Test wymuszonego pływania u myszy
29 stycznia 2012
Test wymuszonego pływania jest uznaną metodą eksperymentalną służącą do oceny potencjalnej skuteczności leków przeciwdepresyjnych u gryzoni. Zwierzęta doświadczalne umieszcza się w zbiorniku z wodą, a następnie kwantyfikuje zachowania ruchowe związane z próbą ucieczki. Opisano powszechnie stosowane procedury dla wersji tego testu wykonywanej na myszach.
Test wymuszonego pływania u myszy jest powszechnie stosowanym testem służącym do przewidywania skuteczności leków przeciwdepresyjnych. Ten film prezentuje procedury wersji testu wymuszonego pływania przeprowadzanego u myszy. Wersja dla myszy różni się od wersji z owinięciem (wrap version) i nie należy stosować ich zamiennie.
W teście wymuszonego pływania myszy umieszcza się w zbiorniku wypełnionym wodą. Mysz pozostaje w zbiorniku przez sześć minut. W tym czasie rejestrowane są zachowania badanego osobnika.
Po zakończeniu sześciominutowego okresu testowego zwierzę zostaje wyjęte z wody. Po przeprowadzeniu testu nagrania wizualne są przenoszone na komputer lub monitor wideo. Podczas analizy obserwator mierzy czas, w którym mysz wykazuje oznaki walki podczas ostatnich czterech minut sześciominutowej sesji.
Leki przeciwdepresyjne zwiększają czas spędzony na próbach uwolnienia się. Odzwierciedla to skrócenie okresów unieruchomienia. Witam, nazywam się Sean i reprezentuję laboratorium dr. Todda Goulda z University of Maryland School of Medicine.
Witajcie, jestem Chantelle z tego samego laboratorium. W tym filmie pokażemy Wam, jak przeprowadzić i ocenić test wymuszonego pływania u myszy. Test wymuszonego pływania u myszy jest stosowany do oceny potencjalnej skuteczności leków przeciwdepresyjnych.
Przejdźmy zatem do szczegółów. Używamy przezroczystych cylindrycznych zbiorników wykonanych z wytrzymałego materiału, takiego jak pleksiglas; wymiary zbiornika są dobrane tak, aby zapobiec ucieczce myszy oraz dotykaniu dna stopami lub ogonem. Napełnij zbiornik wodą z kranu do wcześniej ustalonego i zaznaczonego poziomu, a następnie dostosuj temperaturę wody.
Temperatura powinna wynosić od 23 do 25 °C. Zbiorniki z wodą należy ustawić w sposób umożliwiający rejestrację wideo. W naszym laboratorium test wymuszonego pływania przeprowadzamy na czterech do pięciu osobnikach jednocześnie, rozmieszczając ich pomiędzy zbiornikami.
Ustawiamy przegrody, aby zapobiec wzajemnej obserwacji obiektów badań. Przegrody te zapewniają również kontrast tła względem myszy. W przypadku myszy albinosów kolor czarny zapewnia dobry kontrast w nagraniach wideo.
W przypadku szczepów myszy o ciemniejszym ubarwieniu odpowiednie będzie białe lub kremowe tło. Przed rozpoczęciem eksperymentu włącz urządzenie generujące biały szum. Upewnij się, że dźwięk nie jest zbyt głośny.
Powinno ono jedynie maskować wszelkie przerywane hałasy. Wprowadź badanych do pomieszczenia doświadczalnego. Okres aklimatyzacji trwa zazwyczaj co najmniej jedną godzinę.
Warunki w pomieszczeniu doświadczalnym powinny pozostać stałe, bez hałasu, zmian poziomu oświetlenia i innych możliwych zakłóceń. Po zakończeniu okresu habituacji można rozpocząć test. Ważne jest, aby zapisać nazwę sesji. Najpierw chwyć myszy za ogony i delikatnie umieść je w zbiorniku.
Ważne jest, aby wykonywać tę czynność powoli, tak aby zwierzęta mogły się zorientować w momencie dotknięcia powierzchni wody. Po zakończeniu sześciominutowego okresu testowego należy zarejestrować wideo proces identyfikacji zwierząt i zatrzymać nagrywanie. Wyjmij myszy w tej samej kolejności, w jakiej były wprowadzane, a następnie delikatnie osusz je ręcznikami papierowymi przed umieszczeniem z powrotem w klatce.
Wody w zbiornikach nie należy ponownie wykorzystywać. Po zakończeniu testowania przejdźmy do oceny zachowań w teście wymuszonego pływania (Mass Force Swim). Główną ocenianą zmienną jest czas, przez który zwierzęta pozostają nieruchome podczas próby.
Zazwyczaj w teście wymuszonego pływania u myszy ocenie poddawane są ostatnie cztery minuty całej sześciominutowej sesji. Wynika to z faktu, że większość myszy, niezależnie od zastosowanego leczenia, wykazuje ciągłą mobilność w początkowych etapach testu. Aktywność ta przesłania wszelkie potencjalne efekty terapeutyczne.
Jak widać na tym filmie, myszy są bardzo aktywne w początkowych etapach testu. Aktywność ta spadnie po pierwszych dwóch minutach czasu spędzonego przez każdą mysz. Mobilność jest pomierzana za pomocą stoperem ekranowego sterowanego gamepadem.
Drugi stoper odlicza 240 sekund. Mobilność czasową testu definiuje się jako wszelkie ruchy inne niż te niezbędne do utrzymania równowagi ciała i głowy nad powierzchnią wody. Teraz przyjrzyjmy się przykładowej punktacji próby.
W pierwszej kolejności przykrywamy pozostałe myszy, które nie są poddawane ocenie, aby zapobiec pomyłkom. Myszy zazwyczaj łatwo utrzymują się na powierzchni wody. Niemniej jednak wciąż wykonują one niewielkie ruchy, aby zrównoważyć ciało i utrzymać głowy ponad lustrem wody.
Zachowania te nie są próbą ucieczki i nie powinny być punktowane jako mobilność. Ponadto, po pojedynczym epizodzie mobilności myszy, mimo że są w zasadzie nieruchome, mogą nadal dryfować w wodzie w wyniku wcześniej zyskanej inercji; ruchy te również nie powinny być punktowane jako mobilność. Przejdźmy teraz do innego filmu.
Mysz w tym filmie wykazuje okresy zarówno mobilności, jak i immobility (bezruchu), co zostało zaznaczone na ekranie; obserwator zapisuje czas mobilności. Choć teoretycznie możliwe jest bezpośrednie pomiar czasu immobility, łatwiej jest wykrywać i mierzyć aktywne ruchy niż ich brak. Tradycyjnie raportowany jest czas immobility.
Czas bezruchu określa się poprzez odjęcie czasu mobilności od 240 sekund. Punktacja czwartego testu pływania wymaga intensywnego szkolenia i praktyki. Aby osiągnąć wysoki poziom niezawodności, ważne jest stworzenie wewnętrznego standardu oceny oraz szkolenie każdego nowego obserwatora do momentu uzyskania wysokiego stopnia spójności wyników.
W tym filmie wyjaśniamy procedurę testu wymuszonego pływania w wersji dla myszy. Powodzenia w przyszłych eksperymentach.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Test wymuszonego pływania jest walidowaną metodą oceny potencjalnej skuteczności przeciwdepresyjnej u gryzoni. Test ten polega na umieszczeniu myszy w zbiorniku z wodą i ilościowym określeniu ich zachowań ruchowych związanych z próbą ucieczki.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Nauki behawioralne
- Psychofarmakologia
Wstęp
- Test wymuszonego pływania jest powszechnie stosowany w badaniach przedklinicznych.
- Pomaga on przewidzieć skuteczność leczenia przeciwdepresyjnego.
- W badaniach wykorzystuje się myszy ze względu na podobieństwa behawioralne do ludzi.
- Istnieją różne wersje tego testu, w tym wersje dla myszy i szczurów.
Cel badania
- Zaprezentowanie procedur testu wymuszonego pływania w wersji dla myszy.
- Wskazanie różnic pomiędzy wersją dla myszy a wersją dla szczurów.
- Zapewnienie przewodnika wizualnego dla badaczy przeprowadzających ten test.
Zastosowane metody
- Myszy umieszcza się w zbiorniku wypełnionym wodą na sześć minut.
- Podczas trwania testu rejestrowane są obserwacje behawioralne.
- Mobilność związana z ucieczką jest kwantyfikowana w celu oceny skuteczności przeciwdepresyjnej.
- Procedury są standaryzowane, aby zapewnić powtarzalność.
Główne wyniki
- Test ten dostarcza informacji na temat reakcji behawioralnych myszy.
- Wyniki mogą wskazywać na potencjalną skuteczność leków przeciwdepresyjnych.
- Zmienność zachowania może dostarczyć informacji o mechanizmach leżących u podstaw depresji.
- Zstandaryzowane procedury zwiększają wiarygodność wyników.
Wnioski
- Test wymuszonego pływania jest cennym narzędziem w badaniach nad lekami przeciwdepresyjnymi.
- Zrozumienie zachowania myszy w tym kontekście może prowadzić do opracowania lepszych metod leczenia.
- Przyszłe badania mogą opierać się na tych wynikach, aby badać nowe możliwości terapeutyczne.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla Przemysłu
Test wymuszonego pływania u myszy jest powszechnie stosowanym przedklinicznym badaniem behawioralnym służącym do oceny skuteczności leków przeciwdepresyjnych, zapewniającym ilościowy odczyt mobilności związanej z próbami ucieczki, co wspiera walidację celu i redukcję ryzyka mechanistycznego we wczesnych fazach odkrywania leków. Standaryzowana procedura testu umożliwia powtarzalną ocenę wpływu związków na stany depresyjne, co dostarcza informacji niezbędnych do podejmowania decyzji go/no-go w priorytetyzacji projektów leków przeciwdepresyjnych. Prostota testu oraz minimalne wymagania sprzętowe ułatwiają jego skalowalną implementację w procesach badawczych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Pozwala na weryfikację hipotez terapeutycznych poprzez pomiar zmian w zachowaniach ruchowych wywołanych lekami przeciwdepresyjnymi, co wspiera walidację zaangażowania celu molekularnego.
- Wartość operacyjna: Umożliwia funkcjonalną walidację celów w OUN poprzez ocenę zależności dawka-odpowiedź związków przeciwdepresyjnych.
- Wartość prognostyczna: Zwiększa pewność w badaniach przedklinicznych poprzez korelację wydłużonego czasu walki z potencjalną skutecznością kliniczną.
Przesiew i opracowywanie testów
- Gotowość testu: Pozwala na uzyskanie mierzalnych wyników mobilności w ciągu ostatnich czterech minut sześciominutowej sesji, co umożliwia ustandaryzowany skrining związków.
- Powtarzalność: Ustandaryzowana temperatura wody (23–25°C), wymiary zbiornika oraz przeszkolenie obserwatora zapewniają spójne wyniki w różnych laboratoriach.
- Skalowalność: Kompatybilność z równoległym badaniem od czterech do pięciu osobników przy użyciu przegród zapobiegających interakcjom społecznym wspiera ewaluację o średniej przepustowości.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Znaczenie w kontekście choroby: Modelowanie stanów depresyjnych poprzez zachowania unieruchomienia, co umożliwia ocenę kandydatów na leki przeciwdepresyjne w oparciu o mechanizm działania.
- Ciągłość translacyjna: Punktacja mobilności jest zgodna z punktami końcowymi badań klinicznych poprzez kwantyfikację aktywnych zachowań radzenia sobie, które pozwalają przewidzieć odpowiedź na leczenie.
- Postęp z uwzględnieniem ryzyka: Wiarygodne dane dotyczące unieruchomienia wspierają przedkliniczne decyzje go/no-go poprzez redukcję liczby wyników fałszywie dodatnich prowadzących do dalszych etapów badań.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
Test wymuszonego pływania u myszy służy jako behawioralny test na etapie odkrywania, który stanowi pomost między walidacją celu a identyfikacją związku wiodącego, dostarczając informacji o mechanizmie działania przed przejściem do przedklinicznych badań skuteczności.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez poprzez izolację efektu związków na zachowania związane z ucieczką, co pozwala na wyjaśnienie roli konkretnych szlaków w regulacji nastroju.
- Przesiewanie: Dostarcza ilościowych danych dotyczących mobilności, które umożliwiają porównanie badanych związków z grupami kontrolnymi oraz referencyjnymi lekami przeciwdepresyjnymi.
- Analityka: Pomiar czasu mobilności, wynikający z detekcji aktywnego ruchu, stanowi wiarygodny, niezależny od oceniającego odczyt do porównań międzygrupowych.
- Badania translacyjne: Łączy się z walidacją przedkliniczną, oferując behawioralny wskaźnik odpowiedzi na leki przeciwdepresyjne, co dostarcza informacji do badań nad mechanizmem działania.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy wielokrotnie wykorzystywalną platformę behawioralną do oceny celów w OUN w ramach wielu kampanii odkrywczych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w walidacji celu poprzez redukcję niejednoznaczności mechanistycznej w przesiewaniu leków przeciwdepresyjnych.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzację testu dzięki stałemu czasowi trwania, kontroli temperatury oraz protokołom oceny w ślepej próbie.
- Wartość strategiczna: Poprawia efektywność kapitałową, umożliwiając wczesną redukcję ryzyka kandydatów na leki przeciwdepresyjne przed rozpoczęciem prac wymagających dużych nakładów zasobów.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko poprzez identyfikację związków o silnym działaniu zwiększającym mobilność.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy z zakresu neuronauki behawioralnej w obszarze obchodzenia się z gryzoniami oraz oceny etologicznej.
- Zależne od kontrolowanego oprzyrządowania środowiskowego, w tym zbiorników wodnych z regulacją temperatury oraz systemów nagrywania wideo.
- Wymaga standaryzacji szkolenia obserwatorów pomiędzy zespołami w celu osiągnięcia wiarygodności międzyoceniającej w punktacji mobilności.
- Wiąże się z koniecznością dostosowania parametrów dla różnych szczepów myszy, w tym optymalizacją kontrastu tła dla śledzenia wideo.
- Ograniczone przez potencjalne czynniki zakłócające, takie jak reaktywność na stres i upośledzenie motoryczne, które muszą być kontrolowane za pomocą uzupełniających testów.
