Inducción y diversos indicadores de evaluación de la encefalomielitis autoinmune experimental
9 de septiembre de 2022
El presente protocolo describe la inducción de encefalomielitis autoinmune experimental en un modelo de ratón utilizando glicoproteína oligodendrocitos de mielina y monitoreando el proceso de la enfermedad utilizando un sistema de puntuación clínica. Los síntomas experimentales relacionados con la encefalomielitis autoinmune se analizan mediante análisis de tomografía microcomputarizada de fémur de ratón y prueba de campo abierto para evaluar el proceso de la enfermedad de manera integral.
Actualmente no existe una cura completa para la esclerosis múltiple. Nuestro protocolo permite la construcción efectiva de un modelo experimental de encefalomielitis autoinmune para ayudar a explorar terapias para la enfermedad de la esclerosis múltiple. La principal ventaja de nuestro protocolo es una evaluación más completa del tratamiento de la encefalomielitis autoinmune experimental desde múltiples perspectivas.
Primero preparar la emulsión peptídica de glicoproteína oligodendrocitos de mielina disolviendo el péptido liofilizado y el PBS estéril preenfriado sin iones de calcio y magnesio a pH 7.4. Agregue una bola de acero esterilizada de cinco milímetros a un tubo de microcentrífuga limpio de dos mililitros. Luego agregue 500 microlitros de adyuvante completo de Freuds que contiene cinco miligramos por mililitro de microbacteria tuberculosis liofilizada y 500 microlitros de la emulsión peptídica de glicoproteína oligodendrocitos de mielina al tubo.
Ahora oscile el tubo en un lisor de tejido durante 10 minutos. Luego enfríe los tubos en hielo durante 10 minutos. Repita el proceso cuatro veces hasta que se forme una solución viscosa blanca.
A continuación, diluya la solución de tallo de toxina pertussis 50 veces en PBS estéril de pH 7.4 sin iones de calcio y magnesio para lograr una concentración final de 200 nanogramos por 100 microlitros. Para precipitar toda la emulsión peptídica de glicoproteína oligodendrocitos de mielina preparada inicialmente en el fondo del tubo, centrifugar el tubo a cuatro grados Celsius durante dos o tres segundos, presionando el botón de pulso en el equipo. Aspire la emulsión peptídica de glicoproteína oligodendrocitos de mielina con una jeringa de un mililitro equipada con una aguja de calibre 22 y transfiera la emulsión a un nuevo barril de jeringa de 1 mililitro.
Fije una aguja de calibre 26 al barril y asegure la conexión con una película de sellado. Inyecte 100 microlitros de la emulsión peptídica de glicoproteína oligodendrocitos de mielina por vía subcutánea a cada lado de la columna dorsal de un ratón. Después de la inyección, observe la formación automática de masas bulbosas debajo de la piel y el dorso.
Luego, por vía intraperitoneal, inyecte 100 microlitros de toxina pertussis en el mismo ratón. Prepare una cámara de reacción de campo abierto y configure un sistema de análisis de video para grabar la locomoción del ratón. Para limpiar la cámara de reacción antes del experimento, rocíe etanol al 70% en toda el área y limpie con una toalla de papel limpia.
A continuación, coloque un ratón en la esquina de una cámara de reacción. Para comenzar a disparar, haga clic en el botón de inicio de captura en la barra de menú del sistema de grabación de video y grabe la hora. Manteniendo el silencio en la sala de pruebas, deje que el mouse se mueva libremente durante cinco minutos.
Luego detenga la grabación y guarde el video. Vuelva a colocar el ratón en su jaula. Luego limpie el área de prueba con etanol al 70% y continúe con el siguiente ratón.
Mantenga el ratón sacrificado plano en una bandeja de disección y fije las extremidades. Sostenga la piel de las extremidades posteriores en el ratón con fórceps y abra la piel y los músculos con tijeras. A continuación, separe el fémur de la tibia y el hueso de la cadera usando cuidadosamente las tijeras.
Retire los músculos adheridos al fémur con tijeras. Luego coloque el fémur en etanol al 70% a temperatura ambiente. En este estudio, se evaluó la capacidad del péptido derivado de la glicoproteína oligodendrocitos de mielina para inducir EAE.
Los ratones inyectados con el péptido experimentaron una pérdida de peso progresiva. Después de seis a nueve días de inyección, desarrollaron síntomas de EAE que alcanzaron su punto máximo después de 14 a 16 días. Los gráficos de seguimiento de la prueba de campo abierto demostraron que EAE altera el comportamiento exploratorio normal de los ratones.
En comparación con los ratones normales, los ratones con EAE viajaron significativamente menos distancia en las fases tempranas de inicio, pico y remisión. Los ratones con EAE también tuvieron una duración significativamente reducida de la actividad en las fases pico y de remisión de la enfermedad. Además, en las tres fases los ratones EAE tuvieron significativamente menos distancia de viaje y tiempo pasado en el centro.
Las tomografías microcomputarizadas de fémures de ratones EAE revelaron una arquitectura trabecular diferente a la de ratones normales. Los fémures de ratones EAE tenían significativamente menos densidad mineral ósea y proporción de volumen óseo a volumen de tejido que los de ratones normales. Además, los fémures de ratones con EAE tenían menos densidad de conexión trabecular, número trabecular y grosor trabecular que los de ratones normales.
En comparación con los ratones normales, el espaciamiento trabecular se mejoró y el grosor del hueso cortical se redujo en ratones EAE. También podemos aislar el cerebro y el código espinal de ratones EAE en el pico de la enfermedad y analizar la producción de células inmunes y citoquinas mediante citometría gripal.
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Descripción general
Este estudio presenta un protocolo para inducir encefalomielitis autoinmune experimental (EAE) en ratones utilizando la glicoproteína oligodendrocítica de la mielina (MOG). Ofrece una evaluación integral del proceso de la enfermedad mediante puntuación clínica, tomografía computarizada microscópica y pruebas conductuales.
Componentes Clave del Estudio
Área de Investigación
- Neuroinmunología
- Investigación sobre esclerosis múltiple
- Modelado de enfermedades autoinmunes
Antecedentes
- Existencia de diversos modelos experimentales para estudiar la esclerosis múltiple.
- Importancia de un modelo confiable para evaluar tratamientos.
- La MOG es un componente clave en la patología de la esclerosis múltiple.
Métodos Utilizados
- Inducción de EAE mediante emulsión de péptido MOG y toxina de la pertussis.
- Modelo murino
- Tomografía computarizada micro y pruebas de campo abierto para la evaluación.
Resultados principales
- Los ratones mostraron una pérdida progresiva de peso y desarrollaron síntomas de EAE dentro de las dos semanas posteriores a la inyección de MOG.
- El análisis conductual reveló un comportamiento exploratorio deteriorado y una locomoción reducida en los ratones con EAE.
- La microtomografía computarizada indicó una densidad ósea disminuida y una arquitectura trabecular alterada en los ratones con EAE.
Conclusiones
- El estudio establece con éxito un modelo integral de EAE para la exploración futura de terapias contra la esclerosis múltiple.
- Los hallazgos son significativos para comprender el mecanismo de la enfermedad y las posibles intervenciones terapéuticas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los modelos de encefalomielitis autoinmune experimental (EAE) proporcionan una plataforma con relevancia traslacional para evaluar hipótesis terapéuticas y la reducción de riesgos mecanicistas en el descubrimiento de fármacos para la esclerosis múltiple (EM). La integración de indicadores conductuales, esqueléticos e inmunológicos mejora la confianza predictiva y apoya decisiones de cartera ajustadas al riesgo en las etapas iniciales del descubrimiento y en puntos preclínicos clave. La fenotipificación exhaustiva en el EAE permite una validación más robusta de los objetivos terapéuticos e informa sobre la continuación o interrupción del desarrollo de candidatos para la EM.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas en un modelo de neuroinflamación autoinmune relevante para la enfermedad.
- Apoya la validación funcional de dianas al vincular intervenciones moleculares con fenotipos clínicos, conductuales y esqueléticos.
- Facilita la reducción del riesgo mecanicista mediante lecturas multidimensionales más allá de la puntuación clínica tradicional.
- Mejora la confianza predictiva para la selección de carteras al capturar diversos puntos finales relevantes para la esclerosis múltiple.
Desarrollo de ensayos y cribado
- Prepara sistemas validados in vivo para la evaluación posterior de la eficacia y el cribado mecanicista de fármacos candidatos para la EM.
- Normaliza la evaluación mediante puntuaciones clínicas reproducibles, análisis del comportamiento y resultados de micro-TC.
- Permite la evaluación cuantitativa de los efectos del compuesto sobre la neuroinflamación, el comportamiento y la salud ósea.
- Apoya plataformas escalables y reutilizables para el perfilado comparativo de compuestos.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Alinea los puntos finales preclínicos con las manifestaciones en pacientes con EM, incluyendo comportamiento similar a la ansiedad y osteoporosis.
- Garantiza la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica mediante la integración de biomarcadores inmunológicos y fenotípicos.
- Reduce los riesgos en las decisiones de avance al proporcionar evidencia multiparamétrica de eficacia y seguridad.
- Refuerza la relevancia traslacional para la selección de candidatos y la estrategia de biomarcadores.
Integración de la Canalización y del Flujo de Trabajo
Este modelo de EAE conecta el descubrimiento inicial, la identificación de compuestos prometedores y la validación preclínica de terapéuticas para la EM, al permitir la prueba de hipótesis, la aclaración de vías y la evaluación cuantitativa de los efectos de las intervenciones.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis nulas y la exploración mecanicista de las vías neuroinmunitarias en la EM.
- Selección: Proporciona resultados estandarizados, reproducibles y cuantitativos para la evaluación de compuestos.
- Analítica: Ofrece mediciones multimodales—puntuaciones clínicas, métricas conductuales y microarquitectura ósea—para comparaciones sólidas de la condición.
- Investigación Traducional: Alinea hallazgos preclínicos con fenotipos clínicos relevantes para pacientes y puntos finales de biomarcadores.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma in vivo reutilizable para el descubrimiento iterativo de fármacos y biomarcadores en la EM.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la validación de objetivos en MS.
- Valor operativo: Mejora la estandarización, la reproducibilidad y la escalabilidad de los estudios de eficacia in vivo.
- Valor estratégico: Orienta las decisiones de avance o interrupción y mejora la eficiencia del capital mediante la integración de diversos indicadores de evaluación.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización y el avance ajustados al riesgo de candidatos terapéuticos para MS.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en neuroinmunología, análisis del comportamiento e imagenología ósea.
- Exige acceso a infraestructura de micro-TC, seguimiento por video y citometría de flujo.
- Necesita la estandarización entre equipos de los protocolos de puntuación clínica y análisis del comportamiento.
- Puede ser necesaria una adaptación para diferentes cepas de ratones o intervenciones relevantes para la esclerosis múltiple.
- La complejidad de la evaluación aumenta con puntos finales multiparamétricos y la integración de datos.
Preguntas frecuentes sobre biofármacos
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:44
Preparation of Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein Peptide (MOG35-55) Emulsion and Pertussis Toxin
1:55
Establishment of Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE) Animal Model
2:55
Open Field Test
3:42
Analysis of Bone Phenotype
4:16
Results: Induction of EAE by MOG35-55 Treatment
5:49
Conclusion
