Strategieën voor het beoordelen van autistisch-achtig gedrag bij muizen
20 september 2024
Knaagdiermodellen zijn waardevolle hulpmiddelen voor het bestuderen van kerngedrag dat verband houdt met autismespectrumstoornis (ASS). In dit artikel gaan we dieper in op twee gedragstests voor het modelleren van de kernkenmerken van ASS bij muizen: zelfverzorging, die repetitief gedrag beoordeelt, en de driekamertest voor sociale interactie, die sociale beperkingen documenteert.
Ons onderzoek richt zich op de pathofysiologie van autismespectrumstoornis, ASS. En specifiek kijken we naar de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij ASS en wat de oorzaak is van de gedragsstoornissen. Deze samen zullen specifieke behandelingen omvatten die verband houden met ASS en zullen het leven van mensen met ASS verbeteren.
Een van de uitdagingen in ons onderzoek is om onderzoek naar ASS-gerelateerd gedrag te verbeteren en dat te communiceren tussen verschillende laboratoria. Er is veel variatie tussen de verschillende laboratoria, hoe ze de gedragsbeoordelingen uitvoeren, en dat is een groot probleem om behandelingen in het veld te brengen. Dus we hopen dat we met onze protocollen deze vooruitgang en de communicatie tussen laboratoria over de hele wereld zullen helpen.
Door de vlooiing en de testprotocollen met drie kamers te optimaliseren en te detailleren, stellen we een consistent kader op waarop onderzoekers kunnen vertrouwen om betrouwbare en reproduceerbare resultaten te verkrijgen van ASS-muismodellen. Deze standaardisatie zal een betere samenwerking en interpretatie van bevindingen van verschillende laboratoria mogelijk maken, wat leidt tot een beter begrip van ASS en de ontwikkeling van potentiële therapieën. Ons laboratorium is geïnteresseerd in het verklaren van het celtype-specifieke vertaalproces in autisme-achtig gedrag.
Daarnaast hebben we ook de potentiële therapeutische toepassingen in ASS-muismodellen bestudeerd, zoals metformine. Schakel om te beginnen gedimde lichten in. Maak de tafel schoon en richt de kamer in.
Bereid elke testkooi voor met een dun laagje vers strooisel. Plaats één tot twee kooien op de tafel, gescheiden van elkaar en de omgeving van de kamer door witte plastic oogkleppen. Plaats vervolgens een camera voor elke kooi om de testmuis vast te leggen.
Bedek de kooien met een stoffen vel en breng alle muizen over naar de kamer om stress tijdens het overdrachtsproces te voorkomen. Zodra de muizen in de testruimte zijn geplaatst, verwijdert u het vel. Voordat het experiment begint, laat je ze minstens 30 minuten in de kamer met gedimd licht staan.
Noteer aan het begin van de test het muisidentificatienummer en de testinformatie op een whiteboard. Plaats de testmuis in de kooi met vers strooisel. Begin met opnemen en plaats de testmuis in de testkooi.
Verlaat de kamer tijdens de opnamesessie van 20 minuten. Keer na 20 minuten terug naar de kamer. Presenteer het whiteboard aan de camera en stop met opnemen.
Plaats de testmuis terug in de thuiskooi en herhaal het experiment. Breng de muizen na de experimenten terug naar hun woonkamer. De zelfverzorgingstest toonde een langere verzorgingstijd aan bij Eif4ebp2 knock-outmuizen in vergelijking met controlemuizen.
Eif4ebp2 knock-outmuizen vertoonden significant meer vlooiingsaanvallen dan controlemuizen. Maak om te beginnen de tafel schoon en doe de gedimde lichten aan. Plaats het driekamerinstrument van plexiglas op de tafel, omringd door privacyjaloezieën.
Plaats één camera boven het hoofd en zorg ervoor dat alle drie de kamers zich in het opnamekader van de camera bevinden. Breng vervolgens de test- en vreemdelingmuizen over naar de kamer en bedek de kooien tijdens het overdrachtsproces met een stoffen doek. Verwijder het laken zodra ze in de kamer zijn.
Laat de muizen minimaal 30 minuten in de kamer met gedimd licht voor aanvang van het experiment. Houd de drie kamers leeg tijdens de gewenning. Nadat u een testmuis hebt geselecteerd, schrijft u het identificatienummer op het whiteboard.
Plaats de testmuis in het middelste compartiment terwijl de schuifdeuren gesloten blijven. Open de deuren en begin met opnemen zodat de testmuis de drie lege kamers gedurende 10 minuten kan verkennen. Keer na 10 minuten terug naar de kamer.
Leid de testmuis voorzichtig naar het middelste compartiment en sluit de schuifdeuren. Toon het whiteboard en stop de camera. Plaats twee draadkooien in de linker- en rechterkamer diagonaal tegenover elkaar in de hoeken van elke kamer.
Meet de afstand tussen de kooien en de kamerwanden. Zorg ervoor dat de kooien niet direct naar de kamerdeuren zijn gericht. Kies een vreemde muis en plaats deze in een van de draadkooien, terwijl de andere kooi leeg blijft.
Om de test te starten, drukt u op record en verwijdert u beide schuifdeuren voordat u de kamer verlaat. Laat de testmuis gedurende 10 minuten een lege draadkooi in de ene kamer verkennen en een kooi met een vreemde muis in de andere kamer. Keer na 10 minuten terug naar de kamer.
Toon het whiteboard aan de camera en beëindig de opname. Breng de muis weer in het middenvak en sluit de onderling verbonden deuren. Plaats een nieuwe, nog nooit aangetroffen muis in de eerder lege draadkooi.
Begin met opnemen en open de onderling verbonden deuren zodat de testmuis het apparaat 10 minuten kan verkennen voordat hij de kamer verlaat. De testmuis zal gedurende 10 minuten twee draadkooien verkennen, één met de eerder aangetroffen S1-muis en de andere met de nieuw geïntroduceerde S2-muis. Keer na 10 minuten terug naar de kamer.
Toon het whiteboard aan de camera en sluit de opname af. Breng alle muizen terug naar hun thuiskooien. Reinig de kamers en draadkooien grondig met een geurvrij ontsmettingsmiddel en droog het apparaat af voor het volgende experiment.
Breng de muizen na het testen terug naar de huisvesting. Muizen gaven de voorkeur aan interactie met S1 boven een nieuw levenloos object. Evenzo toonden C57BL/6J-muizen meer interesse in een nieuw geïntroduceerde S2 dan een bekende S1.
Overzicht
Dit artikel bespreekt het gebruik van knaagdiermodellen om gedragingen bij autismespectrumstoornissen (ASS) te bestuderen. Er wordt ingegaan op twee specifieke gedragstesten: zelfverzorging (self-grooming) voor het beoordelen van repetitief gedrag en de driekamer-sociale interactietest voor het evalueren van sociale beperkingen.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragswetenschappen
- Psychiatrie
Achtergrond
- ASD wordt gekenmerkt door gedragsmatige beperkingen.
- Inzicht in moleculaire mechanismen is cruciaal voor de ontwikkeling van behandelingen.
- Variabiliteit in gedragsbeoordelingen tussen laboratoria vormt een uitdaging.
- Het verbeteren van de communicatie tussen laboratoria is essentieel voor de vooruitgang van het onderzoek.
Doel van de studie
- Om de pathofysiologie van ASD te onderzoeken.
- Om moleculaire mechanismen te identificeren die gedragsstoornissen veroorzaken.
- Om gedragsevaluaties te standaardiseren over verschillende laboratoria heen.
Gebruikte methoden
- Zelfverzorgingstest voor repetatief gedrag.
- Drie-kamer-sociale interactietest voor sociaal gedrag.
- Protocollen om de communicatie tussen laboratoria te verbeteren.
- Gedragsbeoordelingen om ASD-kenmerken bij muizen te evalueren.
Belangrijkste resultaten
- Identificatie van kerngedragingen gerelateerd aan ASD in knaagdiermodellen.
- Gestandaardiseerde tests verbeteren de betrouwbaarheid van gedragsbeoordelingen.
- Verbeterde communicatie kan leiden tot betere vorderingen in de behandeling.
- Inzichten in moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan ASD-gedragingen.
Conclusies
- Knaagdiermodellen zijn effectief voor het bestuderen van ASD-gedragingen.
- Standaardisatie van gedragstesten is cruciaal voor de voortgang van het onderzoek.
- Verbeterde samenwerking tussen laboratoria kan de ontwikkeling van behandelingen bevorderen.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Gestandaardiseerde gedragsassays in ASD-muismodellen beantwoorden aan een kritieke behoefte aan reproduceerbaarheid en vergelijkbaarheid tussen laboratoria bij de ontdekking van neuropsychiatrische geneesmiddelen. Betrouwbare kwantificering van sociaal en repetitief gedrag maakt mechanische risicobeperking mogelijk en ondersteunt het voorspellend vertrouwen bij vroege targetvalidatie. Deze protocollen faciliteren translationele continuïteit van genetische hypothese naar preklinische beoordeling, wat een directe impact heeft op de triage van portfolio's en beslissingen over verdere ontwikkeling.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt rigoureuze analyse mogelijk van ASD-relevante gedragstypen die gekoppeld zijn aan genetische mutaties.
- Ondersteunt functionele target-validatie door kernkenmerken van ASD-achtig gedrag in vivo te kwantificeren.
- Faciliteert mechanistische risicoreductie door moleculaire veranderingen te koppelen aan observeerbare fenotypes.
- Verbetert het voorspellende vertrouwen voor het verder ontwikkelen van kandidaat-targets bij neuro-ontwikkelingsstoornissen.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Biedt gevalideerde gedragsmatige eindpunten voor compound-screening in ASD-modellen.
- Standaardiseert assay-condities om reproduceerbaarheid en vergelijkbaarheid tussen studies te waarborgen.
- Genereert kwantitatieve output voor een robuuste evaluatie van therapeutische interventies.
- Maakt schaalbare en herbruikbare platforms mogelijk voor gedragsfenotypering in drug discovery-pipelines.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt preklinische gedragseindpunten uit met de belangrijkste klinische kenmerken van ASD.
- Ondersteunt de continuïteit van genetische ontdekking naar preklinische beoordeling van de werkzaamheid.
- Vermindert het translationele risico door ziekterelevante gedragingen in vivo te modelleren.
- Faciliteert de ontwikkeling van biomarkers door gedragsmatige en moleculaire resultaten te correleren.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze gedragsassays bevinden zich binnen het ontdekkingscontinuüm, van vroege genetische hypothese-testen tot leadidentificatie en preklinische validatie in ASD-onderzoek.
- Discovery Biology: Kwantificeert de impact van genetische manipulaties op ASD-achtige gedragingen ter ondersteuning van hypothese-gestuurd onderzoek.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve gedragsmatige eindpunten voor de evaluatie van verbindingen.
- Analytics: Levert meetbare output, zoals de duur van het verzorgingsgedrag en de voorkeur voor sociale interactie, voor statistische vergelijking.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug tussen preklinische bevindingen en klinische ASD-fenotypes, wat de afstemming van biomarkers ondersteunt.
- Enterprise Reuse: Vestigt een gestandaardiseerd, schaalbaar raamwerk voor gedragsbeoordeling over meerdere programma's en locaties.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij de validatie van ASD-doelen.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid, standaardisatie en schaalbaarheid van gedragsassays.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en verbetert de kapitaalefficiëntie in neuropsychiatrische portfolio's.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering en verdere ontwikkeling van therapeutische kandidaten voor ASD mogelijk.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in gedragsneurowetenschap en ASD-modelssystemen.
- Vereist gecontroleerde omgevingen en video-opname-infrastructuur voor de betrouwbaarheid van de assay.
- Stelt standaardisatie tussen teams voorwaarde om de vergelijkbaarheid van gegevens te waarborgen.
- Aanpassing kan nodig zijn voor verschillende genetische achtergronden of gedragsmatige eindpunten.
- Potentiële beperkingen omvatten interlaboratoriumvariabiliteit en de noodzaak van strikte naleving van het protocol.
