Elevato oltre a Test combinato con Video Software di monitoraggio per studiare l'effetto ansiolitico dei supplementi chetogenica esogeni del labirinto
7 gennaio 2019
Qui, presentiamo un protocollo per studiare le variazioni del livello di ansia di modelli animali roditori. L'elevata plus labirinto (EPM) test, utilizzato insieme a un video software di tracking fornisce un metodo affidabile per documentare l'effetto di vari trattamenti potenziali di ansiolitico in scenari di laboratorio preclinica.
Il labirinto plus elevato è un metodo per documentare l'effetto di vari trattamenti potenzialmente ansiolitici su modelli di roditori da laboratorio in modo più umano rispetto ad altri metodi. Il vantaggio principale di questo metodo è che si basa sulla prolività istintiva del roditore sia agli spazi bui che a quello chiuso, oltre alla paura incondizionata delle altezze e alla prevenzione degli spazi aperti. Collin Park, un collaboratore del mio laboratorio, aiuterà a dimostrare la procedura.
Diversi giorni prima del test, maneggia gli animali raccogliendoli dal busto e tenendoli per un minuto per acclimatarli allo sperimentatore. Quindi, misurare il peso corporeo degli animali prima di iniziare qualsiasi trattamento per determinare il calcolo del dosaggio per il trattamento. Successivamente, familiarizzare gli animali con il metodo di gavage intragastrico usando l'acqua per gavage per cinque giorni prima del completamento dei chetoni.
Per il test d'ansia, utilizzare l'elevato più labirinto o apparato EPM, un apparato a forma di plus con quattro braccia con due braccia aperte e due chiuse. Illuminare l'apparato EPM utilizzando l'illuminazione indiretta dal soffitto invece di illuminarlo direttamente. Assicurarsi che tutti e quattro i bracci siano illuminati in modo simile.
Collegare la chiave di installazione del software di tracciamento del movimento a una porta USB 2.0 e installare il software. Quindi, fissare la fotocamera sopra l'area sperimentale e assicurarsi che rimanga immobile per tutta la durata dell'esperimento. Infine, impostare un nuovo esperimento nel sistema software di tracciamento del movimento utilizzando il manuale di istruzioni.
Posizionare l'animale nell'area sperimentale. Quindi, avviare il processo di acquisizione dei dati premendo il pulsante start sul pannello di controllo dell'ora. Nella sala prove raccogliere i dati EPM in due modi, manualmente e utilizzando il software.
Gli osservatori accecati sono separati da una tenda. Attendere l'ene della registrazione del processo di tracciamento o premere il pulsante di arresto sul pannello di controllo dell'ora. Quindi, rimuovere l'animale dall'area sperimentale.
Infine, per accedere allo strumento di analisi premere il pulsante di analisi nella barra dell'assistente di sperimentazione. Selezionare prove e intervalli di tempo per analizzare e generare un report. Inizia trasferendo i ratti nella loro gabbia di casa nella stanza sperimentale 30 minuti prima di iniziare l'esperimento.
Posizionare un topo all'intersezione dei quattro bracci dell'EPM rivolti verso il braccio aperto opposto allo sperimentatore. Esegui il software di tracciamento video e registra manualmente il comportamento dell'animale per cinque minuti. Quindi, se l'animale cade dall'EPM, raccoglilo e riposizionare lo stesso punto dell'EPM dove è caduto.
Escludere i dati comportamentali di questo animale dall'analisi. Alla fine del test di cinque minuti, interrompere il software di tracciamento video. Rimuovere l'animale dall'EPM e riposizionare di nuovo sulla gabbia di casa.
Infine, pulire l'EPM con un detergente disinfettante seguito dall'acqua del rubinetto. Asciugare l'apparecchio con tovaglioli di carta. Dopo l'alimentazione cronica, i ratti del gruppo KSMCT hanno trascorso molto più tempo a braccia aperte rispetto al gruppo di controllo.
Il gruppo KS ha trascorso molto più tempo al centro rispetto al gruppo di controllo. E meno tempo viene speso a braccia chiuse nei gruppi LKE, KS, KSMCT rispetto al controllo. I ratti dei gruppi KS e KSMCT percorrevano distanze significativamente più lunghe a braccia aperte.
Mentre i ratti dei gruppi LKE, KS e KSMCT mostravano una distanza significativamente inferiore percorsa nelle braccia chiuse rispetto al gruppo di controllo. Inoltre, dopo sette giorni di gavage orale, il tempo trascorso a braccia aperte era maggiore nel gruppo KE, ma diminuiva al centro per i gruppi KE, KS e KSMCT. Anche il numero di ingressi alle braccia chiuse è stato significativamente inferiore dopo sette giorni di somministrazione nei gruppi KE e KS.
È molto importante posizionare tutti i ratti sull'apparecchiatura in un maniero coerente all'incrocio rivolto lontano dallo sperimentatore. Il test EPM sui roditori è un metodo adatto e sensibile per indagare l'effetto di diversi trattamenti che influenzano le aree cerebrali coinvolte nell'effetto ansiolitico e nei meccanismi di azione.
Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per valutare i livelli di ansia nei modelli roditori utilizzando il test del labirinto a croce elevato (EPM). Il metodo, combinato con un software di tracciamento video, consente una documentazione affidabile degli effetti di potenziali trattamenti ansiolitici.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Neuroscienze
- Scienze comportamentali
- Farmacologia
Contesto
- Il labirinto a croce elevato è progettato per valutare il comportamento legato all'ansia nei roditori.
- Sfrutta gli istinti naturali dei roditori riguardo gli spazi aperti e chiusi.
- Questo metodo è considerato più umano rispetto ad altre tecniche di valutazione dell'ansia.
- Il tracciamento video migliora l'accuratezza della raccolta dei dati comportamentali.
Obiettivo dello studio
- Valutare l'impatto di vari trattamenti ansiolitici sui livelli di ansia dei roditori.
- Stabilire un protocollo affidabile per condurre i test EPM.
- Analizzare i cambiamenti comportamentali in risposta al trattamento nel tempo.
Metodi utilizzati
- Gestione e acclimatazione dei roditori prima dei test.
- Utilizzo dell'apparato del labirinto a croce elevato per la valutazione dell'ansia.
- Impiego di software di tracciamento video per la raccolta dei dati.
- Analisi dei dati comportamentali manualmente e tramite software.
Principali risultati
- I ratti trattati con KSMCT hanno trascorso più tempo nei bracci aperti rispetto ai controlli.
- Sono state osservate differenze significative nella distanza percorsa nei bracci aperti rispetto a quelli chiusi.
- Sono stati notati cambiamenti comportamentali dopo il trattamento cronico con varie sostanze.
- Il test EPM si è dimostrato sensibile per rilevare gli effetti del trattamento sull'ansia.
Conclusioni
- L'EPM è un metodo efficace per studiare l'ansia nei modelli roditori.
- Il posizionamento coerente degli animali è cruciale per risultati affidabili.
- Ulteriori ricerche possono esplorare i meccanismi d'azione dei trattamenti ansiolitici.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
The elevated plus maze (EPM) test combined with video tracking provides a sensitive, humane method to evaluate anxiolytic effects of exogenous ketone supplements in rodent models. This approach supports early-stage target validation by quantifying behavioral changes linked to anxiety pathways, enabling mechanistic de-risking of metabolic or drug-based therapies. The method generates reproducible, quantitative endpoints that inform go/no-go decisions in preclinical discovery pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by measuring time spent in open versus closed arms as a proxy for anxiety reduction.
- Operational Value: Enables blinded, automated behavioral data collection via video tracking to reduce observer bias and increase reproducibility.
- Predictive Value: Detects anxiolytic-like effects of ketone supplements, supporting target confidence in CNS-modulating compounds.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Standardized EPM apparatus with consistent lighting and animal placement ensures reliable baseline performance across treatment groups.
- Quantitative Outputs: Video tracking delivers precise metrics on time in open/closed arms and distance traveled, enabling dose-response characterization.
- Scalability: Protocol supports chronic (83-day) and subchronic/acute (7-day) dosing regimens for longitudinal behavioral assessment.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Measures anxiety-related behavior in Sprague Dawley rats, a translationally relevant model for neuropsychiatric disorder screening.
- Mechanistic De-risking: Differentiates effects on open arm exploration versus closed arm avoidance to clarify anxiolytic versus sedative confounds.
- Translational Continuity: Supports advancement decisions by linking metabolite-based interventions to measurable behavioral phenotypes.
Pipeline & Workflow Integration
The EPM test fits within the discovery continuum from early hypothesis testing to lead identification, providing behavioral phenotyping that complements biochemical and electrophysiological assays in neuropsychiatric drug discovery.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification by isolating behavioral outputs tied to anxiety circuits independent of confounding motor effects.
- Screening: Delivers standardized, reproducible anxiety phenotypes essential for screening compound libraries or nutraceutical interventions.
- Analytics: Generates time-in-arm and distance-traveled readouts that enable statistical comparison across treatment and control groups.
- Translational Research: Connects metabolite supplementation to anxiety-like behavior, informing biomarker-aligned preclinical validation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable behavioral platform for evaluating diverse anxiolytic candidates across metabolic, pharmacological, and genetic models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence in target engagement by reducing mechanistic ambiguity in anxiety-related behavior.
- Operational Value: Ensures standardization, reproducibility, and scalability through blinded video tracking and consistent apparatus setup.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by identifying true anxiolytic effects while minimizing false positives from locomotor changes.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of ketone-based or CNS-active compounds based on validated behavioral outputs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent handling, behavioral testing, and video tracking software operation.
- Dependent on EPM apparatus, USB-compatible tracking system, and controlled lighting conditions.
- Necessitates cross-team standardization of animal acclimation, dosing, and blinded data collection procedures.
- Must account for species- and strain-specific baseline anxiety levels when adapting to different rodent models.
- Limited to measuring anxiety-like behavior; does not assess cognitive, motor, or affective confounds without complementary assays.
