos.
- Necesita una estandarización rigurosa entre equipos de los protocolos y los criterios de puntuación.
- Adaptable a diversos modelos de ratón, aunque puede requerir optimización del protocolo para contextos específicos de enfermedades.
- Los protocolos de limpieza del equipo y de bienestar animal son esenciales para garantizar la integridad y la reproducibilidad de los datos.
