Esplorazione oggetto romanzo come un test Potenziale di ordine superiore ripetitivi comportamenti nei topi
20 agosto 2016
I comportamenti ristretti e ripetitivi (RRB) di ordine superiore sconvolgono la vita degli individui colpiti. Questi comportamenti sono difficili da modellare nei roditori, rendendo difficile la ricerca biomedica di base su potenziali trattamenti o interventi per gli RRB. Qui descriviamo l'esplorazione di nuovi oggetti come un potenziale saggio per RRB di ordine superiore nei topi.
L'obiettivo generale di questo test comportamentale è identificare la presenza di comportamenti ripetitivi di ordine superiore nei topi. Questo test può aiutare a convalidare potenziali modelli murini e comportamenti autistici, come il ceppo di topo consanguineo C 58 J. I principali vantaggi di questa tecnica è che non richiede alcun addestramento del mouse e non è particolarmente ansiogena.
Inizia riempiendo l'arena dei test. Una gabbia rettangolare di plastica trasparente con mezzo pollice di lettiera di pannocchia di mais. Seleziona quattro nuovi oggetti diversi per forma e colore.
Ad esempio, un mattoncino giocattolo rosa, una scimmia rossa, una tessera bianca con scritta blu e un dado bianco standard. Assicurati che questi oggetti abbiano all'incirca le stesse dimensioni e siano costruiti con plastica ad alta densità per facilitare la pulizia e resistere alla masticazione. Nell'arena rettangolare, posiziona questi oggetti a tre centimetri dagli angoli in un ordine casuale e controbilanciato durante i test.
Registra il posizionamento di ogni oggetto come un numero diverso da uno a quattro. Infine, posiziona una telecamera direttamente sopra le arene di prova in modo che l'intera arena venga registrata durante i periodi di acclimatazione e riposo. Iniziare il test all'inizio del ciclo di luce in una stanza illuminata con illuminazione fluorescente a circa 100 lux.
Assicurati che l'illuminazione sia uniforme in tutta l'arena di test per standardizzare l'aspetto durante la registrazione video. Quindi, posizionare un bigliettino di dimensioni note nella parte inferiore dell'arena di prova per un uso successivo come standard di calibrazione. E premi il pulsante di registrazione sulla videocamera.
Quindi, trasferisci un mouse di prova nell'arena di test vuota per 10 minuti per fungere da periodo di acclimatazione e continuare la registrazione. Dopo il periodo di acclimatazione, lascia il topo nell'arena e aggiungi rapidamente i quattro nuovi oggetti all'arena. Registrare il comportamento del mouse per altri 10 minuti durante questo periodo di test.
Infine, al termine del periodo di prova, rimettere il topo di prova nella sua gabbia di casa. Pulisci e asciuga i nuovi oggetti e l'arena di test con acqua e detersivo per piatti non profumati. Inizia impostando lo schema di codifica del progetto nel software di registrazione comportamentale.
All'interno della casella di configurazione del progetto, impostare l'acquisizione dei dati su offline, osservazione offline. All'interno della casella di codifica del comportamento, programmare gli oggetti scarabeo, scavo, allevamento, toelettatura e annusare uno, due, tre e quattro come eventi di stato. Programma il salto come evento a punti.
Per programmare la tastiera secondaria, aprire il software della tastiera, fare clic sul pulsante della tastiera secondaria visualizzato sullo schermo, digitare la combinazione di tasti appropriata e fare clic su OK. Una volta programmata la tastiera secondaria, chiudere il software e lasciare che il programma venga eseguito in background sul computer. Dopo che il progetto è stato impostato nel software, prepararsi a valutare il numero e la durata di ciascuno dei seguenti comportamenti ripetitivi.
Impenna, scava, si pulisce da solo e salta. Per assegnare una colonna sonora a un video, fare clic su file, aprire il progetto, osservare, osservare e nuovo. Scegli un nome per il nuovo file, quindi seleziona il file multimediale video da segnare.
Inizia a valutare i comportamenti ripetitivi facendo clic sul pulsante Inizia osservazione. Utilizzare due sequenze di tasti per tutti gli eventi di stato. Uno per significare l'iniziazione e l'altro per la fine del comportamento.
E usa solo una sequenza di tasti per gli eventi punto. Successivamente, utilizza il software per segnare il numero di volte e la durata in cui il mouse ha annusato ciascun oggetto, che è definito come ogni volta che un mouse muove il naso entro 0,5 centimetri da un oggetto. Ogni volta che un mouse annusa un oggetto, registra il numero di posizione corrispondente dell'oggetto e registra manualmente la stringa di numeri di posizione fino alla fine del periodo di test di 10 minuti.
Conta una posizione due volte se un mouse annusa un oggetto, distoglie lo sguardo, quindi annusa di nuovo l'oggetto. Dopo che il video di test di 10 minuti è stato valutato per gli sniff, visualizza i dati facendo clic su analizza, analisi del comportamento e nuovo. Quindi, una volta che i dati vengono visualizzati sullo schermo, esportali in un foglio di calcolo separato.
Quindi, registra la distanza totale percorsa dal mouse all'interno dell'arena durante il test. A tale scopo, utilizzare la scheda note per calibrare ogni video impostando una linea di calibrazione lungo ciascuna estremità della scheda note e inserendo la lunghezza appropriata all'interno della schermata di calibrazione del software. Dopo aver disegnato le linee, inserisci la lunghezza e la larghezza note della scheda note che corrispondono a ciascuna linea.
Successivamente, all'interno delle impostazioni dell'arena, seleziona l'intera arena. Nelle impostazioni di controllo del percorso, seleziona una durata di 10 minuti. E nelle impostazioni di rilevamento, scegli un oggetto scuro su uno sfondo chiaro.
Una volta programmate queste impostazioni, assegna un punteggio ai video facendo clic su acquisizione e apri acquisizione. Nella casella di controllo dell'acquisizione, fai clic su nuova versione di prova. E poi iniziare le prove.
Trascorsi 10 minuti, interrompere il programma e osservare i dati. Infine, fai clic su analizza e calcola le statistiche. Dopo che i dati vengono visualizzati sullo schermo, esportali in un foglio di calcolo separato.
La percentuale del numero di volte in cui le tre sequenze di pattern più comuni sono state ripetute è stata osservata in tre diversi ceppi di topi consanguinei. Le femmine del C 58 hanno mostrato una forte aderenza ai loro modelli preferiti nell'arena rotonda, ma non nell'arena rettangolare. Mentre i topi maschi non differivano l'uno dall'altro in nessuna delle due arene.
Inoltre, i topi C 58 maschi e femmine nell'arena rotonda hanno mostrato una preferenza più forte per il loro oggetto preferito rispetto agli altri due ceppi. Mentre nell'arena rettangolare non sono state mostrate differenze nelle preferenze degli oggetti. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere completata in meno di un'ora, con 15 minuti necessari per l'acquisizione dei dati e 20 minuti necessari per il punteggio comportamentale.
Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare che i topi sono molto sensibili ai cambiamenti nell'ambiente circostante. Assicurati che l'ambiente di test rimanga coerente per tutta la durata dell'esperimento. Seguendo questa procedura, è possibile utilizzare altri metodi come il Labirinto di Barnes o il Labirinto del Team per convalidare ulteriormente la presenza di comportamenti ripetitivi di ordine superiore.
Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come utilizzare l'esplorazione di nuovi oggetti per identificare la presenza di comportamenti ripetitivi di ordine superiore nei topi.
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Panoramica
Questo articolo presenta un saggio comportamentale progettato per identificare comportamenti ripetitivi di ordine superiore (RRBs) nei topi. Il saggio ha lo scopo di facilitare la validazione di modelli murini per lo studio di comportamenti simili all'autismo, senza la necessità di un addestramento preliminare.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Scienze del Comportamento
- Modelli Animali
Sfondo
- I comportamenti ripetitivi di ordine superiore influiscono in modo significativo sulla vita delle persone.
- La modellizzazione di questi comportamenti nei roditori è complessa.
- L'esplorazione di un nuovo oggetto potrebbe rappresentare un saggio utile.
- La linea congeneica di topi C 58 J è pertinente per questa ricerca.
Scopo dello studio
- Sviluppare un saggio per rilevare RRB di ordine superiore nei topi.
- Convalidare potenziali modelli murini per lo studio dell'autismo.
- Fornire un metodo di valutazione comportamentale che non induca ansia.
Metodi Utilizzati
- Utilizzo di una gabbia rettangolare in plastica trasparente riempita con lettiera in pannocchia di mais.
- Selezione di quattro oggetti nuovi diversi per forma e colore.
- Nessun addestramento preliminare richiesto per i topi.
- Valutazione del comportamento esplorativo in un ambiente controllato.
Risultati principali
- Il saggio identifica con successo i RRB di ordine superiore nei topi.
- Dimostra il potenziale per la validazione dei modelli murini.
- Il metodo è efficace senza indurre ansia nei soggetti.
- I risultati supportano ulteriori approfondimenti sui RRB nella ricerca sull'autismo.
Conclusioni
- L'esplorazione di un oggetto nuovo è un saggio promettente per i comportamenti ripetitivi e stereotipati (RRBs).
- Questo metodo può approfondire la comprensione dei comportamenti associati all'autismo.
- Studi futuri potrebbero ampliare questi risultati per sviluppare interventi terapeutici.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La modellizzazione di comportamenti ripetitivi di ordine superiore (RRBs) nei sistemi preclinici rimane una lacuna fondamentale nella scoperta di farmaci per il disturbo dello spettro autistico (ASD), limitando gli sforzi di riduzione del rischio meccanicistico e di validazione degli obiettivi terapeutici. Il test di esplorazione dell'oggetto nuovo affronta questa lacuna consentendo una valutazione quantitativa del comportamento esplorativo strutturato nei topi, offrendo uno strumento traslazionale per valutare i candidati terapeutici mirati ai RRB di ordine superiore. Ciò supporta i flussi di lavoro della fase iniziale di scoperta migliorando la fiducia predittiva nella selezione fenotipica e nella scelta dei modelli preclinici.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche relative a comportamenti perseverativi e di sequenzializzazione in percorsi rilevanti per l'autismo.
- Valore operativo: Supporta la riduzione del rischio biologico fornendo un indicatore clinicamente valido per i comportamenti ripetitivi di ordine superiore, senza richiedere l'addestramento degli animali.
- Valore predittivo: Facilita la selezione del portafoglio identificando ceppi con comportamenti strutturati elevati, in linea con i fenotipi umani di comportamenti ripetitivi di ordine superiore.
Sviluppo di screening e saggi
- Prontezza del saggio: Fornisce output quantitativi standardizzati e riproducibili basati su sequenze di annusamento degli oggetti e metriche di preferenza.
- Scalabilità: Utilizza un'arena semplice di campo aperto con quattro oggetti nuovi, consentendo un'adattabilità ad alto rendimento su diverse linee di topi.
- Utilità per lo screening: Prepara sistemi comportamentali validati per la valutazione di composti successivi in campagne di screening fenotipico.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Rilevanza per le malattie: Dimostra una validità apparente per la modellizzazione dei comportamenti ripetitivi di ordine superiore nell'uomo, in particolare in ceppi come il C58J che mostrano un aumento dei comportamenti ripetitivi di ordine inferiore e comportamenti organizzati in schemi.
- Continuità traslazionale: Collega la scoperta alla validazione preclinica fornendo un parametro comportamentale costante in diverse condizioni sperimentali.
- Avanzamento basato sul rischio: Supporta le decisioni di proseguimento o interruzione quantificando gli schemi ripetitivi, un dominio chiave nella sintomatologia del disturbo dello spettro autistico (ASD).
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il saggio si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio all'identificazione di composti promettenti fino alla valutazione preclinica, consentendo in particolare una misurazione oggettiva dei RRB di ordine superiore come endpoint fenotipico nella ricerca correlata al disturbo dello spettro autistico (ASD).
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi e la chiarificazione dei percorsi quantificando l'esplorazione schematica come indicatore di inflessibilità cognitiva e perseverazione.
- Screening: Garantisce la prontezza del saggio attraverso un posizionamento standardizzato degli oggetti, il tracciamento video e la valutazione comportamentale delle sequenze di annusamento.
- Analisi: Genera variabili quantitative dipendenti, come la percentuale di sequenze ripetute di tre elementi e i punteggi di preferenza per l'oggetto, consentendo il confronto tra diverse condizioni.
- Ricerca traslazionale: Si allinea agli sforzi di definizione dei biomarcatori modellando un dominio fondamentale del disturbo dello spettro autistico (ASD) — i comportamenti ripetitivi di ordine superiore — in un sistema preclinico.
- Riutilizzo aziendale: Funziona come piattaforma comportamentale riutilizzabile applicabile in diversi ambiti terapeutici che coinvolgono sintomatologie compulsive o ripetitive.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nella validazione dell'obiettivo riducendo l'ambiguità meccanicistica riguardo ai meccanismi di RRB di ordine superiore.
- Valore operativo: Garantisce standardizzazione e riproducibilità attraverso dimensioni fisse dell'arena, posizionamento degli oggetti e protocolli di valutazione in cieco.
- Valore strategico: Migliora l'efficienza del capitale consentendo l'identificazione precoce di composti inefficaci, riducendo il rischio biologico in fasi avanzate.
- Impatto sul portafoglio: Informa la priorizzazione aggiustata per il rischio quantificando i fenotipi comportamentali associati ai domini sintomatologici dell'ASD.
Considerazioni sull'Implementazione
- Richiede competenze specifiche in neuroscienze comportamentali e software di analisi basato su video per un accurato tracciamento delle sequenze di annusamento.
- È dipendente da un allestimento standardizzato dell'arena, dalla calibrazione degli oggetti e da condizioni di illuminazione costanti per ridurre al minimo la variabilità.
- Necessita di un allineamento tra i diversi gruppi di ricerca sugli etogrammi comportamentali e sui criteri di valutazione, al fine di garantire la riproducibilità tra diversi siti.
- Richiede considerazioni adattative nel passaggio da configurazioni dell'arena di forma rettangolare a quelle circolari, poiché le differenze tra ceppi erano dipendenti dal contesto.
- È limitato alla misurazione dei modelli esplorativi; non rileva stereotipie motorie o fattori di confondimento legati all'ansia senza l'ausilio di saggi complementari.
