Modelowanie stwardnienia rozsianego u obu płci: eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie mózgu i rdzenia wywołane MOG35-55
October 13th, 2023
Eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie mózgu i rdzenia jest jednym z najczęściej stosowanych mysich modeli stwardnienia rozsianego. W obecnym protokole myszy C57BL/6J obu płci są immunizowane peptydem glikoproteinowym oligodendrocytów mielinowych, co skutkuje głównie wznoszącym się niedowładem ogona i kończyn. W tym miejscu omówiono protokół indukcji i oceny EAE.
Nasze badania koncentrują się na eksperymentalnym modelu autoimmunologicznego zapalenia mózgu i rdzenia kręgowego (EIE), który może znacznie poszerzyć zrozumienie obwodowego mechanizmu immunologicznego i ocenić procesy neurozapalne i częściowo demielinizacyjne. Model ten jest również szeroko stosowany do opracowywania i testowania szerokiej gamy leków terapeutycznych. Ze względu na nieznaną etiologię i złożoność stwardnienia rozsianego, żaden model zwierzęcy nie podsumowuje obecnie wszystkich cech klinicznych i radiologicznych występujących u ludzi.
W związku z tym wyzwaniem dla naukowców jest wybranie modelu zwierzęcego najbardziej pasującego do konkretnego pytania eksperymentalnego. EAE jest szeroko stosowanym modelem stwardnienia rozsianego. Jednak ze względu na kilka problemów przeprowadza się tylko niektóre badania, a ten model uwzględniał obie płcie.
Dzięki naszemu protokołowi chcemy umożliwić włączenie obu płci do badania prowadzonego w tym modelu. W szczególności nasz protokół zaproponował ocenę kliniczną opartą na dwóch metodach, ocenie wyniku klinicznego i teście rotarod, prowadząc do bardziej ilościowej, mniej subiektywnej i bardziej precyzyjnej oceny klinicznej przebiegu choroby. Mimo że model ten nie odtwarza w pełni dymorfizmu płciowego stwardnienia rozsianego, ma potencjalne zalety.
Połączenie indukcji z innymi możliwymi czynnikami ryzyka, zwłaszcza środowiskowymi, może pomóc w zrozumieniu specyficznych skutków takich czynników i określeniu specyficznej roli w niektórych dymorficznych płciowo aspektach choroby. Na początek przygotuj peptyd glikoproteinowy oligodendrocytów mielinowych w temperaturze od 35 do 55 lub roztwór MOG 35-55 w szklanej zlewce. W tym celu należy dodać płynny składnik do zlewki, a następnie dodać odpowiedni szczep Mycobacterium tuberculosis.
Umieścić szklaną zlewkę zawierającą roztwór w łaźni lodowej. Za pomocą szklanej strzykawki z igłą o rozmiarze 18 należy rozpocząć proces emulgowania i kontynuować emulgowanie roztworu przez co najmniej 15 minut. Aby ocenić jakość emulsji, należy dozować kroplę emulsji do przezroczystego pojemnika wypełnionego wodą.
Uznaj, że emulsja jest gotowa, jeśli kropla zachowuje swoją strukturę i pozostaje nienaruszona. Przenieść emulsję bezpośrednio do jednomililitrowych strzykawek przeznaczonych do celów uodparniających. Napełnione strzykawki należy przechowywać w temperaturze czterech stopni Celsjusza do momentu, gdy będą gotowe do użycia.
Rozpocznij immunizację myszy, wykonując dożylne wstrzyknięcie PT do jej bocznej żyły ogonowej. W tym celu delikatnie zatkaj ogon odpowiednio znieczulonej myszy roztworem etanolu, który działa jak środek rozszerzający naczynia krwionośne, uwidaczniając żyły. Skupiając się na jednej z dwóch bocznych żył ogona, użyj strzykawki o pojemności 0,5 mililitra wyposażonej w igłę o rozmiarze 30, aby wstrzyknąć 500 nanogramów PT. Następnie należy przystąpić do podawania podskórnych iniekcji emulsji MOG 35-55 przygotowanej wcześniej w jednomililitrowych strzykawkach.
Za pomocą strzykawek z igłami o rozmiarze 26 należy wykonać dwa wstrzyknięcia podskórne po 100 mikrolitrów każde pod rostralną częścią boków. Następnie podać jedno wstrzyknięcie 100 mikrolitrów u podstawy ogona. Po wywołaniu eksperymentalnego autoimmunologicznego zapalenia mózgu i rdzenia u myszy, poproś zaślepionego badacza o codzienną ocenę wyników klinicznych zwierzęcia.
Oceń każde zwierzę w skali od zera do pięciu, aby ocenić postęp choroby. Aby ocenić sprawność motoryczną, należy codziennie inicjować sesje rotarodowe dla myszy, zaczynając od jednego DPI, aż do momentu, gdy badanie będzie tego wymagać. Każdą sesję przeprowadzaj przez 300 sekund, podczas których zwiększaj liniowo prędkość obrotową pręta od czterech do 40 obrotów na minutę.
Kiedy zwierzę traci równowagę i spada z urządzenia rotarodowego, ląduje na ziemi, uruchamiając czujnik, który rejestruje czas. Rejestruj wydajność zwierzęcia i oceniaj ją jako opóźnienie do upadku. Znaczny wzrost wyniku klinicznego lub CS z czasem zaobserwowano zarówno u samców, jak i samic myszy, począwszy od 10 DPI do punktu końcowego.
Samice wykazywały wyższy CS niż mężczyźni, ale nie znacząco. Tendencję do wcześniejszego początku choroby zaobserwowano również u kobiet w porównaniu z mężczyznami. Co więcej, kobiety wykazywały znacznie wyższy skumulowany CS w porównaniu z mężczyznami.
Znaczny spadek wydajności rotarodu w czasie zaobserwowano zarówno u samców, jak i samic myszy. W szczególności mężczyźni wykazywali minimalną wydajność przy 16 DPI, podczas gdy kobiety przy 17 DPI. Samce osiągały lepsze wyniki niż samice, zwłaszcza w przewlekłej fazie choroby, prawdopodobnie w wyniku niższego CS.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
To badanie koncentruje się na eksperymentalnym autoimmunologicznym zapaleniu rdzenia i mózgu (EAE), szeroko stosowanym mysim modelu stwardnienia rozsianego. Myszy C57BL/6J obu płci są immunizowane za pomocą peptydu białka oligodendrocytów mielinowych, co pozwala na badanie procesów neurozapalnych i testowanie leków terapeutycznych.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Neuronauki
- Immunologia
- Neurozapalenie
Tło
- Eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie rdzenia i mózgu (EAE) służy jako model do zrozumienia stwardnienia rozsianego.
- Model pomaga ocenić mechanizmy immunologiczne i opcje terapeutyczne.
- Pozwala na zbadanie różnic płciowych w przebiegu choroby.
- Ten model ma ograniczenia w pełnym odwzorowaniu cech choroby u ludzi.
Cel badania
- Aby zapewnić protokół indukcji EAE, który obejmuje obie płcie w badaniach.
- Aby poprawić dokładność ewaluacji klinicznych za pomocą oceny punktacji klinicznej i testów rotarod.
- Aby zbadać rolę czynników ryzyka środowiskowych w progresji choroby.
Stosowane metody
- Główna platforma polega na immunizacji myszy C57BL/6J peptydem MOG 35-55.
- Do oceny różnic płciowych w EAE uwzględnia się obie płci myszy.
- Po immunizacji prowadzone są codzienne oceny punktacji klinicznej i wydajności rotarod.
- Sesje rotarod zwiększają trudność, aby ocenić funkcje motoryczne na przestrzeni czasu.
- Oceniający, którzy nie wiedzą o warunkach badania, oceniają progresję kliniczna w skali od 0 do 5.
Główne wyniki
- Obie płcie wykazywały zwiększone wyniki kliniczne w czasie, przy czym samice uzyskiwały wyższe wyniki, ale nie istotnie statystycznie.
- Samce radzili sobie lepiej niż samice w testach rotarod, szczególnie w przewlekłej fazie choroby.
- Dane sugerują, że samice mogą doświadczać wcześniejszego początku choroby.
- Wyniki wskazują na potencjalne różnice w progresji choroby między płciami.
Wnioski
- To badanie pokazuje metodę badania EAE, która obejmuje obie płcie, poprawiającą zrozumienie stwardnienia rozsianego.
- Wyniki sugerują istotne różnice związane z płcią w progresji choroby i wydajności motorycznej w EAE.
- To dzieło przyczynia się do zrozumienia złożoności związanej z modelami stwardnienia rozsianego.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Modeling multiple sclerosis (MS) using MOG35-55-induced experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in both sexes enables biopharma teams to interrogate sex-specific disease mechanisms and neuroinflammatory pathways. This approach supports predictive confidence in early discovery and informs risk-adjusted decisions for therapeutic targeting in heterogeneous autoimmune CNS disorders. Including both male and female models enhances translational relevance and portfolio alignment for MS drug discovery.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of immune-mediated mechanisms underlying MS pathogenesis in both sexes.
- Supports functional target validation by quantifying neuroinflammatory and demyelinating processes.
- Facilitates mechanistic de-risking through comparative analysis of sex-specific disease progression.
- Improves predictive confidence for candidate selection in autoimmune CNS indications.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo system for evaluating therapeutic interventions targeting neuroinflammation.
- Standardizes clinical scoring and motor performance assays for reproducible quantitative outputs.
- Enables blinded, objective assessment of disease course to support robust compound evaluation.
- Prepares a scalable platform for screening immunomodulatory agents in MS-relevant models.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with human disease heterogeneity by incorporating sex as a biological variable.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation for MS and related neuroinflammatory disorders.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on sex-specific efficacy and safety profiles.
- Facilitates translational biomarker development through quantitative behavioral and histological endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
This EAE model positions within the early discovery to preclinical continuum, supporting target validation, lead identification, and translational research for MS therapeutics.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing of immune and neuroinflammatory pathways in both sexes.
- Screening: Provides reproducible clinical and motor performance readouts for compound evaluation.
- Analytics: Delivers quantitative clinical scores and rotarod latency measurements for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges discovery findings to preclinical validation by modeling sex-specific disease features.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable in vivo platform for MS and other autoimmune CNS disease programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in MS target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of in vivo neuroinflammatory models.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and capital allocation by modeling disease heterogeneity.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of MS and neuroinflammation assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in neuroimmunology and in vivo behavioral assessment.
- Demands access to animal facilities, rotarod instrumentation, and blinded scoring protocols.
- Necessitates cross-team standardization of clinical and motor performance assays.
- Adaptation across mouse strains or environmental risk factors may affect model fidelity.
- Model does not fully recapitulate all human MS features, limiting direct clinical translation.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Introduction
2:05
Preparation of MOG35‐55 Emulsion for Immunization of Mouse
3:02
Immunization of Mouse with MOG35‐55 to Induce Experimental Autoimmune Encephalomyelitis
3:53
Clinical Score and Motor Performance Evaluation of Mouse Induced with ExperimentalAutoimmune Encephalomyelitis
