הערכת רגישות מכנית של הגב בחולדה לחקירה מכניסטית של כאבי גב כרוניים
August 30th, 2022
כדי לפתח התערבויות טיפוליות חדשניות למניעה וניהול של כאבי גב, נדרשים מודלים של בעלי חיים לבחון את המנגנונים והיעילות של טיפולים אלה מנקודת מבט תרגומית. הפרוטוקול הנוכחי מתאר את בדיקת BMS, שיטה סטנדרטית להערכת רגישות מכנית אחורית בחולדה.
פרוטוקול זה שימושי לבדיקת רגישות מכנית בגב. הוא מעניין במיוחד עבור עיצובי אורך במודלים של חולדות של כאבי גב כרוניים, שמטרתם לבחון יעילות של התערבות להפחתת רגישות הגב לגירויים מזיקים. השיטה פשוטה, נגישה ומניבה תוצאות ניתנות לשחזור אצל נסיינים מיומנים.
הוא מבוסס במידה רבה על מבחן פון פריי, המשמש בדרך כלל להערכת רגישות מכנית בכפה האחורית. כמו בכל מבחן התנהגותי אחר, על הנסיינים לתרגל סטנדרטיזציה של יישום החוטים, ועד שניתן להבחין בקלות בין התנהגויות המיוצרות על ידי גירויים מכניים לבין התנהגויות אחרות. הבדיקה פשוטה, אחרת, ולא אמור להיות קושי גדול להשתמש בה.
מי שידגים את ההליך יהיה נאסים אסקנדרי, דוקטורנט מהמעבדה שלי. כדי לגרום לכאבי גב כרוניים בחולדה, בצעו הזרקה תוך שרירית של האדג'ובנט של Complete Freund, או CFA, לשרירי הגב. באמצעות מחט 27 מד, להזריק 150 מיקרוליטר של תחליב מים בשמן מוכן לשימוש של CFA לתוך השרירים paraspinal באופן חד צדדי או דו צדדי.
שמור את המחט במקום לפחות שלוש דקות. לאחר מכן, ייצרו את כלוב הבדיקה עבור שני בעלי חיים, הכולל תא אחד לכל חיה על ידי הרכבת שני התאים הרציפים על ארבע רגלי פרספקס באורך 33 סנטימטרים. השתמשו בפרספקס שקוף לדפנות החדרים, ובפרספקס שחור כדי להפריד בין תאים כדי למנוע מבעלי חיים לראות זה את זה.
לאחר מכן הפוך את הרצפה והתקרה של כלוב הבדיקה באמצעות רשת נירוסטה עשויה חוט אחד מילימטר עם מרחק חוט שמונה מ"מ. הכירו את כלוב הבדיקה של החולדה במשך 30 דקות ביום במשך חמישה עד שבעה ימים רצופים לפני הבדיקה הראשונה. במצב נוטה תחת הרדמה איזופלורנית, יש לגלח את שיער הגב באזור העניין מעל כ-10 רמות חוליות באמצעות גוזם שיער של בעלי חיים.
לפעולות חוזרות ונשנות, יש לגלח את השיער האחורי כל שלושה ימים ללא הערכה התנהגותית כדי להבטיח שהגירויים תמיד מיושמים ישירות על העור. צייר סימן על העור עם סמן קבוע כדי להבטיח כי חוטים מוחלים תמיד על אותו אזור בעת חזרה על הבדיקה בימים שונים. ביום הבדיקה, הכניסו את החולדה לכלוב הבדיקה למשך 15 עד 30 דקות לפני הבדיקה עד שהחולדה רגועה.
לאחר מכן יש למרוח חוטי פון פריי בניצב לגב, תמיד החל מחוט הלהט במשקל שני גרם ובשיטת מעלה/מטה. החל את חוט הלהט במשך שתי שניות באופן דו צדדי על האזור המעניין 10 מ"מ מעמוד השדרה מעובד כל 15 עד 30 שניות כאשר החולדה ערה, עומדת על ארבע כפותיה, ולא זזה. אם לא נצפתה תגובה עם יישום של חוט להט, להחיל את חוט הלהט הבא עם כוח גבוה יותר בסדרה.
אם נצפתה תגובה חיובית כגון הקשתת הגב, ליקוק, עוויתות שרירים, התרחקות מחוט הלהט או סיבוב, השתמש בחוט הלהט הבא עם כוח נמוך יותר בסדרה. המשך את ההליך עד ארבע קריאות מתקבלות לאחר השינוי ההתנהגותי הראשון. במחקר זה נבדקה רגישות מכנית של הגב בין CFA לבין חולדות ביקורת.
בנקודת ההתחלה, הרגישות המכנית הייתה דומה בין הקבוצות. הזרקה תוך שרירית של CFA בשרירי המותניים גרמה לעלייה ניכרת ברגישות המכנית משבעה ל -28 ימים. לעומת זאת, חולדות הביקורת לא הראו שינוי משמעותי.
יתר על כן, בדיקה היסטולוגית אישרה את נוכחותם של שינויים דלקתיים כרוניים בשרירים שהוזרקו עם CFA עם חדירת לויקוציטים ברורה. שרירי גב בריאים מחולדה מבוקרת לאחר הזרקה תוך שרירית של מי מלח מוצגים כהפניה. רגישות היתר המכנית נצפתה בכפה האחורית במבחן פון פריי סטנדרטי, בנוסף לשרירי הגב.
חשוב מאוד לוודא כי חוט הלהט מוחל תמיד באותו אופן בניצב לגב, וכי החיה אינה זזה בעת החלתו. הנסיין צריך גם להרגיש ביטחון בהבחנה בין תגובות התנהגותיות לתנועות מודרניות.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה
פרוטוקול זה מתאר את מבחן ה-BMS, שיטה סטנדרטית להערכת רגישות מכנית בגב בחולדות. הוא שימושי במיוחד למחקרים אורכיים במודלים של כאב גב כרוני כדי להעריך את היעילות של התערבויות טיפוליות.
מרכיבי מחקר עיקריים
תחום המדע
- מדעי המוח
- מדעי ההתנהגות
- מחקר כאב כרוני
רקע
- כאב גב הוא מצב נפוץ הדורש אסטרטגיות ניהול יעילות.
- מודלים מן החי חיוניים לבדיקת טיפולים חדשים.
- מבחן ה-BMS מבוסס על שיטות מבוססות כמו מבחן פון פריי.
- סטנדרטיזציה בבדיקות חיונית לשם רפרודוקטיביות.
מטרת המחקר
- לפתח ולאמת שיטה להערכת רגישות הגב בחולדות.
- להקל על הערכת התערבויות שמטרתן להפחית כאב גב.
- לספק כלי אמין לחוקרים במחקרים על כאב כרוני.
שיטות ששימשו
- יישום של חוטים מכניים להערכת רגישות.
- הדרכת המבצעים כדי להבטיח יישום סטנדרטי.
- עיצוב לונגיטודינלי להערכת כאב כרוני.
- השוואה עם בדיקות התנהגותיות אחרות לצורך אימות.
תוצאות עיקריות
- מבחן ה-BMS מניב תוצאות שניתן לשחזר כאשר הוא סטנדרטי כראוי.
- הוא מבדיל ביעילות בין תגובות לגירויים מכניים להתנהגויות אחרות.
- התוצאות יכולות לסייע בפיתוח התערבויות טיפוליות.
- מתודולוגיה פשוטה מאפשרת נגישות רחבה בסביבות מחקר.
מסקנות
- מבחן ה-BMS הוא כלי חשוב לחקר כאב גב במודלים של חולדות.
- הוא תומך במחקר תרגומי של התערבויות טיפוליות.
- מחקרים עתידיים יכולים לבנות על שיטה זו כדי לשפר אסטרטגיות לניהול כאב.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Standardized behavioral assays for mechanical sensitivity in rodent back pain models are essential for mechanistic de-risking and translational continuity in chronic pain research. The Back Mechanical Sensitivity (BMS) test enables reproducible, quantitative assessment of local hypersensitivity, supporting target validation and intervention evaluation in preclinical pipelines. This capability strengthens predictive confidence for therapeutic development and portfolio triage in pain research programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of pain pathway mechanisms and functional target validation in chronic back pain models.
- Supports biological de-risking by confirming local nociceptive hypersensitivity in disease-relevant systems.
- Facilitates predictive confidence for advancing pain targets through quantitative behavioral endpoints.
Screening & Assay Development
- Provides a validated behavioral assay for reproducible measurement of mechanical sensitivity in longitudinal studies.
- Standardizes stimulus application and response criteria, ensuring assay reliability and comparability across studies.
- Prepares robust preclinical models for downstream compound screening and intervention assessment.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical endpoints with clinical pain phenotypes by modeling local hypersensitivity in the back.
- Enables continuity from mechanistic discovery to intervention testing and biomarker exploration.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by providing quantitative, disease-relevant readouts.
Pipeline & Workflow Integration
The BMS test integrates into the discovery-to-preclinical continuum, bridging mechanistic studies and intervention evaluation in chronic pain models.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing and pathway clarification for pain mechanisms.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative behavioral outputs for assay readiness and compound evaluation.
- Analytics: Provides standardized measurements for statistical comparison of intervention effects.
- Translational Research: Connects preclinical sensitivity endpoints to clinical pain assessment strategies.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, standardized assay platform for diverse pain research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in pain target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of behavioral pain assays.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and capital efficiency in pain therapeutic pipelines.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of pain intervention candidates.
Implementation Considerations
- Requires trained personnel to standardize stimulus application and behavioral scoring.
- Needs dedicated test cages and Von Frey filament instrumentation for consistent assay conditions.
- Demands cross-team standardization of response criteria and data collection protocols.
- Adaptable to various rodent back pain models with attention to anatomical and behavioral nuances.
- Dependent on experimenter proficiency to distinguish specific pain-related behaviors from unrelated movements.
