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Biology II: Mouse, Zebrafish, and Chick

Cura e manutenzione di base del mouse

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Biology II: Mouse, Zebrafish, and Chick

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JoVE Science Education Biology II: Mouse, Zebrafish, and Chick

Basic Mouse Care and Maintenance

4.2: An Introduction to the Chick: Gallus gallus domesticus

4.15: Zebrafish Microinjection Techniques

44,164 Views

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08:29 min

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April 30, 2023

Overview

I topi (Mus musculus) sono piccoli roditori che si riproducono e maturano sessualmente rapidamente, rendendoli perfettamente adatti a generare grandi colonie animali per la ricerca biologica. Rispetto ad altre specie di mammiferi, i topi sono semplici e poco costosi da mantenere in laboratorio. Tuttavia, le colonie di topi hanno esigenze di allevamento specifiche che sono fondamentali per preservare la salute e la sicurezza degli animali, nonché la riproducibilità sperimentale.

Questo video mostra le pratiche standard che assicurano che i topi siano trattati nel modo più umano possibile all’interno della struttura per animali da laboratorio o vivaio. La discussione inizia esaminando una tipica configurazione dell’alloggiamento del mouse, costituita da una gabbia di plastica dotata di uno strato di biancheria da letto morbida e materiale di nidificazione. Vengono introdotti anche i pellet alimentari preformulati (noti anche come chow) che comprendono la tipica dieta del topo. Al fine di facilitare gli esperimenti eseguiti sui topi, vengono dimostrate pratiche di manipolazione sicura degli animali, comprese le tecniche di contenimento comuni come lo “scruffing” e le strategie utilizzate dai ricercatori per tenere traccia dei singoli topi all’interno della struttura. Infine, vengono discusse le manipolazioni sperimentali dell’alloggiamento e della dieta del topo, oltre a una delle applicazioni più comuni della tecnica di scruffing: l’esecuzione di iniezioni.

Procedure

Una corretta allevamento di topi è essenziale per la salute e la produttività degli animali. Mantenere condizioni pulite e stabili mantiene gli animali liberi da infezioni e contaminazioni. Fornisce anche un ambiente privo di stress per i topi, che non è solo umano, ma incoraggia anche il normale comportamento dei topi. Questo video discuterà di come i topi sono alloggiati e nutriti in una struttura per animali da ricerca, o vivaio, nonché di procedure di manipolazione adeguate per prevenire lesioni e infezioni.

Per capire come creare una struttura per topi felice e sana, dobbiamo prima capire l’ambiente naturale dell’organismo. Quindi, che aspetto ha l’habitat naturale di un topo?

I topi sono tra i mammiferi più adattabili e si trovano quasi ovunque sulla Terra. In natura, queste creature flessibili dal fatto all’ambiente si sentono più sicure e accoglienti all’interno di un nido o di una tana. I topi trascorrono la maggior parte della giornata nelle loro tane perché sono notturni, il che significa che il loro ritmo circadiano, o il programma naturale di sonno / veglia li tiene svegli e festeggia quando sei rannicchiato nella tua tana.

Quindi, come facciamo a far sentire i topi a casa nel vivaio? I roditori sono in genere tenuti in piccole gabbie di plastica con fondo e lati solidi. Per assorbire i rifiuti e fornire isolamento, le gabbie sono dotate di uno strato di lettiera composta da pannocchie di mais triturate o trucioli di legno. Questo materiale dovrebbe essere cambiato spesso per mantenerlo pulito e asciutto. Le condizioni abitative ideali incorporano anche del materiale di nidificazione sciolto, che consente ai topi di costruire una tana, proprio come farebbero in natura.

Per quanto possiamo cercare di rendere confortevole la loro casa, i topi hanno l’abitudine di vagare. Per evitare la fuga, un coperchio di metallo è posto sopra la gabbia. Convenientemente, i coperchi sono solitamente dotati di un distributore di cibo o “tramoggia” e di un portabottiglie d’acqua. Viene inoltre aggiunto un coperchio in plastica con filtri dell’aria per proteggere i topi da contaminanti esterni.

A causa della loro natura sociale, più topi possono essere ospitati insieme. Ad esempio, fino a 5 femmine possono condividere comodamente una gabbia. I maschi, tuttavia, possono condividere una gabbia solo se vengono introdotti presto nella vita. I topi maschi che vengono introdotti da adulti combatteranno per il loro territorio della gabbia, portando a lesioni e possibile morte.

La ricerca sui topi di solito richiede molti più animali di quelli che si adattano a una singola gabbia. Un gran numero di topi sono tenuti in un vivaio, dove le gabbie sono posizionate su rack, consentendo a più topi di essere conservati in una quantità minima di spazio.

All’interno della struttura del topo, il ritmo circadiano naturale dei topi viene mantenuto impostando le luci nella struttura su un ciclo di luce / buio di 14 ore.

Ora che sai dove vivono i topi di laboratorio, discutiamo di come vengono nutriti. Nel loro habitat naturale, i topi sono principalmente vegetariani. Amano i carboidrati e sceglieranno i cereali rispetto alla maggior parte degli altri alimenti.

In laboratorio, il chow di topo viene fornito sotto forma di pellet. Oltre ai deliziosi carboidrati, i pellet includono un equilibrio di grassi, proteine, vitamine e minerali. La composizione precisa del chow può variare a seconda del ceppo e delle condizioni sperimentali. In genere, cibo e acqua sono a disposizione del topo ad libitum: hanno accesso al cibo e all’acqua ogni volta che lo desiderano.

Successivamente, discutiamo come gestire correttamente i topi per i tuoi esperimenti. Prima di iniziare qualsiasi esperimento, l’approvazione per lavorare con i topi deve essere concessa dalla IACUC: il vostro Comitato istituzionale per la cura e l’uso degli animali. IACUC esiste per garantire che i tuoi esperimenti siano condotti nelle circostanze più umane possibili.

Una volta approvato, può iniziare una ricerca importante! La maggior parte delle strutture per topi sono SPF, o patogeni specifici privi, il che significa che viene prestata molta attenzione a mantenere agenti infettivi e contaminanti fuori dalla struttura.

Per evitare di introdurre nuovi agenti patogeni (o di essere esposti a quelli sperimentali), indossare sempre DPI, o dispositivi di protezione individuale, prima di entrare nella struttura. I guanti sono anche un must quando si maneggiano i topi sia nel vivaio che in laboratorio. Per alcuni esperimenti, come quelli che valutano il comportamento dei topi, i topi devono prima abituarsi ad essere gestiti dagli esseri umani.

I topi che non sono abituati a essere maneggiati sono facilmente stressati, il che può portare a lesioni – ouch! — o al mouse. I topi stressati tendono anche a mostrare un comportamento atipico, come una maggiore aggressività, che può confondere i dati.

Anche i topi acclimatati devono essere maneggiati con attenzione per evitare lesioni. Per rimuovere un topo dalla gabbia, prendi il mouse alla base della coda e poi lascia che l’animale afferri le barre del coperchio della gabbia metallica. Per tenere l’animale più saldamente, solleva leggermente il backend dell’animale, afferra la coda con l’anello e le dita mignole e afferra il topo attraverso le spalle alla “collottola” del collo.

Una volta che ti senti più a tuo agio, potresti trovare più facile afferrare prima l’animale con la collottola e poi infilare la coda.

Per tenere traccia dei topi, le gabbie sono etichettate per indicare chi vive all’interno. Per distinguere gli individui all’interno di una gabbia, i ricercatori usano molte strategie, tra cui pugni alle orecchie, marchi auricolari e segni di coda.

Quando si conducono esperimenti su topi come quelli che si stanno per vedere, è spesso necessario identificare animali specifici.

Ora che conosci alcune delle basi dell’allevamento dei topi, diamo un’occhiata a come questi principi sono ottimizzati per i protocolli di laboratorio.

Molti esperimenti utilizzano custodie di mouse modificate per testare la memoria, il comportamento basato sulla ricompensa o le preferenze olfattive. In questo esperimento, la capacità dei topi wildtype o knockout di ricordare l’uscita da questo labirinto di acque poco profonde viene confrontata per determinare se un gene specifico influenza la memoria spaziale.

La dieta del topo può anche essere adattata per adattarsi alle condizioni di un esperimento. Questi ricercatori sfruttano la predilezione del topo per i carboidrati per misurare la destrezza manuale. I topi più anziani impiegano più tempo a consumare la pasta a causa dei deterioramenti legati all’età nella destrezza, come l’inefficiente manipolazione e caduta di una zampa.

Alcuni studi richiedono la somministrazione di agenti sperimentali al topo, che viene spesso effettuata per iniezione. Tenere i topi per la collottola fornisce un chiaro accesso all’addome, rendendo facile la somministrazione di trattamenti sperimentali mediante iniezione intraperitoneale direttamente nella cavità corporea.

Hai appena visto l’introduzione di JoVE all’allevamento dei topi. In questo video abbiamo esaminato come i topi sono alloggiati e nutriti in laboratorio, come maneggiare i topi con attenzione (per il loro bene e il proprio) e alcune diverse applicazioni che richiedono una buona conoscenza della cura del mouse. Grazie per l’attenzione!

Transcript

Proper mouse husbandry is essential for animal health and productivity. Maintaining clean and stable conditions keeps the animals free of infection and contamination. It also provides a stress-free environment for mice, which is not only humane, but also encourages normal mouse behavior. This video will discuss how mice are housed and fed in a research animal facility, or vivarium, as well as proper handling procedures to prevent injury and infection.

In order to understand how to create a happy and healthy mouse facility, we must first understand the organism’s natural environment. So what does a mouse’s natural habitat look like?

Mice are among the most adaptable mammals and are found almost everywhere on Earth. In nature, these environmentally flexible creatures feel most safe and snug inside a nest or burrow. Mice spend most of the day in their burrows because they are nocturnal, which means that their circadian rhythm, or natural sleep/wake schedule keeps them up and partying when you are snuggled in your burrow.

So how do we make mice feel at home in the vivarium? Rodents are typically kept in small, plastic cages with solid bottoms and sides. To absorb waste and provide insulation, the cages are equipped with a layer of bedding composed shredded corncobs or wood shavings. This material should be changed often to keep it clean and dry. Ideal housing conditions also incorporate some loose nesting material, which allows the mice to build a burrow, just as they would in the wild.

Try as we may to make their home comfortable, mice have a habit of wandering. To prevent escape, a metal lid is placed on top of the cage. Conveniently, lids are usually equipped with a food dispenser or “hopper” and a water bottle holder. A plastic lid cover with air filters is also added to protect the mice from outside contaminants.

Due to their social nature, multiple mice can be housed together. For example, up to 5 females can share one cage comfortably. Males, however, can only share a cage if they are introduced early in life. Male mice that are introduced as adults will fight over their cage territory, leading to injury and possible death.

Mouse research usually requires many more animals than will fit into a single cage. Large numbers of mice are kept in a vivarium, where cages are placed on racks, allowing more mice to be stored in a minimum amount of space.

Within the mouse facility, the natural circadian rhythm of the mice is maintained by setting the lights in the facility on a 14-hour light/dark cycle.

Now that you know where lab mice live, let’s discuss how they’re fed. In their natural habitat, mice are primarily vegetarians. They are fond of carbohydrates, and will choose cereal grains over most other foods.

In the lab, mouse chow is provided in the form of pellets. In addition to delicious carbohydrates, the pellets include a balance of fat, protein, vitamins, and minerals. The precise composition of the chow may vary depending upon the strain and experimental condition. Typically, food and water are available to the mouse ad libitum: they have access to food and water anytime they want it.

Next, let’s discuss how to properly handle mice for your experiments. Before beginning any experiments, approval to work with mice must be granted by IACUC: your Institutional Animal Care and Use Committee. IACUC exists to ensure your experiments are conducted under the most humane circumstances possible.

Once approved important research can begin! Most mouse facilities are SPF, or specific pathogen free, meaning that great care is taken to keep infectious agents and contaminants out of the facility.

To avoid introducing new pathogens (or being exposed to experimental ones), always put on PPE, or personal protective equipment, before entering the facility. Gloves are also a must when handling mice both in the vivarium and in the lab. For certain experiments, like those that assess mouse behavior, mice must first become accustomed to being handled by humans.

Mice that aren’t used to being handled are easily stressed, which can lead to injury to you — ouch! — or to the mouse. Stressed mice also tend to exhibit atypical behavior, such as heightened aggression, which can confound your data.

Even acclimated mice must be handled carefully to avoid injury. To remove a mouse from the cage, pick the mouse up at the base of the tail and then allow the animal to grip the bars of the metal cage lid. To hold the animal more securely, lift the backend of the animal slightly, grip the tail with your ring and pinky fingers, and grasp the mouse across the shoulders at the “scruff” of its neck.

Once you get more comfortable, you may find it easier to grab the animal by scruff first and then tuck the tail.

To keep track of mice, cages are labeled to indicate who lives inside. To distinguish individuals within a cage, researchers use many strategies, including ear punches, ear tags, and tail markings.

When conducting experiments in mice like the ones you are about to see, it is often necessary to identify specific animals.

Now that you know some of the basics of mouse husbandry, let’s take a look at how these principles are tweaked for laboratory protocols.

Many experiments utilize modified mouse enclosures for testing memory, reward based behavior, or olfactory preference. In this experiment, the ability of wildtype or knockout mice to remember the exit from this shallow water maze is compared to determine if a specific gene influences spatial memory.

The mouse diet can also be adapted to suit the conditions of an experiment. These researchers take advantage of the mouse’s fondness for carbohydrates to measure manual dexterity. Older mice take longer to consume the pasta due to age-related deteriorations in dexterity, like inefficient one-paw handling and dropping.

Some studies require the administration of experimental agents to the mouse, which is often carried out by injection. Holding mice by the scruff provides clear access to the abdomen, making it easy to administer experimental treatments by intraperitoneal injection directly into the body cavity.

You just watched JoVE’s introduction to mouse husbandry. In this video we reviewed how mice are housed and fed in the laboratory, how to handle mice carefully (for their sake and your own) as well as some different applications that require a good knowledge of mouse care. Thanks for watching!

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