Utilisation du MouseWalker pour quantifier le dysfonctionnement locomoteur dans un modèle murin de lésion de la moelle épinière
24 mars 2023
Un pipeline expérimental pour décrire quantitativement le modèle locomoteur de souris marchant librement à l’aide de la boîte à outils MouseWalker (MW) est fourni, allant des enregistrements vidéo initiaux et du suivi à l’analyse post-quantification. Un modèle de lésion de la moelle épinière chez la souris est utilisé pour démontrer l’utilité du système MW.
Dans cette étude, nous utilisons un modèle murin de lésion de la moelle épinière pour découvrir des moyens de favoriser la réparation de la moelle épinière qui pourraient conduire à une récupération sensorielle locomotrice et fonctionnelle efficace. Avec un marcheur de souris, nous pouvons faire un pas en avant dans une analyse plus quantitative de la récupération de la moelle épinière en combinant plusieurs sorties graphiques et paramètres cinématiques avec un ensemble d’outils de post-quantification. Des caméras vidéo de haute qualité et des progiciels sophistiqués permettent une description plus directe et quantitative de l’activité motrice.
Le marcheur de souris en est un bon exemple. À l’heure actuelle, il existe deux défis principaux. Premièrement, la capacité des laboratoires à mettre en œuvre ces technologies dans leur pipeline expérimental.
Et deuxièmement, réduire le temps et les étapes entre les enregistrements vidéo et la génération de données. Nous nous sommes rendu compte que les protocoles standard étaient insuffisants pour décrire tous les déficits locomotives que nous observons après une lésion de la moelle épinière. Nous avons également constaté que le marcheur de souris nous aidait à mesurer la coordination, l’un des paramètres les plus difficiles à évaluer dans les tests standard.
Ici, non seulement le logiciel est gratuit et open source, mais le matériel est également facile à assembler avec des matériaux simples. Nous fournissons également des outils open source pour analyser les données du marcheur de souris. Le marcheur de souris est une méthode précieuse pour étudier d’autres dysfonctionnements moteurs ou moteurs, pas seulement les lésions de la moelle épinière.
Il peut également être utilisé en combinaison avec des protocoles de comportement déjà établis.
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Aperçu
Cette étude présente un protocole expérimental permettant d'analyser quantitativement les schémas locomoteurs chez des souris marchant librement à l'aide de la boîte à outils MouseWalker (MW). La recherche utilise un modèle de lésion contusive de la moelle épinière afin d'illustrer l'utilité du système MW pour évaluer la récupération locomotrice après des lésions médullaires.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Analyse du comportement
- Recherche sur les lésions de la moelle épinière
Contexte
- L'évaluation des déficits moteurs est essentielle pour comprendre les lésions de la moelle épinière.
- Les protocoles standards sont souvent insuffisants pour décrire les déficits locomoteurs complexes.
- Le système MouseWalker permet des analyses plus quantitatives et graphiques.
- Les mesures de coordination sont difficiles à réaliser dans les tests standards, ce qui rend nécessaire le recours à des outils avancés.
Objectif de l'étude
- Améliorer la compréhension de la récupération de la moelle épinière grâce à une évaluation locomotrice quantitative.
- Utiliser MouseWalker comme outil efficace pour mesurer l'activité motrice et la coordination.
- Optimiser le processus de génération de données, de l'enregistrement vidéo à l'analyse.
Méthodes utilisées
- Boîte à outils MouseWalker pour analyser les schémas locomoteurs chez des souris se déplaçant librement.
- Modèle murin de lésion de la moelle épinière axé sur l'évaluation des paramètres de récupération.
- Intégration de logiciels avancés et d'outils d'analyse vidéo.
- Des protocoles standardisés et des outils open source facilitent l'analyse des données.
Résultats principaux
- A démontré que MouseWalker mesure efficacement la coordination, un paramètre difficile à évaluer dans les tests standards.
- A fourni des données quantitatives sur les déficits locomoteurs et la récupération après une lésion de la moelle épinière.
- A validé l'approche en montrant son applicabilité à diverses dysfonctions motrices, indiquant une pertinence plus large.
Conclusions
- L'étude met en évidence le MouseWalker comme une méthode précieuse pour l'analyse des troubles liés à la motricité.
- L'approche améliore la compréhension quantitative des mécanismes de récupération locomotrice.
- Les implications s'étendent à d'autres domaines de la recherche sur les troubles moteurs au-delà des lésions de la moelle épinière.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
L'analyse quantitative de la démarche à l'aide du système MouseWalker comble un manque critique dans la recherche préclinique sur les lésions de la moelle épinière en permettant une mesure précise des déficits locomoteurs et de la récupération. Cette capacité renforce la confiance prédictive dans l'évaluation thérapeutique et soutient une validation rigoureuse des cibles visant la restauration de la fonction motrice. L'intégration de sorties cinématiques détaillées dans le processus de découverte éclaire les décisions d'avancement ajustées au risque et de tri du portefeuille.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet une interrogation objective des hypothèses thérapeutiques ciblant la réparation des circuits moteurs.
- Assure une validation fonctionnelle des cibles grâce à des paramètres quantifiables de locomotion et de coordination.
- Renforce la confiance prédictive en distinguant les changements phénotypiques subtils après une intervention.
Développement de tests et criblage
- Prépare des modèles animaux validés pour le criblage en aval de composés neuroregénérateurs.
- Standardise les tests de démarche et de coordination afin d'assurer la reproductibilité et la comparabilité entre études.
- Génère des données quantitatives adaptées au criblage à haut contenu et au tri fondé sur les données.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne les critères précliniques avec les résultats fonctionnels pertinents pour la maladie dans les modèles de lésion de la moelle épinière.
- Facilite la continuité entre la découverte et la validation préclinique en intégrant des données comportementales et cinématiques.
- Permet une progression ajustée au risque en fournissant des mesures quantitatives robustes de la récupération motrice.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Le système MouseWalker s'inscrit dans la continuité entre la découverte précoce et le stade préclinique, permettant la vérification d'hypothèses, la validation de cibles et l'évaluation translationnelle de stratégies de restauration de la fonction motrice.
- Biologie de la découverte : Soutient la réduction des risques mécanistiques en quantifiant les résultats fonctionnels des interventions sur les circuits spinaux.
- Écrantage : Fournit des mesures reproductibles et quantitatives de la démarche et de la coordination pour l'évaluation de composés.
- Analytique : Propose des sorties cinématiques et graphiques permettant la comparaison statistique de groupes expérimentaux.
- Recherche translationnelle : Relie les phases de découverte et préclinique en alignant les résultats des modèles animaux sur les critères moteurs cliniques.
- Réutilisation en entreprise : Offre une plateforme open source et évolutible, adaptable à diverses études sur les troubles moteurs.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans les études sur la récupération motrice.
- Valeur opérationnelle : Améliore la standardisation, la reproductibilité et l'évolutivité des tests locomoteurs.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions d'orientation (go/no-go) et améliore l'efficacité du capital en fournissant des critères d'évaluation fonctionnels solides.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des programmes de régénération nerveuse et de restauration de la fonction motrice.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en neurosciences comportementales et en analyse quantitative des données.
- Requiert une capture vidéo de haute qualité et une infrastructure logicielle analytique compatible.
- Exige une standardisation interéquipes pour assurer la cohérence des protocoles et la comparabilité des données.
- Adaptable à divers modèles rongeurs de dysfonctionnement moteur avec une complexité matérielle minimale.
- Dépend d'une conception expérimentale rigoureuse pour garantir des résultats statistiques significatifs.
