5 stycznia 2012
Kopanie nor, budowanie gniazd i gromadzenie zapasów to typowe dla gatunku czynności, które myszy chętnie wykonują w warunkach laboratoryjnych. Niniejszy artykuł opisuje, w jaki sposób można je w prosty i niedrogi sposób ocenić. Protokoły te są niezwykle wrażliwe na szczep myszy, uszkodzenia mózgu oraz choroby. Co więcej, stanowią one „wzbogacenie środowiskowe” dla myszy i ucieleśniają aspekt „Udoskonalenia” (Refinement) zasady „3R”18.
Celem niniejszej procedury jest charakterystyka typowych zachowań gatunkowych u myszy. W pierwszej kolejności badane jest zachowanie kopania nor poprzez wypełnienie rurki materiałem i pomiar ilości substancji usuniętej przez zwierzę. Do klatki umieszcza się materiały do budowy gniazda, a stopień kompletności gniazda jest kwantyfikowany jako miara zachowań gniazdowania.
Zachowanie gromadzenia zapasów bada się poprzez umieszczenie myszy w pudełku z dostępem do tunelu wypełnionego granulkami pokarmu i pomiar ilości pokarmu, którą zwierzę wydobędzie z tunelu. Wyniki tej serii testów wskazują, czy myszy wykonują czynności dnia codziennego. Zazwyczaj implikacje tej techniki mogą rozciągać się na poszukiwanie metod leczenia otępienia, ponieważ funkcjonalnie podobne zachowania są zaburzone zarówno u myszy, jak i u ludzi.
Typowe zachowania myszy można porównać nawet do codziennych czynności życiowych ludzi. Pierwsze objawy choroby Alzheimera polegają na ograniczaniu zdolności do wykonywania normalnych czynności dnia codziennego, takich jak przygotowywanie śniadania, wiązanie sznurowadeł w butach, planowanie posiłku czy wyjście na zakupy. W przypadku naszego modelu myszy z chorobą Alzheimera obserwujemy, że typowe dla gatunku zachowania są w znacznym stopniu zahamowane.
Oto bezpośredni model, model niemal homologiczny pomiędzy czynnościami życia codziennego obserwowanymi u pacjentów z chorobą Alzheimera w domu i w klinice a hamowaniem typowych zachowań u myszy. Należy skonstruować norę z plastikowej rury o średnicy 68 mm i długości 20 cm. Jeden koniec należy uszczelnić korkiem wykonanym z płyty MDF o grubości 12 mm.
Następnie wywierć dwa otwory w odległości jednego centymetra od otwartego końca rurki do drążenia, pod kątem 90 stopni. W każdy otwór wkręć śrubę maszynową o długości pięciu centymetrów i mocno ją dokręć. Rurka powinna zostać teraz uniesiona na wysokość około trzech centymetrów nad podłogą.
Na jednym końcu wypełnij norę 200 gramami peletek karmowych i umieść ją w klatce domowej w celu habituacji przez noc. Jeśli myszy są utrzymywane w grupach, habituacja będzie szybsza i dokładniejsza dzięki efektowi facylitacji społecznej. Niemniej jednak, należy przeprowadzić testy bazowe również na myszach utrzymywanych indywidualnie.
Następnie do pomiaru zachowań kopania można wykorzystać również substancje niespożywcze. Przykłady obejmują kulki gliniane, żwir grochowy oraz piasek. Po habituacji zwierząt, około godziny 16:00, umieść pełny substrat do kopania w klatce testowej w celu przeprowadzenia pomiaru bazowego.
Zaleca się przeprowadzenie dwóch testów wyjściowych w odstępie 48 godzin. Dwie godziny później zmierz masę materiału pozostałego w norze, wysypując jego zawartość do tarytowanego pojemnika.
Przenieś niewykorzystany materiał z powrotem do probówki i umieść ją w klatce macierzystej następnego ranka. Wyjmij probówkę i zważ pozostały materiał w celu przeprowadzenia analizy. Powtórz tę procedurę co najmniej 48 godzin po ostatnim pomiarze bazowym.
Myszy szczepu C 57 black six zazwyczaj przekopują około 70 g materiału w ciągu pierwszych dwóch godzin i blisko 200 g w ciągu nocy. Myszy z uszkodzeniami hipokampa często przekopują mniej niż 5 g. Choroba Pion hamuje czynność kopania nor, podobnie jak lipopolisacharyd.
Badanie kopania może wykryć chorobę prionową od 10 do 12 tygodni po wstrzyknięciu homogenatu chorego mózgu, podczas gdy objawy kliniczne pojawiają się dopiero w 22. tygodniu. Wykazano, że kopanie jest czułe na różnice między szczepami oraz nokaut podjednostek kanałów potasowych. Aby zmierzyć zachowanie związane z budowaniem gniazda, należy przygotować indywidualne klatki i wysypać dno ściółką o grubości 0,5 cm.
W każdej klatce umieść gniazdo w postaci kwadratu z prasowanej waty bawełnianej o boku pięciu centymetrów. Około godziny przed fazą ciemną umieść jedną mysz w każdej klatce z gniazdem, a następnego ranka oceń wyniki.
Zważ ilość nienaruszonego materiału gniazdowego i oceń gniazdo w pięciostopniowej skali. Wynik jeden przyznaje się, gdy materiał gniazdowy jest w dużej mierze nietknięty, natomiast wynik pięć nadaje się dla gniazda niemal idealnego, w którym ponad 90% materiału gniazdowego zostało rozszarpane. Gniazd budują zarówno samce, jak i samice, ponieważ służą one termoregulacji, a także są związane z rozmnażaniem.
Wyniki oceny budowy gniazd u samców i samic myszy C 57 black six mieszczą się w tym samym zakresie. Chociaż nie przeprowadziliśmy kontrolowanego porównania w ramach pojedynczej grupy, większość myszy C 57 black six uzyskuje w ocenie budowy gniazd wynik od czterech do pięciu. Jednak w przypadku uszkodzenia hipokampa mediana wyniku wynosi około dwóch.
Mało prawdopodobne jest przekroczenie wyniku trzech. Aby zmierzyć zachowania gromadzenia zapasów, przygotuj pudełko, które będzie służyć jako baza, wstawiając do niego butelkę z wodą i wywiercając w boku otwór, do którego zostanie przymocowana rurka do gromadzenia. Wykonaj rurkę do gromadzenia, zwijając 45 centimeter kawałek siatki drucianej wokół rurki o średnicy 40 millimeter.
Zabezpiecz go klipsami Allen lub skrętkami z drutu. Następnie nasuń go na 10 centymetr odcinek czarnej rury o średnicy 40 milimetrów. Kolejno podłącz rurę magazynującą do przygotowanego wcześniej pudełka i zablokuj koniec proksymalny za pomocą wyjmowanego drewnianego korka.
Przygotuj pudło domowe, umieszczając w nim tekturowy tunel oraz zabrudzoną ściółkę z klatki domowej. Należy upewnić się, że dostęp do rurki do gromadzenia pokarmu jest zablokowany. Umieść mysz w pudle wczesną porą dnia w celu późniejszej habituacji, usuń rurkę do gromadzenia pokarmu i wypełnij jej dystalny koniec mieszanką dużych i małych granulek pokarmowych o łącznej masie 100 g.
Tuż przed rozpoczęciem fazy ciemnej. Usuń drewniany korek, aby mysz mogła uzyskać dostęp do rurki do gromadzenia zapasów następnego ranka. Ponownie, dokładny czas wykonania tej czynności nie jest krytyczny.
Należy zebrać i zważyć granulaty karmy zgromadzone w pudełku bazy domowej. W doświadczeniu wykorzystano samice myszy C 57 black six. Mediana ilości zgromadzonej karmy wynosiła od 50 do 70 g.
Uszkodzenia hipokampa silnie hamują gromadzenie zapasów, podczas gdy uszkodzenia kory przedczołowej mają jedynie słaby wpływ. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo dobrze rozumieć, w jaki sposób oceniać typowe dla gatunku zachowania w masie.
Niniejszy artykuł przedstawia metody oceny zachowań typowych dla gatunku u myszy, w tym kopanie nor, budowanie gniazd oraz gromadzenie zapasów. Zachowania te są wrażliwe na różne czynniki, takie jak szczep myszy czy uszkodzenia mózgu, i stanowią formę wzbogacenia środowiskowego.
Ilościowa ocena kopania nor, budowy gniazd oraz gromadzenia zapasów u myszy zapewnia translacyjnie istotny odczyt wczesnego spadku sprawności funkcjonalnej w modelach chorób neurodegeneracyjnych. Te testy behawioralne umożliwiają zespołom przedklinicznym ocenę analogów czynności życia codziennego, co zwiększa pewność prognostyczną w zakresie oddziaływania na cel terapeutyczny oraz potencjału modyfikującego przebieg choroby. Integracja takich punktów końcowych w procesach badawczych na etapie odkrywania leków usprawnia selekcję projektów w portfolio i minimalizuje ryzyko decyzji o przejściu do kolejnych faz badań w przypadku choroby Alzheimera i schorzeń pokrewnych.
Niniejsze testy behawioralne sytuują się w kontinuum od wczesnej fazy odkrywania do badań przedklinicznych, stanowiąc pomost między walidacją celu a badaniami translacyjnymi w ramach portfolio chorób neurodegeneracyjnych.