Mesure des changements de sensibilité tactile dans la patte postérieure de souris à l’aide d’un appareil électronique de von Frey
19 décembre 2013
Les mesures électroniques de von Frey constituent une alternative efficace et améliorée aux filaments de von Frey classiques, car elles permettent de mesurer rapidement et précisément les changements des seuils de retrait mécanique des rongeurs aux stimuli de pression appliqués en continu avant et après un événement inflammatoire.
L’objectif global de cette procédure est de mesurer l’absence de réponses susceptives à la pression mécanique dans la patte arrière des souris. Pour ce faire, les animaux doivent d’abord être placés sur un sol grillagé et leur permettre de s’habituer lorsqu’ils sont prêts. Une pointe en polypropylène est appliquée sur la face inférieure de la patte arrière, et la pression est progressivement augmentée.
Lorsque la réponse comportementale appropriée est notée, le stimulus est retiré. Une fois les valeurs de référence recueillies, les animaux font l’objet d’une intervention expérimentale avant d’effectuer d’autres tests. En fin de compte, les changements dans les seuils de retrait de la patte arrière sont comparés entre les groupes de traitement afin de déterminer l’effet d’un traitement particulier sur les changements de sensibilité tactile à la pression.
La douleur est une composante cardinale de l’inflammation. Il est important de mesurer et de caractériser la douleur dans différents contextes. Cette méthode relativement simple d’évaluation de la douleur peut être appliquée à de nombreux modèles différents d’inflammation.
La démonstration de la procédure sera faite par Tiana ov, une technicienne de recherche de mon laboratoire, Madison Mack, qui a participé à ce travail en tant qu’étudiante de premier cycle, et Akila Sykes. Je suis actuellement étudiant de premier cycle dans mon laboratoire. Commencez par installer l’appareil d’essai pour un accès facile aux pattes arrière.
Placez les chambres individuelles sur un sol grillagé. Le sol en maille doit être à une hauteur confortable et sur une surface solide. Ensuite, placez l’appareil électronique de Von Frey sur la paillasse.
Assurez-vous que la sonde et le câble sont correctement connectés à l’unité d’affichage et allumez l’instrument en mode de configuration. Réglez l’affichage à zéro et placez délicatement le poids de contrôle fourni sur le cône de la sonde Von Frey. Enregistrez la lecture et répétez cette procédure à la fin du test, s’il y a une divergence entre les deux valeurs, l’appareil peut avoir besoin d’être recalibré.
Sélectionnez un embout en polypropylène de la taille appropriée pour le tissu à tester. Les pointes rigides fonctionnent bien pour les tissus de la patte arrière moins sensibles et plus durs. Montez délicatement l’embout sur le cône de la sonde.
Passez ensuite du mode de configuration au mode de fonctionnement. Cela affichera la pression maximale appliquée lorsque la sonde est rétractée. Deux chercheurs sont nécessaires pour mesurer les seuils de retrait de la patte arrière.
L’une, pour faire fonctionner l’appareil et effectuer les mesures, et l’autre pour enregistrer ces mesures afin de réduire le biais. L’investigateur qui opère l’anesthésie TER doit être aveugle aux traitements ainsi qu’aux valeurs seuils de sevrage enregistrées. De plus, pour assurer l’uniformité entre les mesures, la même personne doit consigner toutes les valeurs de référence et les seuils de retrait.
48 heures avant le traitement, la première série de mesures de base est enregistrée. Placez un matériau absorbant sous le support pour recueillir les déchets excrétés. Après avoir monté la pointe et mis la sonde à zéro, l’expérimentateur qui enregistre les mesures doit placer les souris dans des chambres individuelles.
Couvrez les chambres avec des couvercles perforés et placez un objet lourd sur le dessus. Pour éviter que les souris ne s’échappent, laissez-les s’acclimater à la chambre pendant 15 minutes avant de continuer. En général, les personnes qui débutent dans cette technique auront du mal à accepter l’application progressive d’une pression accrue, et avec l’établissement d’une cohérence interne avec leurs propres mesures, la pratique est essentielle pour générer des résultats reproductibles.
Lorsque vous êtes prêt, utilisez vos deux mains pour soulever lentement la sonde et stimuler le coussinet de la patte arrière gauche ou droite. Augmentez progressivement la pression jusqu’à ce qu’un comportement nociceptif soit observé. Ceux-ci sont identifiés par la rétraction de la patte arrière, le léchage de la patte arrière ou le saut de la patte.
Demandez à l’autre enquêteur d’enregistrer la pression qui a provoqué le comportement observé. Pendant la mesure, il est utile d’encourager la souris à rester immobile en plaçant un palais de nourriture juste à l’extérieur de la chambre ou en faisant un léger bruit, comme un léger tapotement, avant que la mesure ne soit prise. Passez à la souris suivante jusqu’à ce que chacune ait été testée une fois et répétez cette procédure quatre fois de plus.
Après avoir collecté cinq valeurs de référence, obtenez une moyenne pour chaque souris. Répétez les mesures de référence 24 heures plus tard et utilisez ces valeurs pour calculer une autre moyenne. Pour s’assurer que toutes les souris ont des réponses de base cohérentes, excluez les animaux dont le seuil de retrait de base moyen est inférieur à 3,5 grammes ou dont les seuils de base diffèrent de deux grammes ou plus.
Enfin, répartissez les souris dans des groupes de traitement distincts afin que la base de sevrage moyenne de chacun soit aussi similaire que possible. Ici, les seuils de sevrage ont été mesurés après l’administration du venin par la patte arrière, ROS raca. Contrôle traité à l’aide d’une solution saline. Les souris ont montré peu de changement par rapport à la ligne de base à tout moment.
Les réponses nociceptives des souris traitées ont été clairement maintenues jusqu’à six heures. De plus, l’œdème tissulaire, caractéristique de l’inflammation, était évident dans le venin, mais pas dans les pattes arrière traitées au sérum physiologique. Les changements de sensibilité tactile induits par le venin ont été accompagnés d’un afflux de neutrophiles de près de 1000 fois.
Par rapport aux pattes arrière traitées au sérum physiologique, les mastocytes plantaires dans le tissu de la patte arrière étaient en grande partie intacts ou présentaient une légère dégranulation. En revanche, chez l’accouplement, la biche a montré une dégranulation modérée et extensive de 15 à 20 % des mastocytes. Cette technique peut être adaptée pour évaluer la sensibilité mécanique ou tactile d’un large éventail de tissus autres que la patte arrière.
Par conséquent, cette technique peut être incorporée dans de nombreux modèles différents d’inflammation et de douleur chez les rongeurs.
Aperçu
Cet article présente une méthode pour mesurer les réponses nociceptives à la pression mécanique de la patte postérieure des souris à l'aide de mesures électroniques von Frey. Cette technique permet une évaluation rapide et précise des changements dans les seuils de retrait mécanique avant et après des interventions inflammatoires.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neuroscience
- Évaluation comportementale
- Modèles d'inflammation
Contexte
- La mesure de la douleur est cruciale pour comprendre l'inflammation.
- L'appareil von Frey électronique offre des avantages par rapport aux méthodes classiques.
- Une mesure précise des seuils de retrait est essentielle pour la reproductibilité.
- Cette méthode peut être adaptée pour divers modèles de rongeurs.
Objectif de l'étude
- Évaluer la sensibilité mécanique en réponse à des stimuli de pression.
- Évaluer les effets des traitements sur le comportement nociceptif.
- Établir une méthode fiable pour l'évaluation de la douleur en recherche.
Méthodes utilisées
- Habituation des souris sur un sol en maille métallique.
- Application progressive de la pression à l'aide d'une pointe en polypropylène.
- Enregistrement des seuils de retrait par deux investigateurs aveugles.
- Comparaison des mesures de base et post-traitement.
Résultats principaux
- Des changements significatifs dans les seuils de retrait ont été observés après le traitement.
- L'inflammation était caractérisée par un œdème tissulaire et un influx de neutrophiles.
- La dégranulation des mastocytes variait entre les groupes de traitement.
- La méthode a démontré une adaptabilité pour divers tissus.
Conclusions
- La méthode électronique von Frey est efficace pour évaluer la douleur chez les rongeurs.
- Cette technique peut améliorer la compréhension des mécanismes de la douleur inflammatoire.
- Elle fournit une base pour de futures études sur la douleur et l'efficacité des traitements.
Questions fréquemment posées
Executive Industry Relevance
Assessing tactile sensitivity changes in rodent models provides critical early-phase data for analgesic target validation and mechanistic de-risking in pain therapeutics development. The electronic von Frey method enables rapid, quantitative measurement of mechanical withdrawal thresholds, supporting reproducible preclinical evaluation of inflammatory and neuropathic pain models. This approach enhances predictive confidence in target engagement and treatment efficacy before advancing compounds into later-stage studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to nociceptive pathways and pain modulation mechanisms.
- Operational Value: Supports biological de-risking by providing quantifiable, internally controlled tactile sensitivity readouts across treatment groups.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage through objective comparison of baseline and post-intervention withdrawal thresholds to assess target modulation.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems for downstream screening by establishing standardized baseline tactile sensitivity measurements.
- Reproducibility: Enables consistent, repeated measurements within short time periods, supporting assay standardization and cross-group comparability.
- Scalability: Allows multiple measurements per subject, increasing throughput and reliability for compound screening campaigns.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models inflammation-induced mechanical allodynia, aligning with clinical pain phenotypes in inflammatory and neuropathic conditions.
- Translational Continuity: Bridges discovery and preclinical workflows by providing mechanistically relevant, quantifiable pain sensitivity outcomes.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions based on reproducible changes in withdrawal thresholds following experimental interventions.
Pipeline & Workflow Integration
The electronic von Frey method fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, particularly for pain-modulating compounds.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by measuring nociceptive responses to mechanical pressure as a functional readout of target engagement.
- Screening: Delivers assay-ready, reproducible quantitative outputs essential for reliable compound evaluation in pain models.
- Analytics: Provides precise withdrawal threshold measurements and statistical comparability across baseline and treatment conditions.
- Translational Research: Connects to preclinical validation through disease-relevant mechanical sensitivity outcomes in inflammation models.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable platform capability across multiple inflammatory and neuropathic pain models, reducing redundant assay development.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity in pain pathway modulation.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible tactile sensitivity measurements with minimal technical variability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality, enhancing capital efficiency and reducing late-stage attrition due to lack of target-mediated efficacy.
- Portfolio Impact: Enables risk-based prioritization of compounds based on quantifiable effects on mechanical withdrawal thresholds.
Implementation Considerations
- Requires training in behavioral observation and nociceptive response identification to ensure measurement consistency.
- Dependent on calibrated electronic von Frey apparatus and appropriate polypropylene tip selection for hind paw tissue.
- Necessitates blinding of operators and recorders to treatment conditions to minimize bias in threshold recording.
- Involves exclusion criteria based on baseline threshold variability to ensure group homogeneity and data integrity.
- Limited to measurable behavioral responses; requires clear nociceptive endpoints such as paw withdrawal, licking, or jumping.
