Il ramo Ladder Walking attività: un sistema di punteggio e la sua applicazione pratica.
12 giugno 2009
Il ramo scala camminare compito è un nuovo test per valutare a piedi qualificati e misurare sia degli arti posteriori e la zampa anteriore collocamento, passo-passo, e tra arti coordinamento.
L'attività di camminata con il gradino della scala valuta l'abilità di camminata e misura sia l'arto che l'arto posteriore. Posizionamento, passo e coordinazione tra gli arti. L'apparecchio è costituito da due pareti in plexiglass trasparente, lunghe un metro e alte 20 centimetri, distanti un centimetro dalla base.
Piccoli fori sono stati praticati a intervalli di un centimetro. Pioli metallici lunghi 13 centimetri e tre millimetri di diametro sono posti a intervalli regolari o irregolari lungo la base delle pareti. Le pareti dell'apparecchio possono essere regolate per adattarsi alle dimensioni del ratto da testare.
La distanza tra le pareti dovrebbe essere sufficientemente stretta da impedire al ratto di girarsi mentre si trova nell'apparecchio, ma non così stretta da impedire il naturale movimento di camminata del ratto. Un centimetro di spazio libero su entrambi i lati del ratto dovrebbe essere sufficiente. Ciascuna estremità dell'apparato della scala a pioli è posizionata su una vasca di trasporto.
A un'estremità c'è una vasca di partenza neutra e all'altra estremità c'è la familiare vasca domestica del topo. Potrebbe essere necessario un po' di tempo prima che il soggetto del test inizi e finisca una traversata per mantenere i livelli di stress. Come minimo, il ratto non dovrebbe essere spinto o pungolato.
È meglio lasciare che l'animale attraversi a suo piacimento. Se il ratto si gira continuamente nell'apparato, le pareti potrebbero essere troppo distanziate. Se il restringimento delle pareti della scala non impedisce il comportamento, il tester può posizionare una mano nel canale di attraversamento appena dietro il topo per segnare il compito di camminata sbagliato.
È stato ideato un sistema a sette punti in cui ogni posizionamento della zampa su un piolo riceve un punteggio che va da zero a sei. Sono totale mancanza di scivolamento profondo, leggero slittamento, sostituzione, correzione, posizionamento parziale e sei posizionamento corretto. Un errore totale: riceve un punteggio pari a zero e si verifica quando la zampa del ratto non riesce a toccare un piolo durante un tentativo di posizionamento, causando la caduta dell'animale.
Una caduta è definita come quando un arto passa tra i pioli causando l'interruzione della postura del corpo e dell'equilibrio. Gli errori totali con le quattro zampe sono rari. Uno scivolamento profondo si verifica quando un arto viene posizionato su un piolo, ma scivola via quando il carico provoca la caduta.
Anche gli scivolamenti profondi delle quattro zampe sono rari. Un leggero scivolamento si verifica quando una zampa scivola da un piolo dopo il posizionamento, ma non provoca una caduta che interrompe la deambulazione. La sostituzione avviene quando una zampa viene posizionata su un piolo, ma viene rapidamente spostata su un altro piolo prima di sopportare qualsiasi peso.
Una correzione è quando una zampa mira a un piolo, ma viene posizionata su un altro piolo senza toccare il primo piolo. Una correzione si verifica anche se una zampa viene posizionata su un piolo e viene rapidamente riposizionata prima di sostenere il peso. Questo tipo di correzione è raro nelle zampe posteriori.
Il posizionamento parziale si verifica quando una zampa viene posizionata su un piolo con solo il polso o le dita di un arto anteriore o il tallone e le dita di un arto posteriore. Un corretto posizionamento di una zampa richiede che il punto medio del palmo sia posizionato direttamente sopra un piolo. Sebbene il peso sia completamente sopportabile, si ritiene che si sia verificato un ciclo di passo quando una zampa a quattro zampe e una zampa posteriore, in genere la zampa posteriore controlaterale, ha toccato i pioli e ha sostenuto completamente il peso del ratto.
Si tratta effettivamente di quattro passaggi individuali, una a quattro zampe e una posteriore, seguite da una zampa a quattro zampe e una zampa posteriore. Ciò consente al ratto di stabilire un ritmo di passo poiché vengono segnati solo passi consecutivi. Quando il ratto si ferma sulla scala, l'ultimo ciclo prima dell'arresto e il primo ciclo dopo l'arresto non vengono segnati.
Anche l'ultimo ciclo prima che un ratto raggiunga la fine della scala non viene valutato. Gli errori risultanti dalle altre zampe non vengono registrati. Il punteggio non dovrebbe riprendere fino a quando la zampa che ha sbagliato non ha completato un ciclo di successo.
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Panoramica
Il compito di camminata su pioli è una nuova valutazione progettata per esaminare la camminata specializzata nei ratti. Questo test misura il posizionamento e il movimento di arti anteriori e posteriori, nonché la coordinazione inter-arti.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Valutazione Comportamentale
- Coordinamento Motorio
Sfondo
- Il compito di camminata su pioli fornisce informazioni sulle capacità motorie.
- È essenziale per comprendere la locomozione nei modelli animali.
- Questo compito può aiutare a valutare le condizioni neurologiche che influenzano il movimento.
- L'apparato è regolabile per adattarsi a diverse dimensioni di ratti.
Scopo dello studio
- Valutare la capacità di camminata specializzata nei ratti.
- Misurare la coordinazione tra arti anteriori e posteriori.
- Fornire un metodo standardizzato per la valutazione della funzione motoria.
Metodi Utilizzati
- Utilizzo di un apparato a scala con pareti regolabili.
- Valutazione del comportamento di posizionamento e di avanzamento.
- Misurazione della coordinazione intermembri durante il compito.
- Analisi della prestazione in base alla distanza tra i pioli.
Risultati principali
- Ha dimostrato la capacità di misurare con precisione la deambulazione specializzata.
- Ha evidenziato variazioni nelle prestazioni in base alla coordinazione degli arti.
- Ha sottolineato l'importanza della progettazione dell'apparato nei test.
- Ha fornito un metodo affidabile per future valutazioni neurologiche.
Conclusioni
- Il compito di camminata su pioli è efficace per valutare le abilità motorie.
- Può essere utilizzato per valutare l'impatto dei disturbi neurologici.
- Questo metodo migliora la comprensione della locomozione nei modelli animali.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Il compito di camminata su pioli fornisce una misura sensibile e quantitativa della camminata specializzata nei modelli di roditore, consentendo la rilevazione di deficit motori sottili nella ricerca sulle malattie neurodegenerative. Valutando contemporaneamente il posizionamento degli arti anteriori e posteriori, il passo e la coordinazione inter-arti, il metodo supporta l'identificazione meccanicistica dei bersagli terapeutici che influenzano la funzione motoria. La sua capacità di essere utilizzato ripetutamente in studi longitudinali aumenta la fiducia predittiva nella validazione preclinica dei bersagli e negli sforzi di identificazione dei composti promettenti.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche relative alla funzione dei circuiti motori e all'integrità delle vie nei modelli di malattia.
- Valore operativo: Supporta la riduzione del rischio biologico quantificando deficit motori specifici degli arti e strategie compensative.
- Valore predittivo: Facilita la selezione del portafoglio attraverso letture oggettive e ripetibili della performance motoria correlate all'interazione con il bersaglio.
Sviluppo di screening e saggi
- Prontezza del saggio: Produce uscite quantitative standardizzate (punteggio da 0 a 6 per posizionamento della zampa) che consentono uno screening affidabile di composti per effetti motori.
- Riproducibilità: L'intervallo variabile tra le sbarrette impedisce artefatti legati all'apprendimento, garantendo misurazioni di prestazione costanti tra diverse sessioni e laboratori.
- Scalabilità: L'apparato regolabile si adatta a diverse dimensioni di ratti, favorendo la coerenza tra studi e il riutilizzo della piattaforma nei flussi di scoperta.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Continuità traslazionale: Misura funzioni motorie rilevanti per la malattia nei modelli rodentici, allineandosi con gli endpoint clinici nell'ictus, lesione del midollo spinale e malattie neurodegenerative.
- Avanzamento con valutazione del rischio: Consente un rilevamento sensibile di miglioramenti o peggioramenti motori lievi, fornendo indicazioni per decisioni di avanzamento o interruzione nello sviluppo preclinico.
- Riduzione del rischio meccanicistica: Distingue tra effettivo deficit motorio e compensazione basata sull'apprendimento, aumentando la fiducia negli effetti mediati dal target.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si integra nel percorso di scoperta, dalla validazione iniziale della proteina bersaglio fino all'identificazione del composto attivo e ai test di efficacia preclinica, in particolare per programmi rivolti al trattamento dei disturbi motori.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica di ipotesi sui circuiti neurali che regolano la deambulazione specializzata e la coordinazione intermembro.
- Screening: Fornisce dati quantitativi e riproducibili sulle prestazioni motorie, essenziali per valutare gli effetti dei composti sulla funzione motoria.
- Analisi: Genera un punteggio ordinale (0-6) per ogni posizionamento della zampa, consentendo il confronto statistico delle prestazioni motorie tra gruppi sperimentali.
- Ricerca traslazionale: Collega le prestazioni motorie nei roditori ai deficit motori clinici nelle condizioni neurologiche, favorendo l'allineamento dei biomarcatori.
- Riutilizzo aziendale: Rappresenta una piattaforma saggistica scalabile e standardizzata, applicabile in diversi programmi di scoperta di neuroterapie.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nella validazione dell'obiettivo riducendo l'ambiguità meccanicistica nella valutazione del fenotipo motorio.
- Valore operativo: Garantisce standardizzazione e riproducibilità attraverso criteri di valutazione fissi e un design dell'apparato regolabile.
- Valore strategico: Migliora la qualità delle decisioni di avanzamento o interruzione fornendo dati sensibili e quantitativi sulla funzione motoria già nelle fasi iniziali del processo di scoperta.
- Impatto sul portafoglio: Permette la priorizzazione dei composti in base al rischio, sulla base dei profili di sicurezza ed efficacia motoria.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nei test comportamentali su roditori e nella valutazione della funzione motoria.
- È dipendente da un apparato specializzato dotato di pareti in plexiglass regolabili e pioli intercambiabili.
- Necessita di una formazione standardizzata per i valutatori, al fine di garantire un'applicazione coerente del sistema di punteggio da 0 a 6.
- Richiede di considerare i parametri motori di base specifici per specie e ceppo durante l'interpretazione dei risultati tra diversi modelli.
- È limitato alla valutazione della camminata controllata; non cattura l'attività spontanea nella gabbia domiciliare né schemi complessi di andatura.
