Le protocole décrit comment mesurer l’hyperalgésie du genou chez la souris. Nous montrons des exemples dans des modèles murins de douleurs aiguës au genou ainsi que dans des modèles d’arthrose (OA).
Article de méthode
Le protocole décrit comment mesurer l’hyperalgésie du genou chez la souris. Nous montrons des exemples dans des modèles murins de douleurs aiguës au genou ainsi que dans des modèles d’arthrose (OA).
L’évaluation de l’hyperalgésie du genou fournit un test robuste pour mesurer la sensibilisation périphérique du genou et représente un comportement cliniquement pertinent dépendant de la douleur qui peut être utilisé dans des modèles de rongeurs de l’arthrite. Plusieurs méthodes ont été rapportées pour déterminer le seuil de réponse à la compression du genou chez les rongeurs. Ici, nous avons cherché à adapter les méthodes existantes pour développer une méthode standardisée d’évaluation de l’hyperalgésie du genou chez les souris adultes, à l’aide d’un appareil de mesure de l’application de pression (PAM). Le protocole comprend des étapes détaillées, des recommandations de formation pour les nouveaux expérimentateurs et des conseils pour obtenir des résultats cohérents. Nous fournissons des suggestions pour une formation optimale d’un nouvel expérimentateur. Enfin, des résultats représentatifs sont fournis pour les modèles aigus d’hyperalgésie transitoire et les modèles expérimentaux d’arthrose, qui sont caractérisés par une douleur chronique. Cette méthode est très sensible aux interventions pharmacologiques, ce qui la rend adaptée à l’évaluation des effets de médiateurs tels que les cytokines et aux tests de criblage de médicaments à débit moyen. En résumé, l’approche décrite fournit une méthode robuste et cliniquement pertinente pour quantifier l’hyperalgésie du genou.
L’arthrose, la forme la plus courante d’arthrite, se caractérise par une dégradation progressive du cartilage, une synovite, un remodelage osseux et une croissance des ostéophytes1, et se manifeste cliniquement par une douleur et une perte de la fonction articulaire. L’arthrose est l’une des principales sources de douleur chronique dans le monde, ayant un impact profond sur la vie des patients en raison de la mobilité réduite et des problèmes de santé associés tels que l’anxiété et la dépression 2,3. Les médicaments couramment prescrits pour la douleur arthrosique comprennent les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS), la viscosupplémentation, les corticostéroïdes et les opioïdes, mais leur efficacité est limitée et leur utilisation prolongée est associée à des effets indésirables graves ou à un risque de dépendance 1,4.
Au cours des dernières années, de vastes études de cohorte ont tenté de décrire avec soin la douleur ressentie pendant l’arthroseprogressive 5. Dans le cadre de cet effort, plusieurs études ont effectué des tests sensoriels quantitatifs (QST) chez des sujets atteints d’arthrose, dans le but global d’identifier la sensibilisation et de déterminer les associations entre les mesures de la QST et les symptômes et la gravité de l’arthrose, ainsi que la réponse au traitement (examiné dans6). L’Association internationale pour l’étude de la douleur définit la sensibilisation comme une réactivité accrue des neurones nociceptifs à leur entrée normale, et/ou le recrutement d’une réponse à des entrées normalement inférieures au seuil7. Il devient de plus en plus évident que la sensibilisation est un processus clé sous-jacent à la douleur chronique dans l’arthrose. Une constatation particulière de la QST qui distingue solidement les sujets atteints d’arthrose symptomatique des témoins est une réduction du seuil de pression de la douleur (PPT). Une méta-analyse des valeurs de la PPT (à la fois au niveau du genou et des sites éloignés du genou) menée auprès de 1 003 participants avec et sans arthrose du genou a révélé une différence moyenne type significative (DMS, différence de moyennes divisée par l’écart-type) dans la PPT entre les personnes atteintes d’arthrose et les témoins8.
L’observation selon laquelle les patients atteints d’arthrose présentent une sensibilisation aux stimuli mécaniques, qui se manifeste par une baisse des seuils de pression de la douleur lorsqu’une force est appliquée à l’articulation, suggère des mécanismes sous-jacents de sensibilisation périphérique et centrale qui résultent de changements dans la voie de la douleur6. Les fondements moléculaires et cellulaires de ces changements peuvent être étudiés dans des modèles de rongeurs de l’arthrose. Au cours des dernières années, des modèles murins sophistiqués ont été développés pour modéliser la nature lentement progressive de l’arthrose du genou, et cette approche a révélé que des mécanismes de douleur distincts fonctionnent de manière dépendante du temps, ce qui peut avoir une signification translationnelle importante9. Par exemple, au cours de l’arthrose expérimentale du genou induite chirurgicalement, les souris développent une allodynie mécanique dans la patte arrière opérée au début de l’évolution de la maladie, tandis que les déficits de mise en charge ne deviennent apparents qu’à un stade avancé de la maladie9.
Comme chez les patients atteints d’arthrose, les souris atteintes d’arthrose expérimentale développent un seuil de douleur abaissé pour la douleur appliquée au genou au début de l’arthrose expérimentaledu genou 10. Ceci est révélateur d’une sensibilisation des nocicepteurs innervants du genou, qui peut en effet être visualisée et quantifiée par imagerie calcique in vivo des ganglions de la racine lombairedorsale 11. L’évaluation de l’hyperalgésie du genou fournit un test robuste et relativement simple pour mesurer la sensibilisation périphérique, représentant ainsi un comportement cliniquement pertinent dépendant de la douleur qui peut être utilisé dans des modèles de rongeurs de l’arthrite. Plusieurs méthodes ont été rapportées pour déterminer le seuil de réponse à la compression du genou chez les rongeurs. Des études plus anciennes rapportent que l’on serre le genou entre le pouce et l’index, et que l’on enregistre une réponse de retrait subjective ou une réponse de vocalisation chez l’animal 12,13,14 En 2007, Barton et al. ont rapporté que la mesure de l’application de pression (PAM) était une nouvelle technique comportementale pour enregistrer l’hypersensibilité mécanique au genou du rat dans l’arthrite inflammatoire15. La méthode a ensuite été validée chez des souris atteintes d’arthrite du genou induite par l’antigène 16. La PAM est une technique qui utilise un capteur de force pour exercer une force croissante sur le genou affecté tout en fournissant un retour visuel, permettant ainsi une compression du genou de manière reproductible, ce qui augmente sa sensibilité et sa reproductibilité. Ces deux études publiées précédemment se sont concentrées sur des modèles d’arthrite inflammatoire, où l’enflure du genou est proéminente. Par conséquent, nous avons cherché à adapter ces méthodes15,16 pour développer une méthode standardisée d’évaluation de l’hyperalgésie du genou chez la souris, qui peut être facilement appliquée à des modèles d’arthrose et qui répond très bien à l’intervention pharmacologique, comme décrit ici.
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Tous les protocoles expérimentaux ont été approuvés par le comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de l’Université Rush. Le protocole décrit consiste à évaluer l’hyperalgésie du genou droit dans le genou droit en réponse à un stimulus mécanique chez des souris adultes C57BL/6 (âgées de 10 semaines à 2 ans) des deux sexes. Pour mesurer l’hyperalgésie du genou dans le genou gauche, changez de main.
1. Configuration de l’appareil de mesure de l’application de la pression (PAM)
2. Formation pour la mesure de l’hyperalgésie du genou
3. Mesure de base de l’hyperalgésie du genou à l’aide de la PAM
REMARQUE : De nombreux modèles expérimentaux d’arthrite inflammatoire ou d’arthrose sont unilatéraux (par exemple, l’arthrose du genou induite chirurgicalement). Pour évaluer l’hyperalgésie du genou dans ces modèles, nous mesurons toujours le seuil de retrait du genou en premier dans le genou controlatéral de toutes les souris à tester. Après cela, nous testons le genou ipsilatéral. À titre d’exemple, ce protocole peut être appliqué pour mesurer l’hyperalgésie du genou dans l’arthrose expérimentale induite par le DMM. Dans ce modèle, les lésions articulaires s’accompagnent d’une hyperalgésie du genou, qui se développe à la 2e semaine après la chirurgie et se maintient jusqu’à la 16e àla 17e semaine.
4. Mesure de l’hyperalgésie du genou dans un modèle de douleur aiguë au genou
5. Évaluation longitudinale de l’hyperalgésie du genou dans un modèle prolongé d’arthrose
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Évolution temporelle de l’hyperalgésie du genou dans un modèle de douleur aiguë au genou
Tous les résultats présentés ont déjà été rapportés par notre groupe, et nous nous référons à10pour une description détaillée. Le premier exemple montre un modèle d’induction d’une hyperalgésie aiguë et transitoire du genou. Dans cette expérience, nous avons injecté Pam3CSK4, un ligand synthétique du récepteur Toll-like 2 (TLR2) (1 μg ou 3 μg, dissous dans ...
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La mesure de l’hyperalgésie du genou chez la souris offre un moyen relativement rapide et simple d’évaluer l’hyperalgésie du genou associée à l’arthrite expérimentale. Comme on peut l’observer à partir des résultats représentatifs présentés, le test peut détecter une hyperalgésie aiguë et transitoire (Figure 2A). Nous avons rapporté ce comportement en réponse à plusieurs médiateurs injectés dans l’articulation du genou, notamment un fragment d’agrégatane
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AMM est consultant pour Novartis, Merck, Roivant et Averitas. Elle a reçu le soutien de recherche d’Orion et d’Eli Lilly. SI et REM n’ont rien à divulguer.
Notre recherche est financée par l’Institut national de l’arthrite et des maladies musculo-squelettiques et cutanées, numéros de subvention : P30AR079206 (AMM), R01AR060364 (AMM), R01AR064251 (AMM), UC2AR082186 (AMM), R21AR085242-01 (AMM) et R01AR077019 (REM).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Antagoniste du récepteur de la chimiokine C-C 2 (CCR2RA) | Tocris | RS 504393 | |
| Ordinateur (de tout type) | Windows 7 minimum | ||
| Lidocaïne | Sigma | L5647 | |
| Mesure de l’application de pression (P.A.M) | Ugo Basile | 38500 | Transducteur, ordinateur, câbles inclus |
| Sac à sandwiches | Marché alimentaire complet | 6-1/2 x 5-7/8 | Recouvrez le transducteur |
| ligand Pam3CSK4 du récepteur 2 à toll | invitrogen | tlrl-pms |
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