Marbre enterrant et Nestlet déchiquetage comme tests de répétitives, comportements compulsifs comme-chez les souris
24 décembre 2013
La maladie, les traumatismes crâniens, les modifications génétiques et le traitement des souris avec des médicaments peuvent avoir des effets profonds sur le comportement. En utilisant des approches bien caractérisées et validées telles que l’enfouissement du marbre et le déchiquetage des nids, les comportements compulsifs peuvent être documentés avec précision chez la souris en tant que modèles de trouble obsessionnel-compulsif humain et de trouble du spectre autistique.
L’objectif global de cette procédure est de montrer la simplicité de l’enfouissement du marbre et du déchiquetage des nids en tant que paradigmes fiables pour évaluer et démontrer des comportements répétitifs et compulsifs. Chez les rongeurs pour l’essai d’enfouissement du marbre, une cage est préparée avec 20 billes espacées uniformément sur la surface de la litière. La souris est ensuite introduite dans la cage et laissée intacte avec les billes pendant 30 minutes.
Après ce temps, la souris est retirée et les billes enterrées sont comptées pour le test Nestlé. Un Nestlé intact est placé dans la cage avant l’introduction de la souris. Après 30 minutes, la souris est retirée et le Nestlé est laissé sécher pendant la nuit avant de calculer le pourcentage de Nestlé déchiqueté.
En fin de compte, des différences dans le comportement de déchiquetage du marbre, de l’enfouissement et de Nestlé peuvent être observées chez les souris knock-out et les souris de type sauvage. Denise Briggs, étudiante diplômée, Mariana Ango Perez, postdoc et doyenne de Francescutti, associée de recherche de mon laboratoire, feront la démonstration des procédures. Tous les animaux sont maintenus sur un cycle d’obscurité légère de 12 heures avec un accès libre à la nourriture et à l’eau.
Pour de meilleurs résultats. Manipulez chaque souris avec précaution une fois par jour pendant trois à cinq jours avant le test. Lorsque les animaux sont prêts à être testés, transportez les cages jusqu’à la salle d’essai 60 minutes avant de commencer le premier test.
Pour le test de roulement du marbre, utilisez des cages à rats en polycarbonate standard avec des couvercles filtrants adaptés. Ajoutez de la litière de souris fraîche et non parfumée dans chaque cage à une profondeur de cinq centimètres et nivelez la surface de la litière en insérant une autre cage de la même taille. Cela a l’avantage supplémentaire d’imprimer un gabarit de lignes parallèles sur la surface de la literie.
Lesbilles de jouets en verre standard dans un détergent de laboratoire doux rincent abondamment et distillent l’eau ionisée et sèchent avant chaque utilisation. Lorsque vous êtes prêt, appuyez doucement les billes sur la surface de la litière. En cinq rangées de quatre billes, chacune prépare des chronomètres ou des chronomètres pour chronométrer les sessions.
Pour commencer le test, faites face à la souris vers le coin de la cage le plus loin possible des billes. Placez le dessus du filtre sur la cage et laissez la souris tranquille avec les billes pendant 30 minutes. À la fin de la période de test, retirez la souris et remettez-la dans sa cage d’origine.
Faites très attention de ne pas déplacer ou déloger les billes en sortant le sujet de la cage. Deux à trois chercheurs qui ne connaissent pas les conditions de traitement devraient ensuite noter le nombre de billes enterrées. Un marbre est marqué comme enterré.
Si les deux tiers de sa surface sont recouverts de litière, faites la moyenne des scores pour le nombre de billes enterrées pour chaque souris. Enfin, récupérez les 20 billes et débarrassez-vous de la litière. Utilisez des cages à souris en polycarbonate standard avec des couvercles de filtre ajustés.
Pour le test de déchiquetage Nestlé, ajoutez de la litière de souris fraîche et non parfumée dans chaque cage à une profondeur de 0,5 centimètre et emballez la litière comme indiqué précédemment. Ensuite, pesez les nids en fibre de coton disponibles dans le commerce et placez un Nestlé sur la litière. Dans chaque cage d’essai, préparez des chronomètres ou des minuteries pour chronométrer la séance.
Lorsque vous êtes prêt, placez une souris dans un coin de la cage face au mur. Placez le dessus du filtre sur la cage et laissez la souris tranquille avec le Nestlé pendant 30 minutes. Après ce temps, retirez la souris et remettez-la dans sa cage d’origine.
Retirez le reste intact du matériau éclairé du nid de la cage et laissez-le sécher pendant la nuit. Le lendemain. Pesez le nid éclairé non déchiqueté et divisez ce poids par le poids de départ pour calculer le pourcentage de déchiquetage du nid éclairé.
Enfin, jetez le reste du matériel déchiqueté et de la litière du nid. On voit ici des cages représentatives avant et après l’essai d’enfouissement du marbre. Peu de billes ont été enterrées ou déplacées de leur emplacement initial lors de tests sur des souris de type sauvage.
Cependant, la souris TPH à deux knock-out a enterré 17 des 20 billes. Les marbres non enterrés restants sont indiqués par des flèches. Cette vue latérale montre les changements dans la surface de la litière.
Après les tests, comparez la surface relativement intacte des cages de type sauvage avec la surface inégale contenant de grands creux et des pics d’animaux assommés. Les performances typiques lors de l’essai d’enfouissement du marbre sont résumées ici. TPH deux souris knock-out ont enterré beaucoup plus de billes par rapport aux souris de type sauvage.
Ces photographies montrent des nids représentatifs après broyage. Ici, les nids de souris de type sauvage montrent des quantités mineures de déchiquetage par rapport aux nids des cages de TPH, deux souris knock-out. Ce graphique montre les performances typiques des souris de type sauvage et de deux souris knock-out TPH au test de déchiquetage Nestlé.
Les deux souris knock-out TPH déchiquetent beaucoup plus de matériel Nestlé que les souris de type sauvage. Une fois maîtrisées, ces techniques peuvent être réalisées en deux heures si elles sont correctement exécutées. Lors de cette procédure, il est important de se rappeler d’être cohérent avec les critères de définition d’un marbre enterré et de retirer les morceaux déchiquetés de Nestlé du reste séché et non déchiqueté.
À la suite de cette procédure, les souris peuvent être injectées avec des médicaments utilisés pour traiter les troubles obsessionnels compulsifs chez l’homme, tels que les ISRS, afin de déterminer si ces médicaments réduisent les comportements compulsifs chez la souris.
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Aperçu
Cet article démontre l'utilisation de l'enfouissement de billes et de la déchiquetation de nid en coton comme paradigmes fiables pour évaluer les comportements de type compulsif chez la souris. Ces comportements constituent des modèles pertinents pour comprendre le trouble obsessionnel-compulsif humain et le trouble du spectre autistique.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Sciences du comportement
- Modèles animaux
Contexte
- Les maladies et les modifications génétiques peuvent influencer le comportement.
- Les lésions cérébrales et les traitements médicamenteux chez la souris sont étudiés pour leurs effets sur les changements comportementaux.
- Les comportements de type compulsif sont importants pour modéliser les troubles psychiatriques humains.
- Des approches validées sont essentielles pour documenter précisément ces comportements.
Objectif de l'étude
- Illustrer la simplicité des tests de dissimulation de billes et de déchiquetage de nid en ouate.
- Fournir des méthodes fiables pour évaluer les comportements répétitifs chez les rongeurs.
- Contribuer à la compréhension des comportements compulsifs en lien avec les troubles humains.
Méthodes utilisées
- Préparation d'une cage avec des billes pour le test d'enfouissement de billes.
- Observation de l'interaction de la souris avec les billes pendant 30 minutes.
- Comptage du nombre de billes enfouies après le test.
- Utilisation d'un nestlet pour évaluer le comportement de déchiquetage après une période d'observation similaire.
Résultats principaux
- Le nombre de billes enterrées fournit une mesure quantitative du comportement compulsif.
- Le pourcentage de nid en morceaux déchiqueté indique le niveau de comportement répétitif.
- Les deux tests sont efficaces pour démontrer des comportements de type compulsif chez les souris.
- Les résultats peuvent être utilisés pour modéliser des troubles psychiatriques humains.
Conclusions
- Enfouissement de billes et déchiquetage de nid en papier sont des méthodes validées pour évaluer les comportements compulsifs.
- Ces paradigmes peuvent aider à comprendre les mécanismes sous-jacents des troubles humains.
- Des recherches supplémentaires peuvent approfondir ces résultats afin d'explorer les effets des traitements.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
Les tests de dissimulation de billes et de déchiquetage de nid en coton fournissent des mesures quantitatives et éthologiquement pertinentes des comportements de type compulsif chez la souris, contribuant ainsi à la validation de cibles dans la découverte de médicaments neuropsychiatriques. Ces essais permettent une détection mécanistique des risques en reliant des manipulations génétiques ou pharmacologiques à des modifications mesurables du comportement répétitif, orientant les décisions d'avancement ou d'abandon en phase précoce de découverte. Leur simplicité, leur reproductibilité et leur sensibilité aux légers changements comportementaux en font des outils précieux pour le tri des projets et la continuité translationnelle, de l'identification de la cible à la validation préclinique.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Interroger des hypothèses thérapeutiques en quantifiant des comportements de type compulsif comme indicateur de l'engagement de la cible dans des modèles génétiques ou de maladie.
- Valeur opérationnelle : Permettre la réduction des risques biologiques grâce à une détection sensible des modifications comportementales résultant de la modulation de la cible, soutenant ainsi l'évaluation de la confiance en la cible.
- Valeur prédictive : Renforcer la confiance prédictive et le tri du portefeuille en fournissant des indicateurs phénotypiques transposables, pertinents pour la physiopathologie du TOC et du TSA.
Développement de criblages et de tests
- Valeur scientifique : Préparer des systèmes comportementaux validés pour des criblages ultérieurs en établissant des phénotypes de base et sensibles aux composés dans des tests de comportement de type compulsif.
- Valeur opérationnelle : Assurer la standardisation et la reproductibilité des tests grâce à une évaluation en aveugle, des essais de durée fixe et des définitions opérationnelles claires (par exemple, seuil d’enfouissement de deux tiers des billes).
- Valeur prédictive : Mettre en évidence la préparation au criblage et la possibilité de passage à l’échelle, en raison de besoins minimes en équipement, d’une courte durée d’essai et d’une compatibilité avec les hauts débits dans différents laboratoires.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Discuter de la pertinence pour les maladies en modélisant la symptomatologie compulsive observée dans le TOC et le TSA, permettant un alignement translationnel des biomarqueurs grâce à la quantification comportementale.
- Valeur opérationnelle : Décrire la continuité allant de la découverte à la validation préclinique en utilisant le même test pour évaluer la modulation de la cible dans des interventions génétiques, environnementales et pharmacologiques.
- Valeur prédictive : Aborder les décisions d'avancement ajustées au risque en reliant les modifications du comportement d'enfouissement de billes ou de déchiquetage de nid à mécanisme cible, soutenant des critères d'aller/arrêt fondés sur la réduction du risque comportemental.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Les tests de dissimulation dans le gravier et de déchiquetage de nid en coton fonctionnent comme des tests phénotypiques de stade exploratoire qui soutiennent la vérification d'hypothèses, la clarification des voies biologiques et la réduction des risques biologiques en recherche neuroscientifique précoce, avec une utilité directe dans l'identification de composés candidats et l'évaluation préclinique de modulateurs ciblés.
- Biologie de la découverte : Expliquer comment la méthode permet de tester des hypothèses, de clarifier des voies biologiques ou de réduire les risques biologiques en quantifiant les comportements de type compulsif comme indicateur fonctionnel de l'activité ciblée sérotoninergique, dopaminergique ou glutamatergique dans des modèles génétiques.
- Criblage : Décrire la prêts-à-l'emploi, la reproductibilité ou les sorties quantitatives du test lorsque ceux-ci sont étayés par l'article grâce à des essais standardisés de 30 minutes, à une évaluation en aveugle et à des décomptes basés sur le pourcentage de déchiquetage de nid ou d'enfouissement de billes.
- Analytique : Mettre en évidence les mesures, les indicateurs ou les résultats statistiques qui aident les équipes à comparer différentes conditions, notamment la fréquence d'enfouissement de billes et le pourcentage de déchiquetage de nid, utilisés comme variables continues pour les comparaisons entre groupes.
- Recherche translationnelle : Relier la méthode à une continuité préclinique ou à un alignement sur des biomarqueurs uniquement lorsque la source le justifie, en démontrant comment les résultats du test reflètent des phénotypes pertinents pour les symptômes dans des modèles de TOC et de TSA, soutenant ainsi une validité interspécifique.
- Réutilisation en entreprise : Présenter la méthode comme une capacité réutilisable plutôt que comme une technique à usage unique, en raison de son faible coût, de ses exigences minimales en matière de formation et de son applicabilité dans divers criblages de composés, études de validation ciblée et études de mécanisme d'action.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Confiance prédictive, validation des cibles, réduction de l'ambiguïté mécanistique dans l'engagement des cibles neuropsychiatriques.
- Valeur opérationnelle : Standardisation, reproductibilité et évolutivité entre les sites et les études grâce à des protocoles fixes et à une évaluation des critères de jugement en aveugle.
- Valeur stratégique : Meilleures décisions de poursuite ou d'abandon, efficacité du capital et réduction du risque biologique en phase avancée, par l'identification précoce en découverte de modulateurs inefficaces de la cible.
- Impact sur le portefeuille : Priorisation et décisions d'avancement ajustées au risque, fondées sur les modifications induites par la cible dans les phénotypes comportementaux de type compulsif.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Expertise scientifique requise en manipulation des rongeurs, en observation comportementale et en évaluation en aveugle afin de minimiser les biais et garantir l'intégrité des données.
- Les besoins en instrumentation et en infrastructure analytique comprennent des cages standard, de la litière, des billes ou des boulettes de nidification, des minuteries et du matériel de pesée pour les tests de boulettes de nidification.
- Les exigences de standardisation entre équipes impliquent une définition cohérente de l'enfouissement des billes (recouvrement de deux tiers de la surface), une évaluation en aveugle par plusieurs observateurs et des contrôles environnementaux (cycle lumière/obscurité, accoutumance).
- Les considérations d'adaptation selon les systèmes modèles incluent la validation du comportement de base chez différentes souches et la standardisation de la profondeur de la litière ainsi que de la présentation des billes ou des boulettes de nidification.
- Les limites pratiques appuyées par les données de la source comprennent la nécessité d'une manipulation d'habituation, la variabilité potentielle du comportement spontané et l'exigence de sécher les boulettes de nidification toute une nuit avant la pesée.
