Analyse de la capacité d'apprentissage et de mémoire dans un modèle de souris de la maladie d'Alzheimer à l'aide du labyrinthe d'eau Morris
29 octobre 2019
Ici, un protocole pour mener les essais de labyrinthe d'eau de Morris pour évaluer la capacité d'apprendre et la mémoire des souris modèles de la maladie d'Alzheimer et pour évaluer l'effet de l'acupuncture manuelle pour les traiter est décrit.
L’expérience Morris Water Maze, ou MWM, est devenue l’expérience comportementale la plus largement utilisée et la plus classique pour évaluer l’apprentissage spatial et la capacité de mémoire des animaux. Bien qu’il existe de nombreux articles sur le MWM, dans la pratique, les chercheurs se sentent encore confus. Par conséquent, cette vidéo intuitive et rigoureuse de processus de fonctionnement est particulièrement importante.
Nous avons précédemment effectué l’étude MWM-basée, a suggéré que l’acupuncture puisse soulager des symptômes des souris modèles d’ANNONCE. C’est pourquoi nous introduisons le protocole d’exploitation du MWM utilisé dans nos études récentes pour fournir aux chercheurs une méthode simple et visible pour évaluer l’apprentissage spatial et la mémoire des animaux modèles de la MA. MWM est une technique puissante pour évaluer la fonction cognitive et est largement utilisé dans les études.
Cependant, il n’y a pas de paramètres définis ou standard pour effectuer la tâche, tels que la taille du pool et de la plate-forme. Ainsi, la démonstration réelle de la méthode est critique. Commencez par mettre en place pour le labyrinthe d’eau Morris ou MWM test selon les instructions manuscrites.
L’appareil MWM et le système d’acquisition et de traitement des signaux devraient être situés dans une salle d’expérimentation conçue pour maintenir l’isolation acoustique. Un réservoir blanc circulaire entouré d’un tissu opaque doit être placé au milieu de l’appareil MWM. Une caméra vidéo doit être fixée au plafond de l’appareil et connectée à un enregistreur vidéo avec un système de suivi automatisé.
Divisez le réservoir du labyrinthe d’eau en quatre régions égales à l’aide de lignes étiquetées nord, sud, est et ouest, qui diviseront conceptuellement la zone de la piscine en quatre quadrants. Ensuite, placez un repère visuel unique sur le mur de chaque quadrant à la vue de la souris. Remplissez le réservoir circulaire d’eau pour une profondeur de 30 centimètres, et ajoutez 150 grammes de lait en poudre à l’eau pour le rendre opaque.
Pour effectuer l’essai de la plate-forme visible, placez une plate-forme circulaire en plastique d’un centimètre au-dessus de la surface de l’eau dans n’importe quel quadrant au hasard, et mettez un drapeau noir dessus. Relâchez doucement chaque souris dans l’eau à partir de l’un des quatre emplacements de départ faisant face au mur du réservoir. Activez le programme de suivi informatique dès que la souris est relâchée dans l’eau, et donnez à chaque souris 60 secondes pour atteindre la plate-forme.
À la fin de chaque essai, placez la souris sur la plate-forme et laissez-la y rester pendant 10 à 30 secondes. Observez les trajectoires de natation des souris sur l’ordinateur. Enregistrez le temps que la souris a pris pour trouver la plate-forme comme échappatoire à la latence, et analyser la vitesse de nage de la souris.
Ensuite, séchez la souris avec des serviettes et réchauffez-la avec un radiateur électrique. Déplacez la plate-forme et effectuez quatre essais par souris, en commençant une souris dans un quadrant différent. Laissez la souris récupérer pendant 15 à 20 minutes entre chaque essai.
Pour effectuer l’essai plate-forme cachée, placez la même plate-forme sans drapeau dans le quadrant sud-est. Ensuite, placez la souris au hasard dans l’un des quatre quadrants, et donnez-lui 60 secondes pour trouver la plate-forme cachée. Si la souris ne trouve pas la plate-forme en 60 secondes, guidez-la vers la plate-forme et laissez-la y rester pendant 10 à 30 secondes.
Enregistrez la latence d’évasion de chaque essai. Séchez la souris avec des serviettes et gardez-la au chaud avec un radiateur électrique. Effectuez quatre essais par souris de 15 à 20 minutes entre chaque essai, en commençant la souris dans un quadrant différent à chaque fois.
Répétez les essais pendant cinq jours consécutifs avec la plate-forme et les repères visuels à des positions constantes. Pour effectuer l’essai Probe, retirez la plate-forme et placez la souris dans l’eau face au mur du réservoir dans le quadrant nord-ouest. Enregistrez sa distance de natation, sa vitesse et son numéro de croisement de plate-forme.
Une fois terminé, séchez la souris et gardez-la au chaud. Pour effectuer l’essai inversé, placez la plate-forme dans le quadrant nord-ouest et répétez l’essai de plate-forme cachée. Ce protocole a été utilisé pour étudier les effets de l’acupuncture manuelle ou ma sur l’apprentissage et la mémoire des souris atteintes de la maladie d’Alzheimer.
Pour le groupe MA, le traitement a commencé 15 jours avant le test MWM et s’est poursuivi tout au long des 11 jours de test. Au cours de l’essai de la plate-forme visible le premier jour du MWM, aucune différence statistique n’a été observée dans la latence de l’évasion ou la vitesse de nage entre les groupes. Pendant la plate-forme cachée et l’essai d’inversion, la latence d’évasion de la maladie d’Alzheimer ou du groupe d’ANNONCE est restée élevée, alors que la latence des trois autres groupes a graduellement diminué.
Fait important, la latence d’évasion du groupe MA était plus courte que celle du groupe AD. Au cours de l’essai Probe, le nombre de souris croisées de plate-forme dans le groupe MA était inférieur à celui du groupe témoin, mais significativement plus élevé que celui du groupe AD. En outre, le pourcentage de temps que les souris MA ont passé dans le quadrant où la plate-forme était précédemment située était similaire au groupe de drogue, qui était moins que le contrôle, mais plus grand que l’ANNONCE. Il est important de se rappeler que si la souris ne peut pas trouver la plate-forme en 60 secondes, le chercheur doit la guider vers la plate-forme et lui permettre d’y rester pendant 10 à 30 secondes.
Il n’existe pas de normes spécifiques pour les dimensions de la piscine et de la taille de la plate-forme. Ces paramètres doivent être optimisés dans les expériences préliminaires en fonction des exigences expérimentales et de l’état des animaux expérimentaux. La plupart des études doivent être menées sur des expériences de base comme mwm.
Actuellement, la flexibilité du MWM en tant qu’outil expérimental réside uniquement dans la capacité de choisir les protocoles de base selon l’étude proposée est, et donc ce test peut être appliqué pour évaluer la fonction cognitive plus en profondeur.
Aperçu
Cet article présente un protocole détaillé pour réaliser les tests du labyrinthe aquatique de Morris (MWM) afin d'évaluer l'apprentissage et la mémoire chez des souris modèles de la maladie d'Alzheimer. Il évalue également les effets de l'acupuncture manuelle comme traitement chez ces souris.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Analyse du comportement
- Recherche sur la maladie d'Alzheimer
Contexte
- Le labyrinthe aquatique de Morris est une expérience comportementale largement utilisée pour évaluer l'apprentissage spatial et la mémoire chez les animaux.
- Malgré sa popularité, les chercheurs rencontrent souvent des difficultés lors de la mise en œuvre du protocole du LAM.
- L'acupuncture a été proposée comme un traitement potentiel pour atténuer les symptômes chez des souris modèles de la maladie d'Alzheimer.
- Les paramètres standards pour l'exécution du LAM ne sont pas clairement définis, ce qui rend nécessaire l'établissement de directives opérationnelles précises.
Objectif de l'étude
- Proposer un protocole simple pour le test du labyrinthe aquatique de Morris (MWM).
- Évaluer la fonction cognitive de souris modèles de la maladie d’Alzheimer.
- Étudier l'impact de l'acupuncture manuelle sur l'apprentissage et la mémoire chez ces souris.
Méthodes utilisées
- Mise en place du labyrinthe aquatique de Morris avec des dimensions spécifiques et des repères visuels.
- Réalisation d'essais avec plateforme visible et plateforme cachée pour mesurer la latence d'échappement et la vitesse de nage.
- Exécution d'essais de sonde et d'essais inversés pour évaluer la rétention de la mémoire et la flexibilité cognitive.
- Analyse des effets du traitement par acupuncture manuelle sur la performance des souris dans le labyrinthe aquatique de Morris (MWM).
Résultats principaux
- Aucune différence significative n’a été observée dans la latence d’échappement durant le test de la plateforme visible entre les groupes.
- Le groupe MA a présenté une latence d’échappement plus courte que le groupe AD lors des essais de plateforme cachée et d’inversion.
- Au cours de l’essai probe, le groupe MA a effectué un nombre plus élevé de passages au-dessus de la plateforme que le groupe AD.
- Les souris du groupe MA ont passé un pourcentage de temps similaire dans le quadrant cible par rapport au groupe sous traitement, indiquant une meilleure rétention de la mémoire.
Conclusions
- Le labyrinthe aquatique de Morris (MWM) est un outil efficace pour évaluer la fonction cognitive chez les souris modèles de la maladie d'Alzheimer.
- L'acupuncture manuelle pourrait améliorer les performances d'apprentissage et de mémoire chez ces souris.
- Des études supplémentaires sont nécessaires pour optimiser les paramètres du MWM dans différentes conditions expérimentales.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
Le labyrinthe aquatique de Morris (MWM) fournit un test comportemental standardisé permettant d'évaluer l'apprentissage spatial et la mémoire chez les modèles précliniques de la maladie d'Alzheimer, contribuant ainsi à la validation des cibles et à la réduction des risques mécanistiques. En quantifiant la latence d'échappement, le nombre de passages au-dessus de la plateforme et la préférence pour un quadrant, le MWM permet une évaluation objective des phénotypes cognitifs ainsi que des effets d'interventions thérapeutiques. Cet essai renforce la confiance prédictive en phase précoce de découverte en reliant les résultats comportementaux à des systèmes pertinents pour la maladie et en facilitant les décisions d'orientation ou d'abandon dans les filières de recherche translationnelle.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Interroge des hypothèses thérapeutiques en mesurant les déficits cognitifs chez des souris modèles de la maladie d'Alzheimer.
- Valeur opérationnelle : Permet la validation fonctionnelle de cibles grâce à une évaluation quantitative des performances d'apprentissage et de mémoire.
- Valeur prédictive : Facilite le tri du portefeuille en identifiant les composés qui améliorent la latence d'échappement et la rétention de la mémoire dans des systèmes pertinents pour la maladie.
Développement de tests et criblage
- Préparation du test : Prépare des systèmes biologiques validés pour le criblage de composés en aval en utilisant des protocoles MWM standardisés.
- Reproductibilité : Garantit des résultats quantitatifs cohérents entre les essais grâce à des mesures définies de la latence d'échappement et de la vitesse de nage.
- Évolutivité du criblage : Permet la réutilisation de la plateforme et la collaboration interfonctionnelle via des structures d'essais standardisées et des systèmes de repères visuels.
Recherche translationnelle et préclinique
- Pertinence pour la maladie : Modélise la perte progressive de mémoire caractéristique de la maladie d'Alzheimer par des déficits d'apprentissage spatial.
- Continuité translationnelle : Relie la découverte à la validation préclinique en évaluant les résultats fonctionnels cognitifs.
- Progrès ajusté au risque : Éclaire la prise de décision en mesurant l'apprentissage par inversion et la performance aux essais sans renforcement comme indicateurs de la flexibilité cognitive et de la rétention mnésique.
Intégration du pipeline et du flux de travail
La MWM s'intègre dans le continuum de découverte, de la validation de la cible à l'identification de composés actifs et aux tests d'efficacité préclinique, en fournissant un phénotypage comportemental à chaque étape.
- Biologie de la découverte : Soutient la vérification d'hypothèses et la clarification des voies biologiques en quantifiant les déficits d'apprentissage spatial et de mémoire dans les modèles de la maladie d'Alzheimer.
- Tri : Assure la préparation des tests et fournit des résultats quantitatifs reproductibles grâce à des essais standardisés avec plateforme visible et cachée.
- Analytique : Génère des mesures de latence d'échappement, de vitesse de nage, de nombre de passages au-dessus de la plateforme et de préférence de quadrant, permettant une analyse comparative entre conditions.
- Recherche translationnelle : Établit un lien avec la continuité préclinique en évaluant la rétention de la mémoire et l'inversion cognitive comme biomarqueurs translationnels de l'efficacité thérapeutique.
- Réutilisation en entreprise : Fonctionne comme une plateforme reutilisable de phénotypage comportemental dans plusieurs domaines thérapeutiques et classes de cibles.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Fournit une confiance prédictive dans la validation des cibles en réduisant l'ambiguïté mécanistique des évaluations fonctionnelles cognitives.
- Valeur opérationnelle : Assure la standardisation, la reproductibilité et l'évolutivité grâce à des protocoles d'essai définis et à des systèmes de suivi automatisés.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions d'aller/arrêt, l'efficacité du capital et réduit les risques biologiques en phase avancée par un phénotypage cognitif objectif.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation et des décisions d'avancement ajustées au risque, fondées sur des améliorations mesurables des performances d'apprentissage et de mémoire.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en neurosciences comportementales et en systèmes automatisés de suivi vidéo pour une collecte de données précise.
- Requiert un équipement comprenant un labyrinthe aquatique circulaire, une caméra suspendue, un enregistreur vidéo et un contrôle de la température pour le bien-être animal.
- Exige une standardisation inter-équipes des dimensions du bassin, des repères visuels et du chronométrage des essais afin d’assurer la reproductibilité entre différents sites.
- Implique des adaptations à prendre en compte lors de la transposition des protocoles entre différentes souches de rongeurs, âges et modèles de maladies.
- Comprend des limites pratiques telles que la variabilité des stratégies de nage et des réponses au stress, qui doivent être contrôlées par des procédures standardisées de manipulation et d’acclimatation.
