Het beoordelen van functionele prestaties in de Mdx Muis Model
27 maart 2014
De primaire uitkomstmaat in klinische trials voor neuromusculaire aandoeningen is over het algemeen verbeterd spierfunctie. Daarom beoordeling van het effect van mogelijke therapeutische verbindingen op spierprestaties klinisch vooraf in muismodellen van groot belang. We beschrijven hier een aantal functionele tests om dit aan te pakken.
Het algemene doel van deze procedures is om de spierfunctionaliteit te bepalen door middel van verschillende niet-schadelijke functionele tests. De kracht van de vier ledematen kan worden beoordeeld door middel van de grijpkrachttest, evenwicht en coördinatie, en de spierconditie kan worden beoordeeld in de twee ledematen en vier ledematen hangende tests. De rotorstang wordt ook gebruikt om evenwicht, coördinatie en conditie te beoordelen.
Gedwongen loopbandlopen kan worden gebruikt om de ziekteprogressie te verergeren of voorafgaand aan een functionele test om de muizen uit te putten. Deze functionele tests kunnen worden gebruikt om de rol van genetica en het effect van potentiële therapeutische middelen op de spierprestatie betrouwbaar te beoordelen. De eerste test die wordt getoond, is de vier ledematen grijpkrachttest.
Zorg ervoor dat de krachttransducer in de piekspanningsmodus staat voor het trekken en gebruik gram als eenheid, reset de meter aan het begin van elke opname. Laat elke muis drie keer achter elkaar trekken. Pak de muis bij de staart en beweeg hem horizontaal naar de raster.
Controleer of de muis het raster stevig vasthoudt met alle vier poten en trek om zijn greep te verbreken. De hoogste kracht die op het raster wordt uitgeoefend, wordt weergegeven op het display van de transducer, die handmatig of automatisch kan worden geregistreerd. Verwerp alle proeven waarin de muis alleen een vierde poot of de achterpoten gebruikt of zich tijdens de pool duidelijk niet tegen de pool verzet.
Nadat de muis drie keer heeft getrokken, breng hem terug naar de kooi voor een rustperiode van minimaal een minuut. Laat de muis vervolgens vier reeksen polls uitvoeren, elk gevolgd door een korte rustperiode. Op deze manier trekt de muis in totaal 15 keer.
Het apparaat voor de twee ledematen hangende test is een twee millimeter dikke metalen kleerhanger die stevig met tape op een plank is bevestigd. Houd de hangar 37 centimeter boven een laag beddengoed, houd de muis vast aan de staart. Breng het dicht bij de draad.
Laat de muis de draad vastpakken met alleen de twee voorpoten en laat de achterpoten zakken zodat de muis alleen met de twee voorpoten aan de draad hangt. Zodra de muis is losgelaten, start u de timer. Na het loslaten zal een sterke muis proberen de draad met alle vier de ledematen en de staart te vangen, wat is toegestaan.
Wanneer een muis onjuist gedrag vertoont, zoals balanceren op de draad of opzettelijk van de draad springen, vervang dan onmiddellijk de muis op de draad zonder de timer te stoppen. Wanneer muizen in staat zijn om 600 seconden te hangen, haal ze van de draad en breng ze terug naar de kooi. Wanneer muizen van de draad vallen, stopt u de timer en registreert u de hangtijd direct.
Hertest deze muizen maximaal nog twee keer. Voor de vier ledematen hangende test plaatst u het deksel van een ratachtige kooi 25 centimeter boven zacht beddengoed om te voorkomen dat de muizen zichzelf beschadigen bij het vallen, maar ook om muizen te ontmoedigen om opzettelijk van het raster te springen. Plaats vervolgens de muis op het raster zodat hij het raster met zijn vier poten vastpakt.
Keer vervolgens het raster om zodat de muis hangt en start onmiddellijk de timer. Als een muis in staat is om 600 seconden te hangen, breng hem direct terug naar zijn kooi. Hertest eventuele muizen die voor 600 seconden van het raster vallen maximaal nog twee keer voor de rotorstang.
Test, stel de beginsnelheid in op vijf RPM. Plaats vervolgens maximaal vijf muizen op de buis terwijl deze langzaam draait. Zodra alle muizen zijn gepositioneerd, verhoog de snelheid van de buis van vijf naar 45 RPM gedurende 15 seconden.
Laat het daarna gedurende de rest van de run op 45 RPM staan. Blijf de run gedurende de test in de gaten houden. De looptijd wordt continu geregistreerd door de software en stopt automatisch wanneer een muis van de buis valt.
Dit activeert de tijdbalk onder de buis. Plaats muizen die zich tijdens het lopen omdraaien opnieuw zonder de draaiende buis te stoppen. Beëindig de testsessie voor muizen die in staat zijn om 500 seconden te lopen en breng deze muizen terug naar hun kooi.
Geef muizen die eerder vallen. Maximaal nog twee pogingen om hen de kans te geven hun looptijd te verbeteren. Voor de loopbandoefeningtest plaatst u de muizen op een horizontale loopband.
Start de loopband met een loopsnelheid van 12 meter per minuut. Tijdens de eerste sessie moedigt u de muizen aan om te lopen door ze zachtjes te duwen wanneer ze dicht bij het einde van de band zijn. Nadat de muizen 30 minuten hebben gelopen, test u ze onmiddellijk op de twee ledematen hangende test of plaatst u ze terug in hun kooi.
De vier ledematen grijpkracht van negen weken oude vrouwelijke MDX-muizen was verminderd in vergelijking met wilde muizen, zoals hier getoond. De gemiddelde vermoeidheid was echter minder dan 10% en varieerde niet tussen de stammen in de twee ledematen hangende Test die eenmaal per week werd uitgevoerd. Zowel mannelijke MDX- als wilde muizen vertoonden een leercurve in de eerste paar weken van testen.
De prestaties van de MDX-muizen waren echter op alle tijdstippen slechter in vergelijking met de wilde muizen. De maximaal toegestane hangtijd van 600 seconden wordt aangegeven door de gestippelde lijn.Vier. De prestaties van de ledematen hangende test werden eenmaal per week beoordeeld bij mannelijke MDX- en wilde muizen.
Na verloop van tijd hingen de MDX-muizen korter dan de wilde muizen. De rotorstang looptijden verschilden niet tussen jonge mannelijke MDX- en wilde muizen direct na het 30 minuten lopen op een loopband. Vrouwelijke muizen werden getest met de twee ledematen hangende test, terwijl alle wilde muizen tot de maximaal toegestane tijd bleven hangen.
Alle MDX-muizen vielen eerder van de draad. De aanwezigheid van membraanschade werd bepaald door het beoordelen van serumcreatinekinaseniveaus die uit spiervezels lekken door scheuren in het membraan. Creatinekinaseniveaus waren verhoogd bij MDX-muizen in vergelijking met wilde muizen vóór
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel bespreekt het belang van het beoordelen van de spierfunctionaliteit in muismodellen voor neuromusculaire aandoeningen. Er worden verschillende niet-schadelijke functionele tests beschreven om de spierprestaties en de effecten van therapeutische verbindingen te evalueren.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neuromusculaire aandoeningen
- Beoordeling van spierfunctionaliteit
- Preklinisch testen in muismodellen
Achtergrond
- Verbeterde spierfunctie is een primair uitkomstpunt in klinische studies naar neuromusculaire aandoeningen.
- Preklinische beoordelingen zijn essentieel voor het evalueren van potentiële therapieën.
- Functionele tests kunnen inzicht bieden in de spierprestaties.
- Muismodellen worden gewoonlijk gebruikt voor deze beoordelingen.
Doel van de studie
- Om de spierfunctionaliteit te bepalen aan de hand van verschillende tests.
- Om de impact van genetica en therapeutische verbindingen op de spierprestaties te beoordelen.
- Om betrouwbare methoden vast te stellen voor het evalueren van spierkracht en coördinatie.
Gebruikte methoden
- Greeptest voor het beoordelen van de kracht van de ledematen.
- Ophangtesten met twee ledematen en vier ledematen voor de evaluatie van de spierconditie.
- Rotor rod-test voor de beoordeling van balans en coördinatie.
- Geforceerd lopen op een loopband om de ziekteprogressie en spierprestaties te evalueren.
Belangrijkste resultaten
- Functionele tests beoordelen betrouwbaar de spierprestaties.
- De gripkrachttest wordt benadrukt als een belangrijk beoordelingsinstrument.
- Tests kunnen de effecten van therapeutische interventies aangeven.
- Methoden kunnen worden aangepast om verschillende genetische achtergronden te evalueren.
Conclusies
- Functionele tests zijn essentieel voor de preklinische evaluatie van therapieën.
- Deze beoordelingen kunnen toekomstige klinische studies sturen.
- Muismodellen bieden waardevolle inzichten in neuromusculaire aandoeningen.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de Industrie
Een betrouwbare functionele beoordeling in het mdx-muismodel is essentieel voor de preklinische evaluatie van kandidaat-therapieën gericht op Duchenne spierdystrofie. Gestandaardiseerde, reproduceerbare tests voor spierprestaties maken een robuuste vergelijking van therapeutische effecten en genetische invloeden over verschillende studies mogelijk. Deze gevalideerde eindpunten ondersteunen het voorspellende vertrouwen en de risico-gecorrigeerde voortgang in drug discovery-pipelines voor neuromusculaire aandoeningen.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt kwantitatieve analyse van de spierfunctie mogelijk om therapeutische hypothesen te verduidelijken.
- Ondersteunt biologische risicovermindering door onderscheid te maken tussen genetische effecten en behandelingseffecten op de spierprestaties.
- Faciliteert functionele targetvalidatie via gestandaardiseerde, reproduceerbare eindpunten.
Screening & Assayontwikkeling
- Bereidt gevalideerde in vivo systemen voor voor downstream compound screening workflows.
- Garandeert de reproduceerbaarheid en vergelijkbaarheid van assays tussen laboratoria via standaard operationele procedures.
- Levert kwantitatieve output voor een betrouwbare evaluatie van kandidaat-interventies.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt preklinische eindpunten uit met klinisch relevante maten van spierfunctie.
- Maakt continuïteit mogelijk van ontdekking tot preklinische validatie door het volgen van ziekteprogressie en interventie-effecten.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen voor het verder ontwikkelen van therapeutische kandidaten op basis van functionele uitkomsten.
Integratie van pipeline en workflow
Deze functionele tests vormen een schakel binnen het preklinische continuüm en overbruggen de kloof tussen vroege ontdekking, lead-identificatie en translationeel onderzoek naar neuromusculaire aandoeningen.
- Discovery Biology: Biedt hypothese-gestuurde beoordeling van spierkracht, coördinatie en ziekteprogressie.
- Screening: Biedt reproduceerbare, kwantitatieve resultaten voor het evalueren van de effectiviteit van interventies.
- Analytics: Maakt statistische vergelijking van functionele prestaties tussen verschillende genotypen en behandelingen mogelijk.
- Translationeel Onderzoek: Verbindt preklinische gegevens over spierfunctie met eindpunten van klinische studies.
- Enterprise Reuse: Vestigt een gestandaardiseerd platform voor doorlopend neuromusculair onderzoek en therapeutische evaluatie.
Operationele en zakelijke impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij targetvalidatie.
- Operationele waarde: Bevordert standaardisatie, reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van functionele beoordelingen.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en verbetert de kapitaalefficiëntie door kandidaten met een robuust functioneel voordeel prioriteit te geven.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en voortgang van neuromusculaire therapeutische programma's.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in het hanteren van dieren en het uitvoeren van functionele tests.
- Bovenop gecalibreerde instrumentatie voor gripsterkte-, rotarod- en loopbandassays.
- Vereist een strikte standaardisatie van protocollen en gegevensverzameling tussen teams.
- De experimentele opzet moet rekening houden met genetische achtergrond, leeftijd en geslacht.
- Afhankelijk van consistente omgevings- en procedurele condities om variabiliteit te minimaliseren.
