הערכת ביצועים תפקודיים ב MDX עכבר דגם
27 במרץ 2014
מדד התוצאה העיקרי בניסויים קליניים לטיפול בהפרעות התוקפת משתפר בדרך כלל תפקוד שרירים. לכן, הערכת ההשפעה של תרכובות טיפוליות אפשריות על ביצועי שרירים מראש קליני במודלים של עכבר היא בעל חשיבות רבה. אנחנו כאן לתאר כמה בדיקות פונקציונליות לכתובת זו.
המטרה הכוללת של הליכים אלה היא לקבוע את תפקוד השרירים באמצעות מספר בדיקות תפקודיות לא מזיקות. ניתן להעריך את חוזק ארבע הגפיים באמצעות מבחן חוזק האחיזה, תיאום שיווי משקל וניתן להעריך את מצב השרירים במבחני תליית שתי הגפיים וארבע הגפיים. מוט הרוטור משמש גם להערכת שיווי משקל, קואורדינציה ומצב.
ניתן להשתמש בריצה מאולצת על הליכון כדי להחמיר את התקדמות המחלה או לפני בדיקה תפקודית למיצוי העכברים. ניתן להשתמש בבדיקות פונקציונליות אלו כדי להעריך באופן מהימן את תפקיד הגנטיקה ואת ההשפעה של תרכובות טיפוליות פוטנציאליות על ביצועי השרירים. המבחן הראשון שהוצג הוא מבחן חוזק אחיזת ארבע הגפיים.
ודא שהגדרת מתמר הכוח נמצאת במצב מתח שיא למשיכה והשתמש בגרמים כאשר היחידה מאפסת את המונה בתחילת כל הקלטה. תן לכל עכבר למשוך שלוש פעמים ברציפות. תפוס את העכבר בזנב והזז אותו אופקית לכיוון הרשת.
בדוק שהעכבר תופס את הרשת בחוזקה בשתי ארבע הכפות ומשוך כדי לשבור את אחיזתו. הכוח הגבוה ביותר המופעל על הרשת יוצג בתצוגת המתמרים, שניתן להקליט באופן ידני או אוטומטי. דחה כל ניסוי שבו העכבר משתמש רק בארבע PA אחד או בגפיים האחוריות או מסתובב במהלך המוט או בבירור לא הראה התנגדות למוט.
לאחר שהעכבר משך שלוש פעמים, החזירו אותו לכלוב לתקופת מנוחה של דקה לפחות. לאחר מכן תן לעכבר לבצע ארבע סדרות של סקרים כל אחד ואחריו תקופת מנוחה קצרה. באופן זה, העכבר מושך בסך הכל 15 פעמים.
המנגנון לבדיקת תליית שתי הגפיים הוא קולב בגדים מתכתי בעובי שני מילימטר המאובטח היטב למדף עם סרט. שמור על ההאנגר 37 סנטימטרים מעל שכבת מצעים, החזק את העכבר דרך הזנב. קרב אותו לחוט.
תן לעכבר לתפוס את החוט עם שתי ארבע הכפות בלבד ולהוריד את הגפיים האחוריות בצורה כזו שהעכבר יתלה רק עם שתי ארבע הכפות על החוט. ברגע שהעכבר משתחרר, הפעל את הטיימר. לאחר השחרור, עכבר חזק ינסה לתפוס את החוט עם כל ארבעת הגפיים והזנב, וזה מותר.
כאשר עכבר מראה התנהגות לא תקינה כמו איזון על החוט או קפיצה מכוונת מהחוט, החלף מיד את העכבר על החוט מבלי לעצור את הטיימר. כאשר עכברים מסוגלים לתלות במשך 600 שניות, הסר אותם מהחוט והחזיר אותם לכלוב. כאשר עכברים נופלים מהחוט, עצור את הטיימר ורשום את זמן התלייה ישירות.
בדוק שוב את העכברים הללו לכל היותר פעמיים נוספות. עבור מבחן תליית ארבע הגפיים, מקם את המכסה של כלוב חולדות 25 סנטימטרים מעל מצעים רכים כדי למנוע מהעכברים לפגוע בעצמם בעת נפילה, אך גם כדי להרתיע עכברים מלקפוץ בכוונה מהרשת. לאחר מכן, הנח את העכבר על הרשת כך שהוא יתפוס את הרשת בארבע כפותיו.
לאחר מכן הפוך את הרשת כך שהעכבר יתלה והפעל מיד את הטיימר. אם עכבר מסוגל להיתקע למשך 600 שניות, החזר אותו ישירות לכלוב שלו. בדוק שוב את כל העכברים שנופלים מהרשת לפני 600 שניות למשך מקסימום פעמיים נוספות עבור מוט הרוטור.
בדיקה, הגדר את המהירות ההתחלתית לחמישה סל"ד. לאחר מכן הניחו עד חמישה עכברים על הצינור כשהוא מסתובב לאט. לאחר מיקום כל העכברים, הגדל את מהירות הצינור מחמישה ל-45 סל"ד במשך 15 שניות.
לאחר מכן השאירו אותו ב-45 סל"ד למשך שארית הריצה. המשך לעקוב אחר הריצה לאורך כל הבדיקה. זמן הריצה נרשם ברציפות על ידי התוכנה ונעצר אוטומטית כאשר עכבר נופל מהצינור.
מכיוון שזה מפעיל את סרגל הזמן הממוקם מתחת לצינור. מקם מחדש עכברים שמסתובבים תוך כדי ריצה מבלי לעצור את הצינור המסתובב. סיים את מפגש הבדיקה עבור כל עכבר שמסוגל לרוץ 500 שניות והחזיר את העכברים הללו לכלוב שלהם.
תנו לעכברים ליפול מוקדם יותר. מקסימום שני ניסיונות נוספים כדי לאפשר להם לשפר את זמן הריצה שלהם. למבחן תרגיל ההליכון, הניחו את העכברים על הליכון אופקי.
הפעל את ההליכון במהירות ריצה של 12 מטר לדקה. במהלך הפגישה הראשונה, עודדו את העכברים לרוץ על ידי דחיפה עדינה שלהם כשהם קרובים לקצה החגורה. לאחר שהעכברים רצו במשך 30 דקות, בדקו אותם מיד במבחן תליית שתי הגפיים או החזירו אותם לכלוב שלהם.
חוזק האחיזה של ארבע הגפיים של עכברי MDX נקבות בנות תשעה שבועות נפגע בהשוואה לעכברים מסוג פרא כפי שמוצג כאן. עם זאת, העייפות הממוצעת הייתה פחות מ-10% ולא השתנתה בין הזנים במבחן תליית הגפיים שבוצע פעם בשבוע. גם עכברי MDX זכרים וגם עכברים מסוג בר הראו עקומת למידה בשבועות הראשונים של הבדיקה.
עם זאת, הביצועים של עכברי MDX היו גרועים יותר בכל נקודות הזמן בהשוואה לעכברי הבר. זמן התלייה המרבי המותר של 600 שניות מסומן על ידי הקו המקווקו. ארבע. ביצועי תליית הגפיים הוערכו פעם בשבוע בעכברים זכרים MDX ועכברי בר.
עם הזמן עכברי ה-MDX נתלו לפרקי זמן קצרים יותר מעכברי הבר. זמני הריצה של מוט הרוטור לא היו שונים בין MDX זכר צעיר לעכברים מסוג בר מיד לאחר ריצה על הליכון במשך 30 דקות. נקבות עכברים נבדקו במבחן תליית שתי גפיים בעוד שכל העכברים מסוג הבר נשארו תלויים עד לזמן המקסימלי המותר.
כל עכברי ה-MDX נפלו מהחוט מוקדם יותר. הנזק לממברנה נקבע על-ידי הערכת רמות קריאטין קינאז בסרום שדולפות מסיבי השריר דרך קרעים בקרום. רמות קריאטין קינאז היו גבוהות בעכברי MDX בהשוואה לעכברים מסוג בר לפני פעילות גופנית ופעילות גופנית על הליכון עלו ברמות בעכברי MDX בעוד שהם נותרו נמוכים בעכברי בר.
שרירים של עכברי MDX פגיעים מאוד לפעילות גופנית בהליכון. החמרה בפתולוגיה של המחלה באופן נרחב לאחר מספר שבועות של ריצה אלה של כתמי h ו-e של הארבע ראשי של גיל 16 שבועות ללא פעילות גופנית והליכון פעילות גופנית. עכברי MDX מראים כי פיברוזיס ונמק נרחבים התפתחו השרירים של עכברים מסוג בר שעברו את אותו פרוטוקול ריצה לא הושפעו.
הבדלים ברקע הגנטי משפיעים על הביצועים התפקודיים, ביצועי מבחן תליית שני הגפיים היו שונים באופן משמעותי בין שני זנים של עכברי MDX. תוצאות בדיקת תליית ארבע הגפיים היו מעט גבוהות יותר ברקע המעורב. עכברי MDX.
גם זמני הריצה של מוט הרוטור היו שונים מעט בין הזנים. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור תמיד להשתמש בקבוצות חזקות מספיק של עכברים תואמים לגיל ומין עם רקע גנטי מתאים. כמו כן, שמור על תנאי הניסוי סטנדרטיים ככל האפשר.
לדוגמה, השתמש באותה שעה ביום ובאותו יום חול, באותו חדר ובאותו נסיין.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה דן בחשיבותה של הערכת התפקוד השרירי במודלים של עכברים להפרעות נוירו-מוסקולריות. מספר בדיקות תפקודיות לא פולשניות מתוארות במטרה להעריך את ביצועי השרירים ואת ההשפעות של תרכובות טיפוליות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- הפרעות נוירו-משריות
- הערכת תפקוד שרירים
- בדיקות פרה-קליניות במודלים של עכברים
רקע
- שיפור בתפקוד השרירים הוא תוצאה ראשונית בניסויים קליניים להפרעות נוירו-משריריות.
- הערכות פרה-קליניות הן חיוניות להערכת טיפולים פוטנציאליים.
- בדיקות תפקודיות יכולות לספק תובנות לגבי ביצועי השרירים.
- מודלים של עכברים משמשים בדרך כלל להערכות אלה.
מטרת המחקר
- לקביעת התפקוד השרירי באמצעות בדיקות שונות.
- להערכת ההשפעה של גנטיקה ותרכובות טיפוליות על ביצועי השרירים.
- לבסס שיטות מהימנות להערכת כוח השרירים והקואורדינציה.
שיטות שנמצאו בשימוש
- בדיקת כוח לחיצה להערכת כוח הגפיים.
- מבחני תלייה על שתי גפיים ועל ארבע גפיים להערכת מצב השרירים.
- מבחן Rotor rod להערכת שיווי משקל וקואורדינציה.
- ריצה כפויה על מסילה להערכת התקדמות המחלה וביצועי השרירים.
תוצאות עיקריות
- בדיקות תפקודיות מעריכות באופן מהימן את ביצועי השרירים.
- בדיקת כוח אחיזה מודגשת ככלי הערכה מרכזי.
- בדיקות עשויות להצביע על ההשפעות של התערבויות טיפוליות.
- ניתן להתאים את השיטות להערכה של רקעים גנטיים שונים.
מסקנות
- בדיקות תפקודיות הן חיוניות להערכה פרה-קלינית של טיפולים.
- הערכות אלו יכולות להנחות ניסויים קליניים עתידיים.
- מודלים של עכברים מספקים תובנות בעלות ערך לגבי הפרעות נוירו-משריות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
הערכה תפקודית אמינה במודל העכבר mdx היא קריטית להערכה פרה-קלינית של טיפולים מועמדים המכוונים לדיסטרופיה שרירית מסוג דושן. בדיקות סטנדרטיות וניתנות לשחזור של ביצועי השרירים מאפשרות השוואה חסונה של השפעות טיפוליות והשפעות גנטיות בין מחקרים שונים. נקודות קצה מאומתות אלו תומכות בביטחון ניבוי ובקידום מותאם סיכונים במסלולי גילוי תרופות למחלות נוירו-מוסקולריות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בדיקה כמותית של תפקודי השריר לצורך הבהרת היפותזות טיפוליות.
- תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי הבחנה בין השפעות גנטיות להשפעות טיפוליות על ביצועי השריר.
- מאפשר תיקוף תפקודי של מטרות באמצעות נקודות סיום סטנדרטיות וניתנות לשחזור.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מכין מערכות in vivo מתוּקפות עבור תהליכי סינון תרכובות בהמשך השלב.
- מבטיח הדירות של הבדיקה ויכולת השוואה בין מעבדות באמצעות נהלי עבודה סטנדרטיים.
- מספק תוצרים כמותיים להערכה מהימנה של התערבויות מועמדות.
מחקר תרגומי ופרה-קלִינִי
- מתאימה נקודות סיום פרה-קליניות למדדים רלוונטיים קלינית של תפקוד שרירים.
- מאפשרת רציפות משלב הגילוי דרך תיקוף פרה-קליני על ידי מעקב אחר התקדמות המחלה והשפעות ההתערבות.
- תומכת בקבלת החלטות מותאמות סיכונים לקידום מועמדים טיפוליים על בסיס תוצאות תפקודיות.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
בדיקות תפקודיות אלו ממוקמות בתוך הרצף הפרה-קליני, ומגשרות בין שלבי הגילוי המוקדמים, זיהוי מולקולות מובילות (lead identification) ומחקר תרגומי להפרעות נוירו-משקליות.
- ביולוגיה של גילוי: מספקת הערכה מונחית-השערה של כוח שרירים, קואורדינציה והתקדמות המחלה.
- סריקה: מציעה תוצאות כמותיות הניתנות לשחזור לצורך הערכת יעילות ההתערבות.
- אנליטיקה: מאפשרת השוואה סטטיסטית של ביצועים פונקציונליים בין גנוטיפים וטיפולים שונים.
- מחקר תרגומי: מקשרת נתוני תפקוד שרירים פרה-קליניים לנקודות קצב של ניסויים קליניים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת פלטפורמה סטנדרטית למחקר נוירו-מוסקולרי מתמשך ולהערכה טיפולית.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף המטרה.
- ערך תפעולי: מקדם סטנדרטיזציה, שחזוריות ויכולת הרחבה של הערכות תפקודיות.
- ערך אסטרטגי: מספק בסיס להחלטות go/no-go ומשפר את יעילות ההון על ידי תיעדוף מועמדים בעלי תועלת תפקודית חזקה.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעדוף מותאם סיכון ובקידום של תוכניות טיפוליות נוירו-שריריות.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בטיפול בבעלי חיים וביצוע בדיקות תפקודיות.
- נדרש ציוד מכשירים מכולל עבור בדיקות כוח לחיצה, rotarod ומסוע.
- דורש סטנדרטיזציה קפדנית של פרוטוקולים ואיסוף נתונים בין צוותים שונים.
- חובה להתחשב ברקע גנטי, גיל ומגדר בתכנון הניסויי.
- תלוי בתנאים סביבתיים ופרוצדורליים עקביים כדי למזער שונות.
