March 27th, 2014
L'outcome primario negli studi clinici per le malattie neuromuscolari è generalmente migliorata la funzione muscolare. Pertanto, valutando l'effetto di potenziali composti terapeutici sulla performance muscolare pre clinicamente in modelli murini è di grande importanza. Siamo qui descriviamo diversi test funzionali per affrontare questo.
L'obiettivo generale di queste procedure è determinare la funzionalità muscolare per mezzo di diversi test funzionali non dannosi. La forza dei quattro arti può essere valutata mediante il test della forza di presa, la coordinazione dell'equilibrio e la condizione muscolare possono essere valutate nei test a due arti e quattro in sospensione. L'asta del rotore viene utilizzata anche per valutare l'equilibrio, la coordinazione e la condizione.
La corsa forzata sul tapis roulant può essere utilizzata per esacerbare la progressione della malattia o prima di un test funzionale per esaurire i topi. Questi test funzionali possono essere utilizzati per valutare in modo affidabile il ruolo della genetica e l'effetto di potenziali composti terapeutici sulle prestazioni muscolari. Il primo test da mostrare è il test di forza delle quattro impugnature.
Assicurarsi che l'impostazione del trasduttore di forza sia in modalità di tensione di picco per la trazione e utilizzare i grammi quando l'unità reimposta lo strumento all'inizio di ogni registrazione. Lascia che ogni mouse tiri tre volte di seguito. Afferra il mouse per la coda e spostalo orizzontalmente verso la griglia.
Controlla che il mouse afferri saldamente la griglia con entrambe e quattro le zampe e tira per rompere la presa. La forza massima applicata alla griglia verrà visualizzata sul display dei trasduttori, che può essere registrata manualmente o automaticamente. Rifiutare qualsiasi prova in cui il topo usa solo uno, quattro PA o gli arti posteriori o si gira durante l'asta o chiaramente non ha mostrato resistenza all'asta.
Dopo che il topo è stato tirato tre volte, rimettilo nella gabbia per un periodo di riposo di almeno un minuto. Quindi lascia che il topo esegua quattro serie di sondaggi ciascuna seguita da un breve periodo di riposo. In questo modo, il mouse tira un totale di 15 volte.
L'apparecchio per il test di impiccagione a due arti è un appendiabiti in metallo spesso due millimetri fissato saldamente a uno scaffale con nastro adesivo. Mantieni l'hangar a 37 centimetri sopra uno strato di lettiera, tenendo il mouse attraverso la coda. Avvicinalo al filo.
Lascia che il topo afferri il filo solo con le due quattro zampe e abbassi gli arti posteriori in modo tale che il topo penda solo con le due quattro zampe sul filo. Non appena il mouse viene rilasciato, avviare il timer. Dopo essere stato rilasciato, un topo forte cercherà di afferrare il filo con tutti e quattro gli arti e la coda, il che è consentito.
Quando un mouse mostra un comportamento improprio come stare in equilibrio sul filo o saltare deliberatamente dal filo, sostituire immediatamente il mouse sul filo senza fermare il timer. Quando i topi sono in grado di appendere per 600 secondi, toglieteli dal filo e rimetteteli nella gabbia. Quando i topi cadono dal filo, arrestare il timer e registrare direttamente il tempo di sospensione.
Ripeti il test di questi mouse per un massimo di altre due volte. Per il test di sospensione a quattro arti, posizionare il coperchio di una gabbia per topi a 25 centimetri sopra la lettiera morbida per evitare che i topi si facciano male in caso di caduta, ma anche per scoraggiare i topi dal saltare intenzionalmente fuori dalla griglia. Quindi, posiziona il mouse sulla griglia in modo che afferri la griglia con le sue quattro zampe.
Quindi invertire la griglia in modo che il mouse sia appeso e avviare immediatamente il timer. Se un topo è in grado di appendersi per 600 secondi, rimettilo direttamente nella sua gabbia. Testare nuovamente tutti i mouse che cadono dalla griglia prima di 600 secondi per un massimo di altre due volte per l'asta del rotore.
Test, impostare la velocità iniziale a cinque giri/min. Quindi posiziona fino a cinque topi sul tubo mentre ruota lentamente. Una volta posizionati tutti i mouse, aumentare la velocità del tubo da cinque a 45 giri/min in 15 secondi.
Quindi lasciarlo a 45 giri/min per il resto della corsa. Continuare a monitorare l'esecuzione durante il test. Il tempo di funzionamento viene registrato continuamente dal software e si interrompe automaticamente quando un mouse cade dal tubo.
In questo modo si attiva la barra del tempo posizionata sotto il tubo. Riposiziona i mouse che si girano durante la corsa senza fermare il tubo rotante. Termina la sessione di test per tutti i topi che sono in grado di correre per 500 secondi e riporta questi topi nella loro gabbia.
Dai ai topi che cadono prima. Un massimo di altri due tentativi per consentire loro di migliorare il loro tempo di esecuzione. Per il test da sforzo sul tapis roulant, posizionare i topi su un tapis roulant orizzontale.
Avviare il tapis roulant a una velocità di corsa di 12 metri al minuto. Durante la prima sessione, incoraggia i topi a correre spingendoli delicatamente quando sono vicini alla fine della cintura. Dopo che i topi hanno corso per 30 minuti, testali immediatamente sul test di sospensione a due arti o rimettili nella loro gabbia.
La forza di presa dei quattro arti dei topi MDX femmina di nove settimane era compromessa rispetto ai topi wild type, come mostrato qui. Tuttavia, l'affaticamento medio era inferiore al 10% e non variava tra gli stiramenti nei due test di impiccagione degli arti eseguito una volta alla settimana. Sia i topi maschi MDX che quelli wild type hanno mostrato una curva di apprendimento nelle prime settimane di test.
Tuttavia, le prestazioni dei topi MDX erano peggiori in tutti i punti temporali rispetto ai topi wild type. Il tempo massimo consentito di sospensione di 600 secondi è indicato dalla linea tratteggiata. Quattro. Le prestazioni di sospensione degli arti sono state valutate una volta alla settimana nei topi maschi MDX e wild type.
Nel corso del tempo i topi MDX sono rimasti appesi per tempi più brevi rispetto ai topi wild type. I tempi di esecuzione dell'asta del rotore non differivano tra i giovani maschi MDX e i topi wild type subito dopo aver corso su un tapis roulant per 30 minuti. I topi femmina sono stati testati con il test dell'impiccagione a due arti, mentre tutti i topi di tipo selvatico sono rimasti appesi fino al tempo massimo consentito.
Tutti i mouse MDX sono caduti dal filo prima. La presenza di danni alla membrana è stata determinata valutando i livelli sierici di creatinchinasi che fuoriescono dalle fibre muscolari attraverso le lacerazioni della membrana. I livelli di creatinchinasi erano elevati nei topi MDX rispetto ai topi wild type prima dell'esercizio e l'esercizio sul tapis roulant aumentava i livelli nei topi MDX mentre rimanevano bassi nei topi wild type.
I muscoli dei topi MDX sono molto vulnerabili all'esercizio sul tapis roulant. Peggioramento della patologia della malattia ampiamente dopo alcune settimane di corsa, queste colorazioni h ed e dei quadricipiti di 16 settimane di non esercizio e tapis roulant esercitato. I topi MDX mostrano che la fibrosi e la necrosi estese sviluppate dai muscoli dei topi wild type sottoposti allo stesso protocollo di corsa non sono stati influenzati.
Le differenze nel background genetico influenzano le prestazioni funzionali, le prestazioni del test di sospensione dei due arti differivano significativamente tra due ceppi di topi MDX. I risultati del test di impiccagione a quattro arti erano leggermente superiori nello sfondo misto. Mouse MDX.
Anche i tempi di funzionamento dell'asta del rotore differivano leggermente tra i ceppi. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di utilizzare sempre gruppi sufficientemente potenti di topi abbinati per età e sesso con background genetici corrispondenti. Mantenere anche le condizioni sperimentali il più standardizzate possibile.
Ad esempio, utilizza la stessa ora del giorno e lo stesso giorno della settimana, la stessa stanza e lo stesso sperimentatore.
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Questo articolo discute l'importanza di valutare la funzionalità muscolare nei modelli di topo per i disturbi neuromuscolari. Vengono descritti diversi test funzionali non dannosi per valutare le prestazioni muscolari e gli effetti dei composti terapeutici.
Reliable functional assessment in the mdx mouse model is critical for preclinical evaluation of candidate therapies targeting Duchenne muscular dystrophy. Standardized, reproducible muscle performance tests enable robust comparison of therapeutic effects and genetic influences across studies. These validated endpoints support predictive confidence and risk-adjusted advancement in neuromuscular drug discovery pipelines.
These functional tests position within the preclinical continuum, bridging early discovery, lead identification, and translational research for neuromuscular disorders.