Name: Quantifier Décrémente cognitifs causés par la radiothérapie crânienne (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 10 s
Description: Découvrez comment quantifier les déficits cognitifs induits par la radiothérapie crânienne chez le rongeur. Cette méthode évalue la mémoire spatiale, l'anxiété et l'apprentissage pour mieux comprendre les troubles cognitifs.

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Ce travail a été soutenu par le NIH NINDS octroi R01 NS074388 581 (CL Limoli), California Institute for Regenerative Medicine (CIRM) Grant RS1-00413 (CLL) et une subvention du CIRM à Jupiter à l&#39;appui de la documentation vidéo. Nous tenons également à remercier Rudy Limbourg et Edward Lau de l&#39;Université de Californie, Irvine Boutique biologique machine sciences pour leurs conseils, de soutien et de superbes compétences techniques dans la préparation de tous les matériaux sur-mesure utilisés pour les tests comportementaux.

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</ol>

Pas de conflits d&#39;intérêt déclarés.

Il ya un besoin pressant de stratégies à long terme conçu pour prévenir le développement de troubles cognitifs qui devient de plus en plus courante dans les 12,13 survivants du cancer. Tige thérapies cellulaires peuvent fournir les moyens pour améliorer une gamme de séquelles tissu normal dans le SNC, car elles fournissent l&#39;occasion pour les cellules de remplacement de perdus ou endommagés à partir des traitements anticancéreux cytotoxiques 14. Pour accélérer la réalisation de ces efforts, nous avons entrepris une série de preuve de principales expériences qui ont confirmé la capacité de hNSCs crânialement greffé sur fonctionnellement rétablir la cognition dans le lit de tissu irradié des 3 SNC. Critique à cet effort a été la capacité de manière fiable mener une série de tests cognitifs soigneusement contrôlée d&#39;une manière reproductible. Nous avons détaillé ces procédures essentielles dans les efforts pour accélérer le potentiel de translation de thérapies par cellules souches dans la clinique. D&#39;autres considérations qui sontsusceptibles d&#39;avoir un impact significatif sur la qualité des données sont présentées ci-dessous. Tests cognitifs exige une attention minutieuse aux détails et en adhérant à certaines pratiques standard peut aider à minimiser les artéfacts qui compliquent l&#39;interprétation des résultats. L&#39;utilisation de salles dédiées tests comportementaux séparer de locaux d&#39;hébergement des animaux et des expérimentateurs est préférable. Il est également prudent d&#39;utiliser «bruit blanc» qui bloque les bruits extérieurs dans les animaleries qui peuvent distraire les animaux de la tâche à accomplir. Afin de minimiser le stress des animaux destinés à des tests cognitifs, il est important pour eux de se familiariser avec les expérimentateurs qui effectuera des tests de comportement avant l&#39;administration de la tâche. En général, si les tests femelles et les mâles, il est recommandé de tester d&#39;abord comme les femelles ont tendance à être plus anxieux au cours des tests, si les marques olfactives mâles restent dans les arènes de test. Quand on administre une batterie de série de tâches, il est important d&#39;exposer les animaux à LeaSt tâches stressantes première (comme les EPM, NPR), et la plupart des tâches stressantes dernier (comme le FC, MWM).

quantifier décrémente cognitifs causés par la radiothérapie crânienne

Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

À l&#39;exception de la survie, la déficience cognitive résultant de la gestion clinique du cancer est un facteur majeur de dicter le résultat thérapeutique. Pour de nombreux patients atteints de SNC et non malignes du système nerveux central, la radiothérapie et la chimiothérapie offrir les meilleures options pour le contrôle de la maladie. Ces traitements toutefois un coût, et les survivants du cancer presque tous (~ 11 millions dans les seuls Etats-Unis en 2006) encourent un risque de développer un dysfonctionnement cognitif, avec les cas les plus graves chez les patients soumis à une radiothérapie crânienne (~ 200 000 / an ) pour le contrôle des tumeurs cérébrales primaires et métastatiques 1. Particulièrement problématiques sont les cas pédiatriques, dont la survie à long terme aux prises avec des résultats marqués décrémente cognitives importantes charges socio-économiques 2. À ce jour, il n&#39;existe toujours pas de solutions satisfaisantes à ce problème clinique important. Nous avons abordé ce problème grave de santé en utilisant la tige transplantée CELLS pour lutter contre la radio-induites dans le déclin cognitif rats athymiques soumis à une irradiation crânienne 3. Détails de l&#39;irradiation stéréotaxique et la culture in vitro et de transplantation de cellules souches neuronales humaines (hNSCs) peuvent être trouvées dans notre document d&#39;accompagnement (Acharya et al. JoVE de référence). Après l&#39;irradiation et la chirurgie de transplantation, les rats sont ensuite évalués pour des changements dans la cognition, la survie des cellules greffées et l&#39;expression de marqueurs spécifiques de différenciation 1 et 4 mois après l&#39;irradiation. Pour évaluer de manière critique le succès ou l&#39;échec de toute intervention potentielle visant notamment à remédier radio-induites cognitives séquelles, une série rigoureuse des tâches cognitives quantitatives doivent être effectuées. Pour ce faire, nous soumettons nos animaux à une série de paradigmes des tests cognitifs, y compris la reconnaissance endroit roman, labyrinthe d&#39;eau, élevée labyrinthe plus et conditionnement de la peur, afin de quantifier l&#39;apprentissage de l&#39;hippocampe et non de l&#39;hippocampe et la mémoire. Nous avons démontré l&#39;utilité deces tests pour la quantification des types spécifiques de décrémente cognitifs chez les animaux irradiés, et les ont utilisés pour montrer que les animaux greffés avec des hNSCs présentent des améliorations significatives de la fonction cognitive 3. Les bénéfices cognitifs issus de greffer des cellules souches humaines suggèrent que des stratégies similaires pourraient un jour fournir beaucoup besoin de recours clinique pour les survivants du cancer qui souffrent de troubles de la cognition. En conséquence, nous avons fourni de la documentation écrite et visuelle des étapes essentielles utilisées dans nos paradigmes tests cognitifs afin de faciliter la traduction de nos résultats prometteurs dans la clinique.

Les troubles cognitifs résultant de la gestion radiothérapeutiques de tumeurs du cerveau représente une condition cliniquement insolubles que les impacts négativement la qualité de vie. La capacité à évaluer de manière critique les interventions peut contribuer à minimiser radio-induites décrémente cognitives dépend finalement de la capacité d&#39;entreprendre des évaluations quantitatives de la cognition.

Quantifier Décrémente cognitifs causés par la radiothérapie crânienne

À l'exception de la survie, les troubles cognitifs découlant de la prise en charge clinique du cancer constituent un facteur majeur déterminant l'issue thérapeutique. Pour...

L'objectif général de cette procédure est de quantifier les changements comportementaux et cognitifs induits par une irradiation crânienne. La première étape consiste à évaluer la mémoire de reconnaissance spatiale dépendante de l'hippocampe à l'aide de la tâche de reconnaissance d'une nouvelle position. Ensuite, les niveaux d'anxiété sont évalués à l'aide de la tâche du labyrinthe en croix surélevé, la formation de la mémoire basée sur la peur, à l'aide de la tâche de conditionnement contextuel à la peur dépendante de l'hippocampe et de l'amygdale, puis la tâche de conditionnement à la peur dépendante de l'amygdale est mesurée.La dernière étape consiste à administrer la tâche du labyrinthe aquatique de Maurice afin d'évaluer l'apprentissage spatial, la mémoire spatiale et la capacité d'apprentissage inverse. En définitive, ce protocole permet de détecter les modifications de l'humeur, de l'apprentissage et de la mémoire spatiaux et non spatiaux, ainsi que toute perturbation sensorimotrice induite par l'irradiation crânienne. Bien que cette méthode puisse fournir des informations sur les effets de l'irradiation crânienne sur le comportement et les fonctions cognitives.Il peut également être utilisé dans d'autres situations où la cognition est altérée comme effet secondaire indésirable d'un autre traitement, comme dans le cas du « cerveau chimio » ou des troubles de l'apprentissage et de la mémoire induits par la chimiothérapie. Les personnes novices dans cette méthode éprouveront des difficultés en raison du caractère chronophage de la mise en place et de l'optimisation de l'équipement. L'interprétation des résultats peut s'avérer difficile si les procédures expérimentales ne sont pas rigoureusement contrôlées, et la variabilité des données rend difficile la détection de différences entre les groupes témoin et expérimental.La démonstration visuelle de ces méthodologies est essentielle afin que le lecteur puisse apprécier les subtilités liées à l'organisation ou aux salles expérimentales dans lesquelles les tests cognitifs sont réalisés, ainsi que les procédures spécifiques utilisées. Afin de garantir une manipulation uniforme des animaux, commencez la phase de familiarisation en préparant soigneusement l'environnement de test : nettoyez deux blocs plastiques identiques avec de l'éthanol à 70 % et placez-les en des positions précises dans l'arène. Placez l'animal au centre de l'arène et laissez-le explorer librement.Pendant cinq minutes, les comportements exploratoires sont évalués. À l’aide d’un système de suivi automatisé, l’exploration est définie par la présence du nez de l’animal à moins de quatre centimètres de rayon des blocs et orienté vers ceux-ci. Lorsque le temps est écoulé, transférez l’animal dans une cage de contention pendant cinq minutes supplémentaires.Pendant ce temps, nettoyez l'arène de test avec de l'éthanol à 70 %. Placez une copie identique des blocs à la même position spatiale que durant la phase de familiarisation et une autre à une position spatiale nouvelle. Après un intervalle de délai de cinq minutes, réintroduisez l'animal dans les arènes de test pour une phase de test de cinq minutes et laissez-le explorer librement pendant trois minutes.Si la disposition spatiale des blocs de la phase de familiarisation est mémorisée, le rat passera plus de temps à explorer le bloc placé dans une position spatiale nouvelle. Le jour suivant, les animaux sont de nouveau placés dans l'arène. Pendant une phase de test de 24 heures, un bloc reste en position familière tandis qu'un autre se trouve en position nouvelle.Placez l'animal au centre de l'arène et enregistrez l'exploration pendant trois minutes. Le labyrinthe en croix surélevé mesure les niveaux d'anxiété chez les rongeurs. Avant le test, assurez-vous que le labyrinthe est nettoyé soigneusement.Pour commencer, placez l'animal au centre du labyrinthe, orienté vers le bras ouvert et dos à l'expérimentateur, et laissez l'animal explorer pendant cinq minutes. Le nombre d'entrées et la durée passées dans les bras ouverts et fermés sont enregistrés à l'aide d'un logiciel de suivi automatisé. Si un rat tombe du labyrinthe, replacez-le rapidement sur un bras ouvert et notez l'événement.Notez également tout comportement de figement ainsi que toute cause possible. Le conditionnement à la peur est un paradigme comportemental dans lequel les animaux apprennent à redouter un stimulus auparavant neutre. En l'associant à un stimulus nocif le premier jour, placez l'animal dans une chambre soigneusement nettoyée.Commencez l'essai d'entraînement, qui se compose de trois phases. La première est une phase de base de cinq minutes pendant laquelle aucun choc ni tonalité n'est administré. Pendant la phase d'entraînement, plusieurs associations tonalité-choc sont présentées sur une période de cinq minutes. Enfin, durant la phase post-entraînement, l'animal se voit accorder cinq minutes supplémentaires.En l'absence de choc ou de tonalité, le pourcentage de temps pendant lequel chaque animal reste figé est mesuré durant les 60 dernières secondes de la phase de base et durant les 60 dernières secondes de la phase post-entraînement. Vingt-quatre heures plus tard, remettez l'animal dans la chambre pour un test contextuel de cinq minutes et enregistrez le pourcentage de temps passé figé une heure après le test. Dans le contexte familier, retirez le plancher grillagé, ajoutez des panneaux à l'extérieur de la chambre et nettoyez avec un nettoyant ménager parfumé.Pour tester le conditionnement à la peur associée à un stimulus sonore, placez l'animal dans un contexte nouveau et enregistrez le comportement de figement en présence et en absence du ton précédemment associé au stimulus nocif. Le labyrinthe aquatique de Morris est un test d'apprentissage spatial qui nécessite l'utilisation d'indices distants pour localiser une plateforme de fuite immergée dans un grand bassin d'eau opaque. La tâche est administrée sur huit jours et se compose de quatre phases : le test de référence, l'acquisition, un test de mémoire réalisé 24 heures plus tard, et un test d'apprentissage par inversion.Pour commencer le test en file d'attente, placez un drapeau noir et blanc distinctif au centre de la plateforme afin que le lieu de sortie soit évident pour l'animal. Pour chaque essai du test CUD, placez l'animal à un emplacement de départ prédéterminé différent sur le pourtour du bassin et déplacez la plateforme dans un quadrant différent. Pour chacun des quatre essais, laissez l'animal 30 secondes pour trouver la plateforme de sortie.Si le temps maximal est atteint, guider manuellement les animaux jusqu'à la plateforme. Laisser l'animal rester sur la plateforme pendant 20 secondes avant de le placer dans une cage chauffée. Le jour suivant, commencer la phase d'acquisition, composée de quatre essais par jour pendant cinq jours consécutifs.Pendant cette phase, la plateforme cachée reste à la même position et les animaux apprennent à s'y diriger. À l'aide d'indices visuels distants dans la pièce, placer l'animal dans le bassin à un point de départ prédéterminé différent. Pour chaque essai, enregistrer la latence moyenne pour trouver la plateforme et la longueur du trajet comme mesures de l'apprentissage spatial.Si l'animal n'est pas parvenu à sortir dans le délai maximal de 60 secondes, le guider manuellement vers la plateforme et lui permettre d'y rester pendant 20 secondes. Vingt-quatre heures après le dernier essai d'entraînement, réaliser un 62e essai de sonde au cours duquel la plateforme est retirée, afin de déterminer la préférence de l'animal pour le quadrant qui contenait auparavant la plateforme. Après cet essai de sonde, replacer la plateforme dans le même quadrant et effectuer trois essais supplémentaires d'acquisition pour le test d'apprentissage par inversion.Le huitième jour, déplacez la plateforme vers un nouvel emplacement. Introduisez l'animal dans le bassin et mesurez la durée passée à chercher la plateforme à son emplacement précédent par rapport à son nouvel emplacement ici. Les résultats obtenus chez les animaux témoins et irradiés lors de la tâche de reconnaissance d'un nouvel emplacement ont montré que les deux positions étaient explorées de manière équivalente pendant la phase de familiarisation.Cependant, les animaux témoins ont montré une préférence nette pour la nouvelle position spatiale après des intervalles de délai de cinq minutes et de 24 heures, alors que les animaux irradiés ne l'ont pas fait. Dans le labyrinthe en croix surélevé, les animaux témoins et irradiés ont passé moins de temps à explorer les bras ouverts que ce qui serait attendu par hasard. Le pourcentage de comportement de figement pendant l'exposition initiale à la chambre était très faible par rapport à la période post-entraînement du lendemain.Le comportement de figement était encore accru dans le contexte familier, bien que beaucoup moins chez les animaux irradiés lorsqu'ils étaient placés dans un contexte nouveau ; le comportement de figement revenait alors aux niveaux de base, mais augmentait à nouveau lors de la présentation du ton dans le labyrinthe aquatique de Morris. Les animaux témoins localisaient la plateforme d'échappement plus rapidement au cours des essais successifs par rapport aux animaux irradiés. Les animaux irradiés mettaient également plus de temps et empruntaient un trajet plus long pour atteindre la plateforme lors d'un essai de sonde. Vingt-quatre heures plus tard, durant le test d'apprentissage par inversion, lorsque la position de la plateforme est modifiée, les animaux normaux cessent progressivement de chercher dans l'ancien quadrant et apprennent la nouvelle position de la plateforme, alors que les animaux irradiés ne le font pas.Lors de l'exécution de ces tâches, il est important de prendre des notes détaillées concernant tous les événements ou comportements anormaux, ainsi que tous les problèmes de suivi qui pourraient survenir et devront être résolus avant l'analyse des données. N'oubliez pas que le travail avec des animaux expérimentaux peut présenter des risques, et que des précautions telles que l'utilisation d'équipements de protection individuelle doivent toujours être prises lors de la réalisation de ces procédures. Il est également essentiel d'obtenir l'approbation de l'institution et de suivre les lignes directrices institutionnelles et fédérales relatives à l'utilisation sécuritaire et éthique des animaux.

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Patients atteints de tumeurs cérébrales systématiquement une radiothérapie crânienne, et tandis que bénéfique, ce traitement entraîne souvent des troubles cognitifs débilitante. Ce grave problème a résolu à l'heure actuelle, aucun recours cliniques, et a conduit nos efforts pour concevoir des thérapies par cellules souches basées pour la récupération des diminutions cognitives radio-induites.

Stem Cell Transplantation Stratégies pour la restauration de troubles cognitifs causés par la radiothérapie crânienne

La fonction des neurones de mammifères adultes-né reste une zone active de l'enquête. Rayonnements ionisants inhibe la naissance de nouveaux neurones. Utilisation de la tomographie par ordinateur guidée irradiation focale (CFIR), le ciblage anatomique tridimensionnelle des populations spécifiques progénitrices neurales peut maintenant être utilisée pour évaluer le rôle fonctionnel de la neurogenèse adulte.

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Ici, nous présentons une méthode stéréologique, le fractionneur optique, utilisé pour quantifier la formation de nouveaux neurones et leur survie, dans l'hippocampe du rat après une stimulation électroconvulsive. Lorsqu'il est correctement implémenté, la sensibilité et l'efficacité des méthodes stéréologiques garantissent des estimations précises avec une précision fixe et prédéterminée.

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Cette étude a proposé une modélisation de régression ajustée à l’âge en utilisant la morphologie du milieu du visage et de la base crânienne comme outil potentiel pour l’évaluation préopératoire et la planification chirurgicale individualisée pour les enfants atteints de craniosynostose syndromique (SC).

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