Een nieuwe techniek voor de kwantitatieve analyse van haaruitval in Muizen met behulp van grijstinten Analyse

Summary

Alopecia is a common form of hair loss which can occur in many different conditions, including as a side-effect of chemotherapy. We have developed a method to quantify hair loss in mice, utilizing a standard gel imager to perform a grayscale analysis, to facilitate study of promising new alopecia therapies.

Abstract

Alopecia is een veel voorkomende vorm van haaruitval die kan optreden in veel verschillende omstandigheden, met inbegrip van mannelijke kaalheid, polycysteus ovarium syndroom, en alopecia areata. Alopecia kan ook optreden als bijwerking van chemotherapie bij kankerpatiënten. In deze studie, ons doel was om een ​​consistente en betrouwbare methode voor haaruitval bij muizen, waarmee onderzoekers nauwkeurig vast en nieuwe therapeutische benaderingen voor deze verschillende vormen van alopecia vergelijken kwantificeren ontwikkelen. De werkwijze gebruikt een standaard gel imager verkrijgen en verwerken afbeeldingen muizen meten van de lichtabsorptie, die optreedt in ruwe verhouding tot de hoeveelheid zwart (of grijs) haar op de muis. Gegevens die zijn gekwantificeerd op deze manier kunnen vervolgens worden geanalyseerd met behulp van standaard statistische technieken (dat wil zeggen, ANOVA, T-test). Deze methode werd getest in muismodellen van chemotherapie-geïnduceerde alopecia, alopecia areata en alopecia van waxen. In dit rapport, het gedetailleerd protocol is presteerde voor het uitvoeren van deze metingen, waaronder de goedkeuring gegevens van C57BL / 6 en C3H / HeJ stammen van muizen. Deze nieuwe techniek biedt een aantal voordelen, waaronder relatieve eenvoud van toepassing, afhankelijkheid van apparatuur die gemakkelijk beschikbaar in de meeste laboratoria en toepassing van een objectief, kwantitatieve beoordeling die is robuuster dan subjectieve beoordelingen. Verbeteringen in de kwantificering van de haargroei bij muizen zal studie van alopecia modellen te verbeteren en de evaluatie van veelbelovende nieuwe therapieën te vergemakkelijken in preklinische studies.

Introduction

Alopecia (haaruitval) kan een psychologisch en emotioneel belastend evenement met meerdere oorzaken zijn. Mannelijke kaalheid is de meest voorkomende oorzaak van alopecia, die ongeveer tweederde van de mannen van 35 jaar ^1. Een vergelijkbaar patroon van haarverlies kan worden waargenomen bij vrouwen met polycysteus ovarium syndroom. In beide van deze aandoeningen, is de haaruitval androgeen bemiddeld. Alopecia kan ook optreden als een auto-immuunziekte, alopecia areata, die 1,7% van de bevolking treft ^2. Alopecia kan optreden als een neveneffect van sommige medische behandelingen, zoals chemotherapie ^3. Een hoog percentage (65-85%) van de chemotherapie patiënten ervaren een zekere mate van alopecia ^4,5. De psychologische gevolgen van haaruitval zijn goed bestudeerd in de chemotherapie setting. Chemotherapie geïnduceerde alopecia kan leiden tot angst, depressie, een negatief lichaamsbeeld, verminderd zelfrespect en een verminderd gevoel van welzijn ^6,7. Een hoge percentage (47-58%) van de vrouwelijke kankerpatiënten verhelpen haaruitval de meest traumatische aspect van chemotherapie, en tot 8% daling behandeling van angst haaruitval ^4,6. Er zijn ook aanwijzingen in alopecia androgenetica om therapie om psychologische en zelfs medische gevolgen van haaruitval ^8,9 verminderen ondersteunen. Evenzo is alopecia areata gemeld ernstige psychologische gevolgen ² hebben, en de fragmentarische aard van de haaruitval kan leiden tot een onaangename cosmetisch resultaat dan de meeste andere oorzaken van haarverlies.

Hoewel geneesmiddelen met milde anti-androgene effecten (effecten, spironolacton) werd gebruikt met beperkt succes als therapie voor alopecia, de eerste effectieve medicatie voor alopecia was minoxidil ^10. Deze antihypertensieve heeft een waargenomen bijwerking veroorzaken haargroei en wordt nu gebruikt als topische therapie voor vele vormen van alopecia. Echter, de reacties zijn vaak onvolledig, met een aantal onderwerpen waarin slechts langzaaming van haar verlies in plaats van werkelijke hergroei ^10. Finasteride is een competitieve antagonist II 5α-reductase type welk blokken omzetting van testosteron in dihydrotestosteron, wat resulteert in verbetering van androgene alopecia ten koste van gedeeltelijke systemische androgeen blokkade. Respons met lange termijn (10 jaar) therapie zijn ongeveer 50% ^11. Kortom, ondanks aanzienlijke onderzoek op dit gebied, is er nog geen adequate behandeling voor haarverlies.

Al decennia lang hebben wetenschappers en clinici meetmethoden hoofdhuid haargroei in klinische studies onderzocht. Met de ontwikkeling van geneesmiddelen die de behandeling van alopecia, is er een grotere behoefte aan betrouwbare, economische en minimaal invasieve wijze meten haargroei en specifiek respons op therapie geweest. Beeldanalyse technologie voor een nauwkeurige kwantificering van haardichtheid bij patiënten met haaruitval aandoeningen leverde consistente en betrouwbare resultaten in het verleden met verschillende techniques, inclusief analyse van de gedigitaliseerde beelden ^12, beeldanalyse van individuele haren en huidletsels ^13, en microscopische scannen naar haar massa te kwantificeren in een bepaald hoofdhuid regio ^14.

Helaas, terwijl de bovenstaande methodieken betere beoordeling van de werkzaamheid hebben geleverd voor de haargroei bevorderende interventies in klinische studies, deze methoden niet zijn toegepast om knaagdieren studies in preklinische onderzoeken. Ons doel is om een ​​consistente en betrouwbare methode om haaruitval bij muizen, waardoor de onderzoekers om nauwkeuriger te beoordelen en nieuwe therapeutische benaderingen voor verschillende vormen van alopecia vergelijken kwantificeren ontwikkelen. We hebben een methode met behulp van apparatuur direct beschikbaar in de meeste laboratoria die een snelle en betrouwbare kwantificering van haardichtheid bij muizen met bruin of zwart haar zal toestaan ​​ontwikkeld. Deze methode is getest in muismodellen van chemotherapie-geïnduceerde alopecia, alopecia areata en alopecia uit waxing. Een gedetailleerd protocol wordt gepresenteerd voor het uitvoeren van deze metingen, waaronder de goedkeuring gegevens van C57BL / 6 en C3H / HeJ stammen van muizen. Omdat deze techniek berust op het opsporen lichtabsorptie van pigmenten in de haarschacht, kan het niet worden gebruikt om de haargroei te detecteren in witte muizen of albino muizen.

Protocol

Ethiek Verklaring: Alle studies met dieren moeten door de IACUC van de instelling worden goedgekeurd (voor de gegevens die volgt, werden protocollen goedgekeurd door de Montefiore IACUC, protocol # 11-6-240 en # 13-7-100). Dieren worden voorzien lichte verdoving zoals geïndiceerd voor enig doel waardoor ze nog tijdens het fotograferen, er geen pijnlijke procedures vereist voor dit protocol. 1. Verwerving van Foto Stel focus en gezichtsveld voor gel imager gebruik van papier met g…

Representative Results

Deze techniek werd gevalideerd met C3H / HeJ geënt muizen, de muis-model van alopecia areata 16. Deze dieren ontwikkelen wereldwijde haaruitval die vordert geleidelijk in de tijd. Echter, de haaruitval optreedt in patches, en kan variëren van een muis naar het volgende, de invoering van aanzienlijke variabiliteit en het verhinderen van kwalitatieve beoordelingen. Dit model bood de gelegenheid om correlaties tussen de metingen van de optische dichtheid te testen op verschillende locaties op de muis als een b…

Discussion

In dit rapport wordt een gedetailleerde beschrijving gegeven van een nieuwe techniek voor het kwantificeren van haarverlies bij knaagdieren. Deze techniek maakt gebruik van een gel imager voor het verwerven en analyseren, apparatuur die gemakkelijk beschikbaar in de meeste laboratoria. De metingen hebben aangetoond robuust kleine variaties in de techniek (figuren 4-5) zijn, en zijn goed gecorreleerd aan de mate van visuele haarverlies bij behandelingsvormen (figuur 6). Deze technieken z…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
KODAK Gel Logic 100 Imaging System	Eastman Kodak Company, Rochester, NY, USA		Gel imager for obtaining and analyzing photographs, must have built in light source for reflective photography.
The Kodak/Tiffen Q-13 Gray Scale	Imatest, http://www.imatest.com/docs/q13/		Greyscale standard
C57BL/6J Mice	Jackson Laboratories, Bar Harbor, Maine		Mice for representative study
C3H/HeJ engrafted mouse	Jackson Laboratories, Bar Harbor, Maine		Mice for representative study