Misurare la forza della Mice
2 giugno 2013
I deficit di forza muscolare si verificano in molte condizioni cliniche, come la malattia del motoneurone. La schermata invertita e prove di sollevamento pesi qui descritti forza provvedimento nei topi quasi esclusivamente, con minima influenza di fattori quali il coordinamento.
Lo scopo di questa procedura è misurare la forza nei topi utilizzando due test differenti. Nel primo test, il topo viene posizionato su una griglia metallica verde, che viene quindi capovolta, e viene registrato il tempo di caduta. Nel secondo test, il topo afferra una sfera in griglia metallica collegata a un anello di catena d'acciaio.
Vengono aggiunti ulteriori anelli della catena e viene registrato il peso totale che l'animale è in grado di sostenere. In definitiva, è possibile ottenere risultati che evidenziano differenze nella forza tra topi. Questo metodo può risultare utile nello studio dei disturbi motori umani.
Valutare completamente i deficit motori richiede test specifici della forza. Per iniziare, portare gli animali sperimentali nella stanza da cinque a venti minuti prima del test per abituarli. Il retino capovolto è un quadrato di 43 centimetri in maglia metallica, composto da maglie di 12 millimetri realizzate con filo di un millimetro di diametro.
È circondato da una cornice di legno larga quattro centimetri, che impedisce ai topi di arrampicarsi sull'altro lato. Per evitare che il topo si faccia male, posizionare qualcosa di morbido sotto la griglia metallica. Una volta abituato, posizionare il topo al centro della griglia in filo metallico.
Avviare un cronometro e ruotare lo schermo in posizione invertita nell'arco di due secondi. Con la testa del topo rivolta verso il basso, tenere inizialmente lo schermo stabilmente a 40-50 centimetri sopra una superficie imbottita. Registrare il tempo in cui il topo cade oppure rimuoverlo.
Quando si raggiunge il tempo limite di 60 secondi. Per valutare la prestazione sullo schermo capovolto, viene assegnato un valore numerico al tempo impiegato dall'animale per cadere. Ad esempio, una caduta compresa tra uno e 10 secondi riceve un punteggio di uno, mentre una caduta compresa tra 26 e 60 secondi.
Riceve un punteggio di tre, restituire l'animale alla gabbia di mantenimento. Dopo aver effettuato il test alcuni anni fa, uno dei miei studenti commentò che un topo aveva un aspetto piuttosto trasandato, quindi pensai fosse meglio dargli una spazzolata ma non riuscii a trovare una spazzola. Tuttavia, trovai una palla di filo d'acciaio inossidabile, utilizzata per rimuovere il calcare dai bollitori domestici.
E mentre la sfioravo con questa pallina di filo metallico, la afferrò e la strinse con forza, e pensai: ah, qui deve esserci un test di forza. Prima di utilizzare il test dei pesi per misurare la forza nei topi, assicurarsi che gli animali sperimentali si siano abituati all'ambiente di prova per costruire un peso. Si inizia con una pallina di filo d'acciaio inossidabile sottile dal peso di circa sette grammi de, oppure i raccoglitori di peluria per bollitori domestici sono ideali.
La palla di filo sottile viene quindi raccolta in una serie di maglie d'acciaio, ciascuna delle quali pesa circa 13 grammi. In questo esempio, vengono agganciate fino a sette maglie, per pesi totali pari a 20, 33, 46, 59, 72, 85 e 98 grammi. Iniziare il test posizionando il primo peso sul banco del laboratorio.
Successivamente, afferrare un topo alla base della coda e abbassarlo fino a quando non afferra con le zampe anteriori la griglia di filo metallico. Una volta che il topo ha afferrato la griglia con le zampe anteriori, avviare un cronometro e sollevare il topo fino a quando l'anello non è completamente sollevato dal banco.
Il topo deve reggere il peso per tre secondi. In caso di successo, restituire l'animale alla sua gabbia di provenienza e sottoporlo al test con il peso successivamente più pesante. Dopo che tutti gli altri animali sono stati testati.
Nel primo test dei pesi, solo le quattro dita devono essere utilizzate per afferrare la pallina di filo metallico. Se anche le zampe posteriori la afferrano, terminare semplicemente il test appoggiando il topo e il peso, quindi riprovare alcuni secondi dopo.
Se il topo non riesce ad afferrare correttamente, potrebbe trattarsi di una perdita di motivazione; in tal caso, è possibile aumentare la motivazione incrementando il livello di attivazione, semplicemente trattenendo il topo per la coda un po' più a lungo prima di presentargli il peso. Se il topo lascia cadere il peso prima di tre secondi, registrare il tempo in cui il peso è caduto. Far riposare il topo per circa 10 secondi e ripetere il test con lo stesso peso.
Il test è terminato. Quando l'animale non riesce a sostenere il peso per la terza volta, riportare l'animale nella gabbia di provenienza e registrare il peso massimo che l'animale è stato in grado di sostenere per tre secondi. Il punteggio totale viene calcolato come prodotto tra il numero di anelli della catena più pesante sostenuta per l'intero periodo di tre secondi e il tempo per cui è stata sostenuta.
Ad esempio, a un topo che regge un peso di cinque maglie per tre secondi, ma non riesce a sollevare un peso di sei maglie, viene assegnato un punteggio pari a cinque per tre, pari a 15. Se il peso più pesante viene lasciato cadere prima dei tre secondi, può essere calcolato un valore intermedio appropriato. Se un peso di sei maglie viene regguto per soltanto un secondo, può essere assegnato un punteggio pari a cinque per tre più uno, pari a 16.
La maggior parte delle persone considera i topi creature deboli e minuscole, ma in realtà il loro rapporto tra potenza e peso, considerata la piccola taglia, è estremamente elevato, e il loro nome latino mu musculus è del tutto appropriato. I topi hanno l'istinto di aggrapparsi ai materiali con una presa molto forte. Pertanto, mu musculars è un animale modello ideale per valutare i disturbi della forza muscolare e può essere utilizzato per testare possibili trattamenti per tali disturbi.
Panoramica
In questo articolo vengono presentati metodi per misurare la forza muscolare nei topi, concentrandosi sul test del reticolo capovolto e sul test di sollevamento del peso. Questi test sono progettati per valutare la forza con un'influenza minima da parte di fattori di coordinazione.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Biologia del Comportamento
- Valutazione della Funzione Motoria
Sfondo
- I deficit di forza muscolare sono comuni in varie condizioni cliniche.
- Comprendere la forza nei modelli animali può aiutare nello studio dei disturbi motori umani.
- Sono necessari test specifici per una valutazione completa dei deficit motori.
- I topi rappresentano un modello ideale per lo studio della forza muscolare grazie al loro elevato rapporto potenza-peso.
Scopo dello studio
- Sviluppare metodi affidabili per misurare la forza nei topi.
- Individuare differenze nella forza che potrebbero essere correlate a disturbi motori.
- Fornire un quadro di riferimento per future ricerche sui trattamenti della forza muscolare.
Metodi Utilizzati
- Test del retino capovolto per misurare il tempo fino a quando un topo cade.
- Test di sollevamento pesi mediante una palla in rete metallica e maglie di catena d'acciaio.
- Punteggio basato sul tempo di mantenimento e sul peso sollevato.
- Abituazione dei topi prima del test per garantire risultati accurati.
Risultati principali
- I risultati indicano differenze misurabili nella forza tra i topi.
- Il sistema di punteggio consente la quantificazione della performance di forza.
- I metodi possono essere adattati a diverse condizioni sperimentali.
- I risultati contribuiscono alla comprensione della forza muscolare in relazione ai disturbi.
Conclusioni
- I test con schermo capovolto e sollevamento pesi sono efficaci per valutare la forza nei topi.
- Questi metodi possono essere utilizzati nella ricerca su disturbi muscolari.
- Studi futuri potrebbero esplorare trattamenti per condizioni legate alla forza.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La valutazione della forza muscolare in modelli preclinici è fondamentale per ridurre i rischi associati alle ipotesi terapeutiche nei disturbi neuromuscolari. I test di forza descritti nel modello murino forniscono risultati quantitativi e riproducibili che supportano la validazione degli obiettivi terapeut游戏副本
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione dell'Obiettivo
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche misurando la forza di presa e l'endurance come parametri funzionali dell'integrità motoria.
- Valore operativo: Fornisce un saggio economico e facilmente scalabile per rilevare differenze di forza tra diversi genotipi o gruppi sperimentali.
- Valore predittivo: Supporta decisioni di avanzamento o interruzione quantificando miglioramenti o deficit della funzione motoria in modelli di malattia.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Valore scientifico: Genera dati graduati e quantificabili sulla forza muscolare mediante prove progressive con pesi incrementali.
- Valore operativo: Utilizza un apparato semplice e riproducibile (palla a maglia metallica e anelli concatenati) adatto a flussi di lavoro per schermate ad alto rendimento.
- Prontezza del saggio: Fornisce prestazioni costanti in topi adulti giovani con elevata motivazione, riducendo la variabilità nella valutazione dei composti.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Consente lo screening fenotipico in modelli rilevanti per la malattia al fine di valutare l'allineamento dei biomarcatori traslazionali.
- Valore operativo: Favorisce la continuità dalla conferma dell'effetto su un bersaglio alla valutazione dell'efficacia preclinica mediante misurazioni standardizzate della forza.
- Contenimento del rischio: Riduce i falsi positivi confermando che le variazioni della funzione motoria non siano secondarie a morbosità generale o a motivazione alterata.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio all'ottimizzazione del composto promettente fino alla valutazione dell'efficacia preclinica, in particolare per programmi relativi a disturbi neuromuscolari e motori.
- Biologia della scoperta Supporta il test delle ipotesi collegando bersagli molecolari a fenotipi di forza misurabili in vivo.
- Screening: Consente la standardizzazione e la riproducibilità del saggio nella valutazione degli effetti di composti sulla funzione muscolare.
- Analitica: Fornisce output quantitativi (peso sostenuto × tempo) che consentono il confronto statistico tra diverse condizioni sperimentali.
- Ricerca traslazionale Si collega alla validazione preclinica confermando il miglioramento funzionale nei modelli di malattia prima degli studi abilitanti all'IND.
- Riutilizzo aziendale: Rappresenta una capacità riutilizzabile e a bassa intensità di infrastrutture, applicabile in diversi settori terapeutici che coinvolgono la funzione motoria.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nella validazione dell'obiettivo riducendo l'ambiguità meccanicistica nei fenotipi motori.
- Valore operativo: Garantisce standardizzazione e riproducibilità tra diversi siti e studi attraverso incrementi di peso definiti e criteri di mantenimento del carico.
- Valore strategico: Migliora l'efficienza del capitale consentendo il rilevamento precoce di candidati inefficaci, riducendo il rischio di fallimento in fasi avanzate.
- Impatto sul portafoglio: Orienta decisioni di avanzamento corrette per il rischio sulla base di esiti di forza dose-dipendenti e funzionalmente rilevanti.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze di base nella manipolazione degli animali e familiarità con i test comportamentali murini.
- Richiede strumentazione accessibile: griglia in acciaio inossidabile, catene, cronometro e superficie morbida per l'atterraggio.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per l'abituazione, il progresso ponderale e i criteri di valutazione.
- Richiede adattamenti per diverse ceppi murini, età o modelli di malattia che influenzano la forza di base.
- È limitato da possibili fattori di confondimento motivazionali, sebbene attenuati dalla forte motivazione intrinseca alla presa negli adulti giovani sani.
