$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De meting van veranderingen in onttrekkingsreacties is een belangrijk hulpmiddel dat wordt gebruikt om veranderingen in de tactiele gevoeligheid te beoordelen in knaagdiermodellen van pijn en ontsteking. Hier laten we de bruikbaarheid van een elektronische von Frey-apparatuur zien om deze beoordeling uit te voeren. Er zijn verschillende voordelen aan deze techniek: i) we kunnen snel de onttrekkingsreacties op toegepaste druk beoordelen voor meerdere muizen op meerdere tijdstippen die redelijk dicht bij elkaar liggen, ii) we kunnen een enkele punt gebruiken om continue en specifieke druk toe te passen op een klein gebied van weefsel, iii) we kunnen de precieze druk die wordt toegepast om een onttrekkingsreactie te verkrijgen, nauwkeurig meten, en iv) we kunnen gemakkelijk robuuste baseline-afsnijdingen, uitsluitingscriteria en interne controles implementeren om ervoor te zorgen dat gedragsbeoordelingen zo nauwkeurig en objectief mogelijk zijn.
De cruciale stappen om de beste resultaten voor een EvF-assay te garanderen, zijn voorafgaande kalibratie van het instrument en consistente meetpraktijken. Zoals beschreven in de protocolsectie, moet het instrument met zorg worden behandeld en moet voor en tijdens het gebruik een juiste kalibratie worden gewaarborgd. Voordat er metingen worden uitgevoerd, moeten de testgewichtsmetingen worden bevestigd om een optimale machinefunctie te garanderen. Als de metingen significant fluctueren of als de testgewichtsmetingen niet nauwkeurig zijn, moet de fabrikant onmiddellijk worden gecontacteerd om het apparaat te kalibreren. Met dit in gedachten is het raadzaam om, indien mogelijk, een reserve elektronische von Frey-apparatuur te hebben, zodat tijdgevoelige experimenten niet worden gecompromitteerd door een onverwachte behoefte aan kalibratie van het instrument. Verder moet een enkele, goed getrainde onderzoeker alle baseline- en experimentele metingen voor een bepaalde studie of serie experimenten uitvoeren, terwijl hij geblinddoekt blijft voor de behandelingsgroepen. Muizen moeten worden geëvalueerd in een rustige ruimte, gehouden op een constante temperatuur, geacclimatiseerd aan de EvF-kamers gedurende ten minste 15 minuten, maar niet langer dan noodzakelijk in de kamer worden vastgehouden (vooral als er binnen één dag meerdere metingen worden uitgevoerd) om stress en gedragsvariaties veroorzaakt door ongemak te minimaliseren.
EvF-metingen bieden aanzienlijke verbeteringen ten opzichte van de bestaande CvF-technieken. Onderzoekers kunnen continue druk toepassen en hoeven niet te schakelen tussen punten van verschillende gewichten zoals bij CvF-filamentexperimenten6. Dit leidt tot minder prikken op het weefsel, wat vooral relevant is in het geval van ontstoken of gewond weefsel. De precieze druk waarbij onttrekking optreedt, kan worden gemeten in plaats van de 50% onttrekkingsmetingen die ook worden beperkt door de beschikbare filamentgewichten die worden gebruikt in CvF-metingen13. Omdat rationele en uniforme uitsluitingscriteria kunnen worden geïmplementeerd (zoals hierboven besproken), kunnen muizen aan experimentele groepen worden toegewezen, zodat alle groepen aan het begin van het experiment vergelijkbare gemiddelde baselines hebben. EvF-metingen beoordelen de veranderingen in gedragsreactie op een bepaalde stimulus en niet de absolute reacties zelf. Daarom wordt de verandering in nociceptieve reactie van elke muis gemeten als het verschil tussen zijn individuele experimentele en baseline-onttrekkingen, waardoor interne controles worden geboden voor elke uitgevoerde meting.
Misschien is de belangrijkste beperking van EvF dat, net als bij zijn handmatige tegenhanger, dezelfde onderzoeker alle metingen voor een bepaalde serie baseline- en experimentele metingen moet uitvoeren. Dit maakt het opschalen van de techniek uitdagend vanuit het oogpunt van tijd, personeel en apparatuur. We vinden dat ongeveer 20 muizen tegelijk (afhankelijk van de configuratie van de assaykamers) kunnen worden gemeten in 30-45 minuten of minder op meerdere tijdstippen, op voorwaarde dat er minimaal 45 minuten tussen de metingen zijn. Een gerelateerde overweging in dit opzicht is de leercurve van individuele experimenteerders. Interne consistentie moet worden vastgesteld voordat een individuele onderzoeker een grootschalig experiment kan beginnen en dit vereist vele uren gewijde oefening met herhaalde baseline-responsmetingen totdat de gewenste consistentie is bereikt. Bovendien impliceert het gebruik van baseline-afsnijdingen dat niet alle muizen die voor een experiment zijn gebaselined, kunnen worden opgenomen; we constateren dat 25-30% van de muizen die per experiment zijn gebaselined, doorgaans worden uitgesloten.
Wat betreft aanpassingen en toekomstige toepassingen, voegen EvF-gedragsmetingen een krachtige dimensie toe aan een breed scala aan ontstekingsmodellen om gelijktijdige acute en/of chronische pijn te analyseren die onderliggende inflammatoire pathologieën kunnen zijn. Bij vergiftiging vonden we dat uitgesproken, snel optredende veranderingen in de tactiele gevoeligheid gepaard gingen met de verwachte uitkomsten van weefselzwelling, leukocytenrekrutering en mastceldegranulatie in de achterpoten van ND4-mannelijke muizen. Deze bevindingen bevestigen eerdere waarnemingen over de bijdragen van mastcelmediatoren aan thermische gevoeligheid bij ratten20 en mechanische gevoeligheid geïnduceerd door B. jararaca-gif in ND4 Zwitserse muizen gemeten met behulp van CvF21. Het EvF-protocol kan gemakkelijk worden aangepast voor gebruik op andere weefsels dan de achterpoot bijv. buik7 en anogenitale rand8 waar CvF momenteel wordt gebruikt. Knaagdiermodellen van allergieën, wondgenezing, neuropathieën en andere pathologieën kunnen gemakkelijk worden aangepast om metingen van mechanische gevoeligheid in weefsels op te nemen, inclusief en buiten de achterpoot.
Kortom, EvF is een nuttige en effectieve techniek die een klassieke benadering van pijnmeting bij knaagdieren bijwerkt en een belangrijk nieuw hulpmiddel is bij het onderzoeken van de complexe onderliggende mechanismen van pijn in een breed scala aan ziektemodellen.