Snelle bepaling van de thermische Nociceptieve drempel in diabetische ratten
17 mei 2012
Hier wordt beschreven snel betrouwbare en eenvoudige procedure om de laagste temperatuur waarbij ratten of muizen tonen nocifensive gedrag bepalen, Dat wil zeggen De Thermische nociceptieve drempel (TNT). Deze methode is een langzaam toenemende thermische stimulus zodat een nauwkeurige en reproduceerbare schatting van TNTs minimale eventuele stress bij de dieren.
Het algemene doel van deze procedure is om de thermische nociceptieve drempel van controle- en diabetische ratten te bepalen. De eerste stap is om een dier op de incrementele warmteplaat en analgesiemeter te plaatsen. Vervolgens wordt de temperatuur van de warmteplaat geleidelijk verhoogd terwijl het oppervlak opwarmt.
Het dier wordt geobserveerd op het ontbreken van vermijdingsgedrag. Zodra dit gedrag wordt waargenomen, wordt de verhitting gestopt en wordt de temperatuur van de plaat op dat moment genoteerd. Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen die veranderingen in de thermische nociceptieve drempel laten zien bij dieren die behandeld zijn met analgetica of die lijden aan pijnlijke diabetische neuropathie.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden zoals de warmeplaat, die normaal gesproken op een temperatuur boven de drempelwaarde wordt ingesteld, is dat onze methode de temperatuur van de plaat geleidelijk verhoogt, waardoor de thermische nociceptieve drempel nauwkeurig kan worden bepaald. De thermische nociceptieve drempel, of TNT, wordt bepaald met behulp van de incremental hot plate analgesia meter, of IH pam. De componenten van dit systeem omvatten een observatiekamer van plexiglas, een temperatuurgecontroleerde aluminium plaat, een toetsenbord voor programmering en een voetschakelaar voor afstandsbediening van de eenheid.
Gegevens worden verzameld met behulp van op maat gemaakte software op een nabijgelegen computer. Alternatief kunnen hardcopy's worden afgedrukt via een seriële poort op de unit. Plaats een spiegel achter de plexiglas kamer om de zichtbaarheid van het gedrag van het dier te vergroten.
Stel vervolgens de gewenste opwarmsnelheden in, evenals de initiële standbytemperatuur en de uiteindelijke afsluitstemperatuur. Bedien de voetschakelaar om het systeem te starten en te stoppen. Bevestig dat de initiële standbytemperatuur en de uiteindelijke afsluitstemperatuur zijn geregistreerd, evenals de tijd die nodig is om de eindtemperatuur te bereiken.
Indien gewenst kan de experimentator het systeem op zichzelf testen door de hand terug te trekken van de metalen plaat op het moment van pijnperceptie. Dit mag geen schade aan de huid veroorzaken, noch leiden tot enig later ongemak.
Begin de acclimatisatie de avond ervoor door de kooien op de bench te plaatsen waar de testen zullen worden uitgevoerd. Schakel twee uur voor de test het IH-pan in om de dieren te laten wennen aan het achtergrondgeluid van de unit.
Op dit punt kan het systeem worden opgezet en getest zoals eerder is beschreven. Nadat de dieren aan de omgeving zijn gewend, plaatst u voorzichtig een rat in de plexiglas kamer op het warme oppervlak. Laat het dier de kamer enkele minuten verkennen.
Begin de test. Zodra het dier comfortabel genoeg lijkt om aan de proef te beginnen, druk dan op de voetpedaal om de plaat te verwarmen. Observeer het gedrag van het dier terwijl de plaat opwarmt.
Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode moeite hebben, omdat de identificatie van massaal offensief gedrag niet altijd eenvoudig is en oefening vereist. Geen enkel offensief gedrag wordt gekenmerkt door het likken, schudden of optillen van een van de achterste poriën. Het is nuttig om op te merken dat het eerste geobserveerde gedrag het likken van de vier poriën kan zijn, gevolgd door een reactie van de achterste poriën.
Wanneer het meest offensive gedrag wordt waargenomen, druk dan op de voetbediening om de trial te beëindigen en breng het dier terug naar zijn thuiskooi. De temperatuur die dit gedrag oproept, wordt beschouwd als de thermische nociceptieve drempel of TNT van het controledier. De unit wordt gereinigd en de test wordt herhaald voor het volgende dier.
Hier zijn de thermische nociceptieve drempelwaarden van normale jonge volwassen ratten en muizen. De gegevens hier tonen aan dat de TNT van ratten niet varieerde wanneer zij over een periode van vier dagen werden getest. Evenzo was de TNT van muizen consistent tussen verschillende leeftijden.
In dit voorbeeld werden de TN TS van jonge volwassen STZ-diabetische ratten herhaaldelijk gemeten. Een gestage afname van de thermische nociceptieve drempelwaarden is zichtbaar vanaf twee weken na de inductie van diabetes. Hier werd de IH pam gebruikt om de acute antinociceptieve eigenschappen van de analgesicumverbinding te testen.
A, de verbinding produceerde een mild analgetisch effect bij controledieren in vergelijking met dieren die voertuigen ontvingen. De analgesie was echter meer uitgesproken bij diabetische dieren die de verbinding ontvingen in vergelijking met de voertuigcontroles. Bij het uitvoeren van deze procedure is het zeer belangrijk om het gedrag van het dier continu te bewaken, in het bijzonder het gedrag dat optreedt nabij de cept T van het dier.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel beschrijft een eenvoudige en betrouwbare procedure om de thermische nociceptieve drempel (TNT) bij ratten en muizen te bepalen. De methode houdt in dat er een geleidelijk toenemende thermische stimulus wordt toegepast om de TNT nauwkeurig te schatten met minimale stress voor de dieren.
Belangrijkste onderdelen van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragsanalyse
- Thermische nociceptie
Achtergrond
- Het begrijpen van nociceptief gedrag is cruciaal voor pijnonderzoek.
- De thermische nociceptieve drempel is een belangrijke maatstaf bij het beoordelen van pijnsensitiviteit.
- Bestaande methoden kunnen stress bij dieren veroorzaken, wat de resultaten beïnvloedt.
- Deze studie heeft tot doel een minder stressvol alternatief te bieden.
Doel van de studie
- Om de thermische nociceptieve drempel bij controle- en diabetische ratten te bepalen.
- Om de impact van analgetica op het nociceptieve gedrag te beoordelen.
- Om veranderingen in TNT geassocieerd met pijnlijke diabetische neuropathie te evalueren.
Gebruikte methoden
- Plaatsing van het dier op een hitteplaat met stapsgewijze temperatuurverhoging.
- Geleidelijke verhoging van de temperatuur van de hitteplaat.
- Observatie van het dier op nocifensief gedrag.
- Registratie van de temperatuur waarbij nocifensief gedrag wordt waargenomen.
Belangrijkste resultaten
- Nauwkeurige meting van de TNT met minimale stress voor de dieren.
- Vermogen om veranderingen in de TNT als gevolg van analgesiebehandeling te detecteren.
- Inzichten in de effecten van diabetische neuropathie op de pijngevoeligheid.
- Reproduceerbaarheid van resultaten over verschillende proeven.
Conclusies
- De methode biedt een betrouwbare beoordeling van thermische nociceptieve drempels.
- Het kan worden gebruikt om de effectiviteit van pijnbehandelingsstrategieën te evalueren.
- Deze benadering vergroot het begrip van pijnmechanismen in diermodellen.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Nauwkeurige meting van de thermische nociceptieve drempel (TNT) maakt een objectieve beoordeling van de pijnsensitiviteit in preklinische modellen van diabetische neuropathie mogelijk, wat de validatie van targets en het testen van de analgetische effectiviteit ondersteunt. De reproduceerbaarheid van de methode en de gevoeligheid voor hyperalgesische toestanden bieden voorspellend vertrouwen voor het verminderen van risico's bij analgetische kandidaten voordat men overgaat naar studies in een later stadium. Deze benadering pakt een belangrijke uitdaging in pijnonderzoek aan door een kwantificeerbaar, translationeel relevant eindpunt te bieden voor mechanistische en therapeutische evaluatie.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen met betrekking tot pijnbanen te onderzoeken en om mechanische risicoanalyse uit te voeren voor targets die betrokken zijn bij thermische hyperalgesie.
- Operationele waarde: Biedt een sensitieve, kwantitatieve uitlezing voor het beoordelen van target-engagement in modellen voor diabetische neuropathie.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt portfolio-triage door veranderingen in TNT vast te stellen die geassocieerd zijn met analgesische behandeling, wat bijdraagt aan go/no-go-beslissingen.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Klaarheid van de assay: Vestigt een gestandaardiseerd, reproduceerbaar platform voor het evalueren van de effecten van verbindingen op thermische nociceptie.
- Kwantitatieve output: Genereert continue TNT-metingen die dosis-responsanalyse en rangschikking van verbindingen mogelijk maken.
- Schaalbaarheid: Compatibel met high-throughput testing dankzij geautomatiseerde temperatuuromloop- en gedragsobservatieprotocollen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Relevantie voor ziektebeeld: Modelleert direct hyperalgesie bij pijnlijke diabetische neuropathie, een kernsymptoom van PDN.
- Translationele continuïteit: Slaat een brug tussen ontdekking en preklinische validatie door een geconserveerde maatstaf voor pijnsensitiviteit tussen verschillende soorten te bieden.
- Risicogebaseerde voortgang: Ondersteunt objectieve besluitvorming over de verdere ontwikkeling van verbindingen op basis van verschuivingen in de TNT bij diabetische dieren vergeleken met controledieren.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode past binnen het ontdekkingscontinuüm van targetvalidatie via lead-identificatie tot preklinische efficiëntietests, in het bijzonder voor CNS- en analgesicaprogramma's gericht op neuropathische pijn.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing van nociceptieve pathways en biologische risicoanalyse van targets die betrokken zijn bij diabetische hyperalgesie.
- Screening: Levert reproduceerbare, assay-ready gegevens over thermische gevoeligheid voor screeningcampagnes van verbindingen.
- Analytics: Produceert kwantificeerbare TNT-waarden die statistische vergelijking van analgesie-effectiviteit en de progressie van neuropathie mogelijk maken.
- Translationeel onderzoek: Sluit aan bij biomarkerstrategieën door een functioneel correlaat van pijngevoeligheid in diabetische modellen te bieden.
- Enterprise Reuse: Fungeert als een herbruikbaar platform voor analgesie-onderzoeksprogramma's die objectieve metingen van pijn-eindpunten vereisen.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen bij targetvalidatie door mechanistische ambiguïteit in de modulatie van pijnpaden te verminderen.
- Operationele waarde: Garandeert standaardisatie en reproduceerbaarheid tussen laboratoria en studiecentra.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door een eerdere identificatie van ineffectieve analgetica mogelijk te maken via sensitieve TNT-detectie.
- Impact op portfolio: Faciliteert risico-gecorrigeerde prioritering van verbindingen op basis van aantoonbare effecten in modellen voor diabetische neuropathie.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in gedragsneurowetenschappen en het herkennen van nociceptief gedrag.
- Afhankelijk van een gekalibreerde incrementele hot plate analgesiemeter en temperatuurcontrolesystemen.
- Vereist gestandaardiseerde training van de waarnemer om consistente detectie van nociceptieve reacties te garanderen.
- Omvat acclimatisatieprotocollen om omgevingsstress en baselinevariabiliteit te minimaliseren.
- Beperkt tot thermische modaliteit; beoordeelt geen mechanische of chemische nociceptie zonder aanvullende assays.
