מטרת הפרוטוקול הנוכחי היא לספק הוראות והנחיות להערכת חולשה פיזית בעכברי מעבדה C57Bl/6x129J. מוסברים פרטים ספציפיים לגבי כל מדד המשמש במדד השבריריות הפיזית. כמו כן מוצגות מספר שיטות לדיווח על תוצאות שבריריות.
מאמר שיטה
מטרת הפרוטוקול הנוכחי היא לספק הוראות והנחיות להערכת חולשה פיזית בעכברי מעבדה C57Bl/6x129J. מוסברים פרטים ספציפיים לגבי כל מדד המשמש במדד השבריריות הפיזית. כמו כן מוצגות מספר שיטות לדיווח על תוצאות שבריריות.
מדד שבריריות (FI) הוא שיטה רבת עוצמה להערכת מודלים של הזדקנות בבעלי חיים, המשמש כמדד פרוקסי לגיל ביולוגי ותוחלת בריאות. שבריריות מייצגת מצב של פגיעות מוגברת לתוצאות שליליות עקב הצטברות של ליקויים בריאותיים המגבילים את העצמאות. הרעיון הוא בעל ערך למחקרים בבעלי חיים המיידעים את מדעי הגרולוגיה האנושיים. לדוגמה, באמצעות ציוני FI, ניתן להבדיל בין בעלי חיים עם גיל כרונולוגי דומה לפי גילם הביולוגי. לפיכך, ניתן להשתמש ב-FI במחקרים פרה-קליניים כדי למדוד גיל ביולוגי, לעקוב אחר שבריריות לאורך ולהעריך את תוחלת הבריאות.
לאחרונה פותח מדד שבריריות של עכברים באמצעות 31 ליקויים הקשורים לבריאות. עם זאת, אורכו ודרישתו לציוד מיוחד מהווים מגבלות בשימוש מעשי. כאן, אנו מציגים מדד שבריריות מותאם של 16 פריטים שאינו כולל פרמטרים הדורשים מכשור מיוחד או בדיקות פולשניות. הליקויים שנבחרו ניתנים לצפייה או למדידה בקלות ומעריכים את האינטגרציה, מערכות השלד והשרירים, העצבים-שריריים, התחושתיים, האורוגניטליים והנשימתיים. משקל הגוף נמדד למעקב אורכי אך אינו נכלל בחישוב ה-FI. כל גירעון מקבל ציון של 0, 0.5 או 1, בהתבסס על חומרה, כאשר ה-FI מחושב כממוצע של 16 ציוני הגירעון.
FI יעיל זה מאפשר הערכה מהירה של קבוצות גדולות, ניתן ליישם לאורך על אותם בעלי חיים, ואינו דורש ציוד מיוחד. אנו מדגימים את היתכנותו בעכברי C57BL/6×129, ומראים עלייה הקשורה לגיל בשבריריות, שונות בין עכברים בודדים והיכולת לזהות ליקויים על פני מערכות מרובות. כלי זה מאפשר למעבדות לשלב שבריריות בעיצובים ניסויים מגוונים, מספק גישה מעשית להערכת תוחלת הבריאות, ומשפר את הרלוונטיות התרגומית במדע הירוק. מדד שבריריות זה מותאם ממתודולוגיות שבריריות קליניות של עכברים שאומתו בעבר ומיועד לשימוש פשוט ואורך לצד מחקרים מתמשכים.
שבריריות כוללת רגישות מוגברת לתוצאות בריאותיות שליליות הקשורות בדרך כלל לגיל מתקדם 1,2,3. זה מתבטא בירידה בעמידות לגורמי לחץ ואובדן תפקוד פיזיולוגי תקין, מה שעלול להגביל את העצמאות ולגרום לאנשים מבוגרים לתחלואה נלווית ותמותה 3,4,5. שבריריות עשויה לעזור להסביר את ההבדלים בתוצאות הבריאות הנפוצים בין בני אותו גילכרונולוגי 6. בבני אדם, הערכות שבריריות כוללות את פנוטיפ השבריריות 7,8 ומדד השבריריות 9,10,11, המעריכים ביצועים גופניים (למשל, חולשה, סיבולת או ירידה במשקל) ואת מספר הליקויים במערכות האיברים, בהתאמה. מחקרים בבעלי חיים שילבו ציון שבריריות של חמישה קריטריונים פיזיים וכן מדד שבריריות של 31 פריטים 12,13,14. לשתי הגישות יש את החוזקות והחולשות שלהן. פנוטיפ שברירי מאפשר אפיון מצוין של ירידה בביצועים גופניים, בעלי ערך לפרויקטים המתעניינים בסרקופניה, תפקוד נוירומוטורי או כל שינוי אחר הקשור להזדקנות בתפקוד הגופני. פנוטיפ אינו פולשני ואינו סופני. עם זאת, שיטה זו לכימות שבריריות דורשת ציוד מיוחד (למשל, הליכוני מכרסמים, רוטרודים, גלגלי ריצה ומדי אחיזה) והיא גוזלת זמן רב. פנוטיפ שברירי המתמקד בתפקוד גופני חסר את החוסן של מדדים הלוקחים בחשבון שבריריות במערכות גוף שונות. בהתאם לכך, מדדי שבריריות שפותחו כדי להעריך גירעונות על פני מערכות מרובות יוצרים דירוג מקיף יותר של שבריריות. הם גם בדרך כלל לא פולשניים, קלים לניהול ואינם דורשים ציוד מיוחד או זמן רב. מדדי שבריריות המבוססים על הצטברות גירעון אינם מעריכים בקלות את התפקוד הקוגניטיבי ומציגים סובייקטיביות בניקוד ליקויים, במיוחד אם משתמשים במספר מעריכים, אם כי ניתן למזער את ההשפעות של סובייקטיביות זו באמצעות דיון וחידוד טכניקות הערכה15.
מטרת השיטה הנוכחית היא לכמת שבריריות באמצעות כלי פשוט ומעשי, המאפשר להוסיף שבריריות כתוצאת אורך לפרויקטים קיימים ועתידיים. שיקולים מרובים נעשו בעת פיתוח אמצעי שבריריות שיתאים למטרה זו, אחד מהם הוא ההסתמכות על ציוד מיוחד. הוצעו מספר שיטות פנוטיפ שבריריות אך הן דורשות ציוד שעשוי להיות בלתי נגיש לחלק או לא מעשי לשימוש תכוף. לדוגמה, ניטור שדה פתוח משמש בכמה מחקרי פנוטיפ שברירי למדידת התנהגויות חקר ופעילות גופנית מרצון16,17. פנוטיפ על ידי ניטור שדה פתוח דורש הן ציוד מצלמה ומחשב מיוחד והן מחויבות זמן ניכרת כאשר העכברים עוברים בנפרד את תקופות ההתאקלמות והתצפית. פנוטיפים אחרים דורשים שימוש בציוד מיוחד כמו הליכוני מכרסמים ורוטרודים 13,18,19. הדרישות שחבילת בדיקות, כולל אמצעים אלה ואחרים, מציבה על נבדקים בבעלי חיים גדולות מדי עבור הבדיקות התכופות והחוזרות הנדרשות בתכנון מחקר אורך, שלא לדבר על התאקלמות בעלי החיים והכשרת החוקרים הנדרשים לכל אחד מהם. לכן, למרות שאינם עולים בקנה אחד עם המטרה שלנו, פנוטיפ שברירי והבדיקות הנפוצות בהן נעשה שימוש יכולים להיות ישימים לניסויים הדורשים חתך רוחב ותצפית אורכית נדירה.
מדדי שבריריות הם בדרך כלל לא פולשניים, הם מעשיים לשילוב בפרויקטים, ויכולים להיות חסכוניים בזמן12,20. שימוש באינדקס מאפשר גם להפיק פרטים ממתודולוגיות קיימות שהוכחו כניתנות לשחזור ואמינות15,21. בשיתוף פעולה עם צוות וטרינרי מרובה עם ניסיון בהערכת שבריריות עכברים, נבחרה רשימה מקוצרת של קריטריונים/ליקויים מתוך רשימה גדולה יותר12, כולל קריטריונים של המכלול (התקרחות, אובדן צבע פרווה, דרמטיטיס, מצב פרווה), שרירים ושלד (קיפוזיס, התקשות זנב, גידולים, בטן נפוחה, ציון מצב גוף), עצבי-שרירי (הפרעות הליכה, רעד), תחושתי (קטרקט, הפרשות/נפיחות בעיניים), מערכת האורוגניטלית (צניחת פי הטבעת והנרתיק/הפין), ומערכת הנשימה (קצב נשימה/עומק). ליקויים אלה נבחרו במיוחד מכיוון שהם מכסים מגוון מקיף של מערכות וניתן להעריך אותם ללא ציוד או בדיקות מיוחדות מעבר לבדיקה בשטח פתוח וידנית. הרשימה הספציפית שממנה הם נלקחים אומתה קלינית12 ואושרה כבעלת אמינות גבוהה בין מדרגים כפי שנמצאה על ידי קבוצות מעבדה מרובות15,21. זה היה שיקול חשוב בהתחשב באופי הסובייקטיבי של רבים מהגירעונות שנבחרו. הסיבות להחרגת ליקויים מהמדד המקוצר כללו דרישה לצורה כלשהי של התמחות בציוד (חוזק אחיזה, טמפרטורה) מעבר להיקף הרצוי של מדד פשוט זה (אובדן שפם, הפרעה שיווי משקל, אטימות קרנית, אובדן ראייה ושמיעה, מיקרופתלמיה, הפרשות מהאף, פילוזקציה), והימנעות מנקודות קצה הומאניות מוסדיות (שלשולים, סתימות, סולם עכבר). הכלי הנוכחי, אם כן, מייצג תת-קבוצה פרגמטית של אינדקס 31 הפריטים המאומתים, המותאם למזעור צרכי הציוד ועומס הזמן תוך שמירה על כיסוי רב-מערכתי. חשוב לציין שהפרוטוקול הנוכחי מתאר דרך כזו שניתן להתאים מדד שבריריות גדול יותר כך שיתאים למטרות של ניסוי נתון, ומשמש כמדריך לחוקרים המעוניינים בכלים פשוטים או מותאמים אישית להערכת שבריריות עכברים. משקל הגוף נכלל גם הוא בהערכה, אך לא בהערכת מדד השבריריות, שכן דיווחים סותרים מצביעים על השפעה משתנה של עלייה וירידה במשקל על שבריריות 12,14,22,23. מטרת קיצור רשימת הליקויים המשמשים לקביעת מדד השבריריות הייתה להדגיש את הגמישות ויכולת ההסתגלות של מדד כזה תוך פישוט כלי המדידה לקריטריונים שנבחרו ושמירה על ההערכה המקיפה של שבריריות בעכברי C57Bl/6x129J. שינוי זה מאפשר הערכה מלאה של שבריריות ללא שיטות עתירות ציוד או בדיקה מסובכת. עם הכשרה מסוימת, החוקרים יכולים לצפות שהערכה מקיפה זו של שבריריות פיזית תימשך פחות מ-2 דקות עבור עכבר בודד בהשוואה לכמעט 4 דקותעבור אינדקס ארוך יותר, בן 31 פריטים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל העכברים (C57Bl/6x129J) גודלו במושבות המתוחזקות במאיו קליניק. העכברים שוכנו בקבוצה עם חברים לשגר לפי מין, נשמרו בלוח זמנים של 12 שעות בהירות-חושך בתנאים ספציפיים נטולי פתוגנים עם גישה חופשית למזון ומים. מדגם נוחות של עכברים (n = 46; 36 נקבות) בגילאי 12 עד 30 חודשים הוערך לשבריריות כל שבועיים במשך שמונה חודשים. כל הפרוטוקולים וההנחיות לטיפול בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים במאיו קליניק (פרוטוקול A00003349, אושר ב-5 באוקטובר 2023), בהתאם להנחיות המכון הלאומי לבריאות.
1. התקנה
הערה: במהלך הערכת השבריריות הפיזית, הקפידו על סביבת עבודה נקייה ונטולת סכנות לטיפול בעכברים וללבוש ציוד מגן אישי מתאים.
2. הערכת חולשה פיזית
3. בחינה, הכוללת את 17 המאפיינים וההתנהגויות הבאים
4. יישום הערכת השבריריות הפיזית
הערה: חלק גדול מהיישום של הערכה זו צריך להיות מותאם אישית לצרכי הנסיין ולמטרות הניסוי שלו. הפרטים המובאים כאן יכולים לשמש דוגמה לאופן שבו ניתן ליישם את הערכת השבריריות ולספק כמה הנחיות מועילות למטרות כלליות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דגימת נוחות של עכברי C57Bl/6x129J מזדקנים באופן טבעי הוערכה לשבריריות באמצעות המדד המתואר כאן. כל עכבר (n = 46; 36 נקבות) מעל גיל 12 חודשים הוערך כל שבועיים, כאשר תקופת ההערכה נמשכה כ-6 חודשים. קבוצת חתך בארבעה גילאים מעניינים (12, 18, 24 ו-30 חודשים) נבחרה כדי להעריך את ניקוד מדד השבריריות על פני קבוצות גיל המייצגות 100%, 95%, 80% ו-30% הישרדות,בהתאמה. הייתה מגמת עלייה עקבית בשבריריות ככל שהגיל התקדם (
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
קריטי להצלחתו של מדד שבריריות זה הוא עקביות בעת הערכת הקריטריונים הסובייקטיביים הרבים שעשויים להיות נוכחים עם ליקויים. ניתן לנקוט במספר צעדים כדי להבטיח את איכות התוצאות ואת האמינות הכוללת של מדד זה. ניתן להשתמש באותו חוקר במהלך התצפית, מה שמבטיח שאותו שיפוט של ציון גירעון יינתן בין בעלי חיים ונקודות זמן. אם תכנון הניסוי או הלוגיסטיקה מונעים עקביות זו, כל חוקר צריך להכיר את המדד באופן עצמאי לפני השוואת ציונים והערות כדי להגיע להסכמה לשיפוט עקבי של ליקויים באופן דומה. האמינות בקרב חוקרים ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לכל המחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.
נתמך על ידי NIH R01 AG057052
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| סולם דיגיטלי (רב-יחידתי) | עץ | KHR3001 | |
| פרוקסיגארד מוכן לשימוש | וירוקס טכנולוגיות בע"מ | PRTU242101 | חומר חיטוי |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה