Il tapis roulant fatica di prova: un test semplice, high-throughput di stanchezza simile comportamento per il mouse

L'obiettivo generale di questa procedura è misurare il comportamento simile alla stanchezza nei topi per stabilire un modello di affaticamento e verificare se un intervento possa invertire tale condizione. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali relative alla stanchezza, ad esempio quali interventi possano aiutare a ridurre l'affaticamento o a invertire i modelli di stanchezza. Il principale vantaggio di questa tecnica è che consente di valutare rapidamente il comportamento simile alla stanchezza e/o gli interventi anti- affaticamento utilizzando un singolo dispositivo hardware.

La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale. È importante osservare e comprendere come si comportano i topi per eseguire con successo questa procedura. Prima di addestrare e sottoporre i topi a test, assicurarsi che il tapis roulant sia posizionato su una superficie piana e impostarlo sull'angolo di inclinazione desiderato, solitamente di 10 gradi.

Successivamente, assicurarsi che la frequenza e l'intensità dello shock elettrico siano impostate correttamente, solitamente a due hertz e 1,22 milliampere. Sotto il tapis roulant, posizionare un foglio di carta o un tampone assorbente per raccogliere feci e urina. Quindi, posizionare un tampone su un terzo dell'involucro del tapis roulant più lontano dalla griglia di shock per creare uno spazio oscurato e indurre i topi a permanervi.

Ora, procedere con l'addestramento dei topi. Con il tapis roulant spento e la velocità impostata a zero, caricare rapidamente i topi, tenendoli per la coda, direttamente sulla cinghia del tapis roulant. Dopo aver posizionato ciascun topo, accendere prontamente la griglia di shock corrispondente.

Per prima cosa, permettere ai topi di esplorare liberamente. Interrompere il tempo di esplorazione non appena ogni topo ha ricevuto almeno una scossa, oppure dopo circa tre minuti. Successivamente, accendere il tapis roulant e aumentare lentamente la velocità fino a quando inizia a muoversi a circa 1,5-3,0 metri al minuto.

Assicurarsi che tutti i topi inizino a camminare. Se un topo non inizia a camminare o si dirige verso la griglia di shock, battere leggermente sul topo con il pennello di filo metallico o stimolarne la coda per incoraggiarlo a camminare sul tapis roulant. A questo punto, quando tutti i topi stanno camminando, aumentare lentamente la velocità del tapis roulant fino a otto metri al minuto.

Cerchi di assicurarsi che i topi camminino in avanti sul tapis roulant aumentando la velocità durante questa prima sessione di addestramento. Se i topi esplorano e si girano verso la griglia di scossa, interrompa l'aumento della velocità del tapis roulant finché non riprendono a camminare. A quel punto, avvii un cronometro e continui a monitorare il comportamento.

Dopo cinque minuti, aumentare la velocità a nove metri al minuto. Dopo sette minuti, aumentare la velocità a 10 metri al minuto. Dopo 10 minuti, terminare la sessione di allenamento arrestando il tapis roulant.

Permettere ai topi di esplorare brevemente il tapis roulant per un periodo leggermente più lungo, quindi riportarli nella loro gabbia di provenienza. Non è necessario che tutti i topi provenienti da una stessa gabbia corrano contemporaneamente, ma si consiglia di ridurre al minimo il numero di volte in cui i topi vengono rimossi da una determinata gabbia. Tra una sessione e l'altra, pulire il tapis roulant e le griglie elettrificate con salviette alcoliche.

Inoltre, sostituire il foglio di carta o il tampone assorbente sotto il treadmill. Nel secondo giorno di allenamento, ripetere il procedimento utilizzato nel primo giorno, ma aumentare la velocità del treadmill a 10 metri al minuto prima di avviare il cronometro. Dopo cinque minuti, aumentare la velocità del treadmill a 11 metri al minuto.

Dopo 10 minuti, aumentare la velocità a 12 metri al minuto e lasciare che il tapis roulant continui fino allo scadere di 15 minuti. Quindi, terminare la sessione di allenamento. È possibile eseguire ulteriori giornate di allenamento se i topi mostrano difficoltà nel compito.

Dopo l'addestramento, prevedere almeno un giorno intero di riposo prima del test di affaticamento. È possibile un intervallo fino a sette giorni senza necessità di riaddestramento. In questo test, il comportamento simile all'affaticamento è definito come il trascorrere cinque secondi consecutivi nella zona di affaticamento.

La tecnica corretta per rimuovere i topi prevede di afferrarli vicino alla base della coda e sollevarli prontamente dal tapis roulant. La zona di affaticamento corrisponde alla regione del nastro del tapis roulant compresa entro una lunghezza corporea dalla griglia di shock, inclusa la stessa griglia. Prima del test, applicare dei segni sulla parte superiore o laterale delle corsie del tapis roulant per delimitare la zona di affaticamento.

Successivamente, impostare la velocità del tapis roulant a 12 metri al minuto, ma non avviare il tapis roulant. Assicurarsi inoltre che le griglie elettrifiche siano spente. A questo punto, posizionare singolarmente i topi nelle rispettive corsie e accendere immediatamente la griglia elettrificata corrispondente dopo aver caricato ciascun topo.

Per iniziare il test, avviare contemporaneamente il tapis roulant e un cronometro. Aumentare la velocità del tapis roulant come indicato. Questo programma si basa sui test effettuati su topi femmine C57 Black 6 e potrebbe necessitare di modifiche per adattarsi a topi con diverse capacità.

Osservare attentamente tutti i topi durante il test, ma non intervenire per aiutare o stimolare i topi che entrano nella zona di affaticamento. Non utilizzare il pennello di filo metallico né le tecniche di sollecitazione della coda. Intervenire soltanto quando un topo rimane nella zona di affaticamento per cinque secondi consecutivi.

Quando ciò accade, rimuovere immediatamente il topo dal tapis roulant e registrare la durata e la distanza percorsa. È fondamentale che lo sperimentatore osservi attentamente tutti i topi sul tapis roulant ed elimini rapidamente quelli che sono rimasti per cinque secondi consecutivi nella zona di affaticamento. Una volta che non ci sono più topi sul tapis roulant, prepararsi per la corsa successiva.

I topi sono stati addestrati per cinque giorni e successivamente, per indurre affaticamento, è stato somministrato 5-fluorouracile per cinque giorni. Questo farmaco è noto per causare affaticamento negli esseri umani e comportamenti simili all'affaticamento nei topi. Nel test della capacità di esercizio, che utilizza sollecitazioni alla coda e soffi d'aria per motivare i topi durante il test, non è stata osservata alcuna differenza tra i gruppi.

Tuttavia, il giorno successivo, i topi sono stati sottoposti al test di affaticamento su tapis roulant. Questo test ha rivelato una differenza significativa nella distanza percorsa durante la prova tra i topi trattati con chemioterapia e i topi del gruppo di controllo. Per confermare che il test di affaticamento su tapis roulant misurasse un comportamento simile all'affaticamento, in un esperimento separato è stata valutata l'attività di corsa volontaria su ruota nei topi durante i cinque giorni di trattamento con 5-fluorouracile e per un'ulteriore notte successiva all'ultimo giorno di trattamento.

Sono stati ottenuti risultati simili. In un esperimento diverso, il test di affaticamento su tapis roulant è stato in grado di rilevare un comportamento simile all'affaticamento nei topi trattati con una dose diversa di 5-fluorouracile, somministrata una volta alla settimana per due settimane. Quando i topi non trattati sono stati sottoposti regolarmente al test, hanno mostrato una minore disponibilità a correre con il ripetersi delle prove.

Questi dati suggeriscono che il test con questo protocollo dovrebbe essere limitato a un'unica prova per evitare un'elevata incidenza di topi non conformi. Durante il tentativo di questa procedura, è importante osservare attentamente i topi durante la fase di addestramento e di prova. Non intervenire fino a quando non viene raggiunto il criterio di affaticamento.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come misurare il comportamento simile alla fatica nei topi utilizzando questo protocollo, di come i topi si comportano sul tapis roulant e di come rimuovere rapidamente i topi dal tapis roulant.