Ocena hiperalgezji kolana u myszy za pomocą pomiaru ciśnienia
13 czerwca 2025
Protokół opisuje, jak mierzyć hiperalgezję kolana u myszy. Pokazujemy przykłady ostrego bólu kolana na mysich oraz modeli choroby zwyrodnieniowej stawów (OA).
Opracowaliśmy translacyjnie istotne testy bólu u myszy z postępującym eksperymentalnym zwyrodnieniem stawów kolan, aby lepiej zrozumieć mechanizmy leżące u podstaw bólu stawów. Osoby z chorobą zwyrodnieniową stawów również mają obniżone progi ciśnienia bólu. Metoda jest solidna i powtarzalna oraz oferuje podejście o średniej przepustowości do testowania potencjalnych analogicznych efektów systemowych lub intraartykulalnie podawanych nowych związków.
Interesuje mnie badanie lęku związanego z postępującym eksperymentalnym OA. Opracowujemy testy badające korelację lęku z bólem związanym z OA oraz umożliwiające badanie podstawowych mechanizmów. Na początek podłącz kabel z urządzenia PAM do komputera. Podłącz drugi kabel z urządzenia do przetwornika siły.
Teraz włącz komputer i uruchom oprogramowanie PAM. Ustaw maksymalną wartość ciśnienia w oprogramowaniu na 450 gramów. Następnie zostaw myszy w pomieszczeniu testowym na 15 do 30 minut, aż się zaaklimatyzują i uspokają.
Upewnij się, że mysz jest spokojna i nieruchoma podczas skrępowania. Jeśli nie, odłóż go do klatki i odłóż testy o kilka dni. Trzymaj mysz w lewej ręce, trzymając ją na grzbiecie i mocno trzymając ogon czwartym i piątym palcem.
Przełóż palec wskazujący prawej ręki przez wiązanie przetwornika i włóż palec z przetwornikiem do przezroczystej plastikowej torebki. Teraz prawym kciukiem i środkowym trzymaj prawą nogę. Delikatnie przytrzymaj łapę do tenaru lewej ręki palcem środkowym.
Upewnij się, że kolano jest ustawione pod kątem około 90 stopni na początku testu. Następnie dotknij bocznej strony kolana prawym kciukiem, a przyśrodkowej strony przetwornika palcem wskazującym. Naciskaj powoli na kolano, a następnie zwiększaj siłę z prędkością 30 gramów na sekundę.
Stale zwiększaj ciśnienie, aż osiągnie 450 gramów na sekundę lub aż mysz zacznie wykazywać zachowania związane z bólem, takie jak wokalizacje, drganie mięśni, poruszanie się ciałem lub ruch wąsa. Po osiągnięciu progu cofnij palec z przetwornikiem. Nagraj ciśnienie wyświetlane na ekranie.
Wstrzyknięcie Pam3CSK4 w stawie stawowej u myszy spowodowało hiperalgezję kolana zależną od dawki, osiągając szczyt cztery godziny po podaniu i wracając do stanu wyjściowego po 24 godzinach. Intraartykularne wstrzyknięcie lidokainy w szczytowym momencie czterech godzin odwróciło hiperalgezję kolana wywołaną Pam3CSK4 w ciągu 30 minut. Operacja DMM spowodowała wyraźną hiperalgezję kolana dwa tygodnie po zabiegu, powoli wracając do zdrowia do 16. tygodnia.
Myszy operowane na falę również rozwinęły wyraźną hiperalgezję kolana po operacji, ale hiperalgezja kolana szybciej się regenerowała. Intraktylularne zastrzyknięcie lidokainy cztery tygodnie po operacji DMM skutkowało natychmiastowym odwróceniem hiperalgezji kolana w ciągu 30 minut, a efekt zmniejszył się o cztery godziny.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia protokół pomiaru hiperalgezji kolana w modelach mysich, ze szczególnym uwzględnieniem ostrego bólu kolana oraz choroby zwyrodnieniowej stawów (OA). Opracowane metody dostarczają informacji na temat mechanizmów leżących u podstaw bólu stawów i umożliwiają testowanie nowych związków.
Kluczowe elementy badania
Obszar badań
- Badania bólu w modelach mysich
- Mechanizmy bólu stawów
- Badania nad chorobą zwyrodnieniową stawów
Wstęp
- Zrozumienie progów bólowych w chorobie zwyrodnieniowej stawów
- Korelacja między bólem w OA a lękiem
- Znaczenie solidnych i powtarzalnych metod w badaniach przedklinicznych
Zastosowane metody
- Pomiar hiperalgezji in vivo
- Modele mysie ostrego bólu kolana i OA
- Przykładanie nacisku przy użyciu przetwornika siły
Główne wyniki
- Przeprowadzenie testów progu bólowego z zastosowaniem stopniowo zwiększanego nacisku
- Wewnątrzstawowe iniekcje wywołały zależną od dawki hiperalgezę kolana
- Wyraźne wzorce regeneracji u myszy poddanych operacji
Wnioski
- Ustanawia wiarygodny protokół oceny bólu kolana u myszy
- Wnosi wkład w badania przedkliniczne nad chorobą zwyrodnieniową stawów i leczeniem bólu
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ilościowa ocena hiperalgezji kolana u myszy z wykorzystaniem pomiaru nacisku (PAM) umożliwia rzetelną ewaluację uwrażliwienia obwodowego oraz zachowań związanych z bólem w przedklinicznych modelach zapalenia stawów. Ten zestandaryzowany test zwiększa wiarygodność prognostyczną badań nad mechanizmami bólu oraz testowania interwencji farmakologicznych, bezpośrednio wspierając wczesne etapy odkrywania leków przeciwbólowych i walidacji celów terapeutycznych. Jego powtarzalność i czułość na działanie leków sprawiają, że jest on kluczowym narzędziem w selekcji projektów badawczych oraz w dopasowaniu translacyjnym w badaniach nad bólem i chorobą zwyrodnieniową stawów.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia badanie ścieżek bólowych i mechanizmów uwrażliwienia obwodowego w modelach istotnych dla danej choroby.
- Wspiera funkcjonalną walidację celów terapeutycznych poprzez ilościowe określanie behawioralnych progów bólowych w odpowiedzi na środki farmakologiczne.
- Ułatwia ograniczanie ryzyka mechanistycznego dla nowych celów przeciwbólowych dzięki standaryzowanym, powtarzalnym wynikom.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Zapewnia zwalidowany test o średniej wydajności do oceny skuteczności związków w modulowaniu hiperalgezji kolana.
- Dostarcza ilościowe i powtarzalne pomiary progu bólu, odpowiednie dla procesów przesiewowych.
- Wspiera standaryzację testu oraz porównywalność wyników między badaniami w odniesieniu do punktów końcowych związanych z bólem.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Umożliwia dopasowanie przedklinicznej oceny bólu do klinicznie istotnych wyników behawioralnych obserwowanych u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów.
- Zapewnia ciągłość procesu od etapu odkrywania leku po walidację przedkliniczną poprzez modelowanie stanów bólu ostrego i przewlekłego.
- Wspiera decyzje o dalszym rozwoju kandydatów na leki przeciwbólowe z uwzględnieniem analizy ryzyka, w oparciu o punkty końcowe istotne translacyjnie.
Integracja z potokiem i przepływem pracy
Test hiperalgezji kolana oparty na modelu PAM integruje się z kontinuum od odkrywania leku do badań przedklinicznych, wspierając zarówno wczesne badania mechanistyczne, jak i późniejszą ocenę związków.
- Biologia odkrywcza: Ilościowe określanie behawioralnych reakcji związanych z bólem w celu testowania hipotez dotyczących sensybilizacji obwodowej i mechanizmów analgetycznych.
- Przesiewanie: Dostarczanie zestandaryzowanych, ilościowych wyników do oceny skuteczności związków w modelach bólu.
- Analityka: Umożliwienie statystycznego porównania progów bólowych pomiędzy grupami eksperymentalnymi a interwencjami.
- Badania translacyjne: Łączenie wyników przedklinicznych z klinicznymi punktami końcowymi bólu, co zwiększa wartość prognostyczną dla badań na ludziach.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Zapewnienie skalowalnej, wielokrotnego użytku platformy testowej dla różnorodnych programów badawczych nad bólem i artretyzmem.
Wpływ operacyjny i instytucjonalny
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i zmniejsza niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celów terapeutycznych w leczeniu bólu.
- Wartość operacyjna: Zapewnia zestandaryzowaną, powtarzalną i skalowalną ocenę bólu w celu umożliwienia porównywalności między badaniami.
- Wartość strategiczna: Poprawia proces podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu projektu (go/no-go) oraz efektywność kapitałową dzięki dostarczeniu wiarygodnych punktów końcowych w badaniach przedklinicznych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację dostosowaną do ryzyka oraz rozwój kandydatów na leki przeciwbólowe i przeciwzapalne.
Kwestie implementacyjne
- Wymaga wiedzy technicznej w zakresie obsługi gryzoni i behawioralnej oceny bólu.
- Wymaga skalibrowanego instrumentarium PAM oraz kompatybilnego oprogramowania do akwizycji danych.
- Wymaga rygorystycznego przeszkolenia eksperymentatorów i standaryzacji międzyzespołowej w celu zapewnienia powtarzalności.
- Możliwość adaptacji zarówno do modeli bólu ostrego, jak i przewlekłego, choć może to wymagać optymalizacji protokołu w zależności od kontekstu choroby.
- Potencjalne ograniczenia obejmują aklimatyzację zwierząt oraz zmienność behawioralną, co wymaga starannego zastosowania kontroli eksperymentalnych.
