Batterij van gedrags test evaluatie algemene motoriek, spierkracht en coördinatie in muizen
23 januari 2018
Testen van de gedragsmatige wordt gebruikt in pre-klinische proeven de fenotypische effecten van een ziekte of de behandeling op het welzijn van het dier. Teneinde wereldwijd motor werking, wij tests voor algemene motoriek, spierkracht en coördinatie geselecteerd: het open veld testen, de mesh-test en de test van de rotarod, respectievelijk.
Het algemene doel van deze reeks gedragstests is het observeren van de algemene voortbeweging, spierkracht en coördinatie bij muizen. Deze methoden kunnen helpen bij het beantwoorden van kernvragen over de implementatie van verschillende behandelingen in meerdere preklinische studies, zoals het voordeel van behandelingsresultaten op de mobiliteit bij muizen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat meerdere facetten en dimensies van beweging worden gemeten en beoordeeld door deze reeks gedragstests.
Meera, een masterstudent in ons lab, zal de procedure demonstreren. Begin met het inschakelen van het open field testprogramma en het verbinden van de computer met de camera of de open field box. Start de specifieke SmartWare-software via het Open Field-icoon.
Selecteer oké. Kies, indien van toepassing, de Digital Analog Converter-bron uit de camera-opties. Volg de instructies om de juiste afmetingen in te stellen zodat het open veldvak wordt bedekt.
Zorg vervolgens dat de muis wordt gedetecteerd binnen de grenzen van het open veld door het betreffende deel van de software te kalibreren. Klik op tijd om een tijdsduur voor het testen van de muizen in te stellen. Stel in dit geval vijf minuten in.
Voer de proefpersonen in door te klikken en de juiste naam voor de bestanden te typen. Bijvoorbeeld: fase één, sessie één. Plaats vervolgens een muis in het midden van de open velden en klik op het startpictogram om het programma de opname te laten starten.
Observe na vijf minuten hoe het programma automatisch naar het volgende proefdier overgaat. Verwijder in dit geval de muis die de test heeft voltooid en plaats het volgende proefdier in het open veld van het programma. Klik vervolgens op start.
Klik ten slotte op het analyse-icoon rechtsboven in het scherm om de gegevens te analyseren. Klik opnieuw op analyseren en vervolgens op samenvattend rapport. Begin door de muis in het midden van een raster te plaatsen.
Keer het gaas om op een hoogte van ten minste 20 centimeter boven een doorzichtige container. Start de timer zodra het gaas is omgekeerd. Noteer de latentietijd voordat de muis van het gaas valt.
Als de muis niet binnen 60 seconden valt, krijgt deze een score van 60 seconden en worden er geen verdere pogingen ondernomen. Laat de muis vervolgens ten minste vijf minuten rusten. Zet daarna de rotarod en de computer aan.
Zorg ervoor dat ze correct zijn aangesloten voor de gegevensregistratie. Om het versnelde protocol uit te voeren, gebruikt u de codes op het toetsenbord om de gewenste tijdsduur op de rotarod in te stellen op 300 seconden, het aantal banen op vijf, de start- en eindsnelheid op respectievelijk vier en veertig rotaties per minuut, en de oplooptijd op 300 seconden. Stel vervolgens de eenheid in op de modus voor voorwaartse beweging van muizen.
Zorg ervoor dat alle gemagnetiseerde banen gebalanceerd zijn voordat de proef begint, en plaats één muis in elke baan van de rotarod. Druk vervolgens op start om het programma te initialiseren. Verwijder de muizen onmiddellijk uit hun banen zodra ze vallen, om te voorkomen dat ze de andere banen blokkeren.
Laat de muizen tot slot 10 minuten rusten als intertrial-interval. Begin tijdens dit interval de proef voor de volgende groep muizen. Deze gegevens demonstreeren het gebruik van de rotarod als middel om te zien hoe de behandelde muizen zich gedragen in vergelijking met de normale heterozygote muizen.
De divergentie van de twee groepen bij 40 weken duidt op het begin van de verminderde coördinatie van de behandelgroep in vergelijking met de normale controles. Tijdens de maandelijkse gedragstests presteerden de behandelde muizen vergelijkbaar met de normale heterozygote controles in de open field-test, de rotarod en de mesh-test. Bij 12 weken presteren behandelde dieren beter dan onbehandelde dieren wat betreft de bewegingstijd in de open field-test en de latentietijd tot vallen in de mesh-test.
Zodra deze techniek onder de knie is, kan het protocol voor 20 muizen in tweeënhalf uur worden voltooid, mits correct uitgevoerd. Tijdens deze procedure is het belangrijk om de apparatus tussen elke proef met een muis te reinigen, om mogelijke contaminatie tussen muizen en kooien te voorkomen. Na deze procedure kunnen andere methoden, zoals verdere gedragsmatige en biochemische analyses, worden uitgevoerd om aanvullende vragen over de effectiviteit van de behandeling te beantwoorden, zoals biodistributie-analyses, enzymactiviteitsmetingen, histologische analyses of geheugen- en leertests.
Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg vrijgemaakt voor onderzoekers in de psychologie en later in de neurowetenschappen om te onderzoeken welk effect verschillende behandelingen en condities hebben op modelorganismen. Na het bekijken van de video zou u een goed inzicht moeten hebben in het uitvoeren van gedragstests voor algemene locomotie, spierkracht en coördinatie. Vergeet niet dat het werken met muizen risico's kan inhouden, en voorzorgsmaatregelen zoals het dragen van geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen moeten altijd worden getroffen tijdens het uitvoeren van deze procedure.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel bespreekt een reeks gedragstests die zijn ontworpen om de algemene voortbeweging, spierkracht en coördinatie bij muizen te beoordelen. Deze tests zijn essentieel voor het evalueren van de effecten van behandelingen in preklinische studies.
Belangrijkste studieonderdelen
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschap
- Gedragstests
- Preklinische studies
Achtergrond
- Gedragstesten zijn essentieel voor het beoordelen van het welzijn van dieren.
- Het helpt bij het begrijpen van de fenotypische effecten van ziekten en behandelingen.
- Meerdere dimensies van beweging worden geëvalueerd via diverse testen.
- Veelvoorkomende testen zijn onder andere de openveldtest, de maastest en de rotarodtest.
Doel van de Studie
- Om locomotie, kracht en coördinatie bij muizen te observeren.
- Om de resultaten van behandelingen op de mobiliteit te evalueren.
- Om een uitgebreide beoordeling van de motorische functies te verschaffen.
Gebruikte methoden
- Open field-test voor algemene voortbeweging.
- Mesh-test voor spierkracht.
- Rotarod-test voor coördinatie.
- Gebruik van SmartWare-software voor gegevensverzameling.
Belangrijkste resultaten
- Gedragstesten bieden inzicht in de effectiviteit van de behandeling.
- Er worden meerdere facetten van beweging gemeten.
- De resultaten kunnen dienen als basis voor toekomstige preklinische studies.
Conclusies
- Gedragstesten zijn een waardevol instrument in het neurowetenschappelijk onderzoek.
- Het helpt bij het begrijpen van de impact van behandelingen op diermodellen.
- Uitgebreide beoordelingen kunnen leiden tot betere therapeutische strategieën.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
Kwantitatieve gedragstests bij muizen maken een robuuste beoordeling van de motorische functie, spierkracht en coördinatie mogelijk, wat cruciale fenotypische eindpunten oplevert voor preklinische efficiëntiestudies. Deze multidimensionale batterij ondersteunt de translationele continuïteit door moleculaire interventies te koppelen aan functionele uitkomsten, wat direct bijdraagt aan go/no-go-beslissingen in de vroege fase van geneesmiddelenontwikkeling. De integratie van objectieve parameters voor locomotie en coördinatie vergroot de voorspellende betrouwbaarheid en vermindert de risico's bij de verdere ontwikkeling van portfolio's gericht op neuromusculaire aandoeningen en het centrale zenuwstelsel (CNS).
Strategische toepassingen in biopharma R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt functionele validatie mogelijk van therapeutische hypothesen gericht op motorische en neuromusculaire pathways.
- Ondersteunt biologisch de-risking door de impact van behandeling op bewegingsfenotypen te kwantificeren.
- Faciliteert de prioritering van kandidaten op basis van objectieve verbetering in motorische eindpunten.
- Biedt multidimensionale readouts voor mechanistische verduidelijking in ziektestudies.
Screening & assayontwikkeling
- Stelt gestandaardiseerde, reproduceerbare gedragstesten vast voor downstream evaluatie van verbindingen.
- Levert kwantitatieve, onderling vergelijkbare resultaten voor locomotie, kracht en coördinatie.
- Maakt schaalbare screening van meerdere cohorten mogelijk met geautomatiseerde gegevensverzameling en -analyse.
- Bereidt gevalideerde systemen voor op integratie met biochemische en histologische eindpunten.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Rijgt preklinische fenotypische eindpunten uit met ziekte-relevante functionele uitkomsten.
- Ondersteunt longitudinale beoordeling van de duurzaamheid en het begin van de behandeling in diermodellen.
- Maakt risico-gecorrigeerde voortgang mogelijk door verbetering in meerdere gedragsdomeinen te vereisen.
- Faciliteert continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie voor CZS- en neuromusculaire programma's.
Integratie van pijplijn & workflow
Deze gedragskundige batterij bevindt zich op het snijvlak van discovery biology en preklinische effectiviteit, en slaat een brug tussen targetvalidatie en translationele uitkomstmaten.
- Discovery Biology: Biedt hypothese-gestuurde tests van de motorische functie en betrokkenheid van signaalpaden.
- Screening: Biedt reproduceerbare, kwantitatieve gedragseindpunten voor de triage van kandidaten.
- Analytics: Genereert objectieve metingen (bijv. latentie tot vallen, afgelegde afstand) voor statistische vergelijking tussen groepen.
- Translationeel onderzoek: Stemt de resultaten van diermodellen af op klinisch relevante benchmarks voor motorische functies.
- Enterprise hergebruik: Dient als een modulair platform dat aanpasbaar is aan diverse ziektemodellen en interventietypes.
Operationele impact & impact op de organisatie
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij de beoordeling van functionele resultaten.
- Operationele waarde: Standaardiseert gedragstesten, waardoor reproduceerbaarheid en schaalbaarheid over studies heen worden gewaarborgd.
- Strategische waarde: Ondersteunt go/no-go-beslissingen met multidimensionale, kwantitatieve gegevens, waardoor de toewijzing van middelen wordt geoptimaliseerd.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering en verdere ontwikkeling mogelijk van kandidaten met een aangetoond functioneel voordeel.
Overwegingen bij de Implementatie
- Vereist expertise in gedragsneurowetenschappen en het omgaan met dieren.
- Vereist gekalibreerde instrumentatie en gevalideerde software voor gegevensverwerving en -analyse.
- Necessiteert strikte standaardisatie van protocollen en scoringscriteria tussen teams.
- Aanpasbaar aan diverse muismodellen, maar kan protocoloptimalisatie vereisen voor specifieke ziektecontexten.
- Het reinigen van de apparatuur en protocollen voor dierenwelzijn zijn essentieel om de integriteit en reproduceerbaarheid van de gegevens te waarborgen.
