Nós descrevemos um método que utiliza a irradiação periférica direcionada para induzir comportamento à fadiga, como em ratos. A dose de irradiação não letal selecionado leva a uma redução de uma semana em atividade de execução roda voluntária.
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Artigo de método
Um mouse modelo de fadiga induzida por irradiação periférica
Neste artigo
Resumo
Resumo
A fadiga relacionada ao câncer (CRF) é uma condição angustiante e caro que muitas vezes afeta os pacientes que receberam tratamentos de câncer, incluindo a terapia de radiação. Aqui nós descrevemos um método que utiliza a irradiação periférica direcionada para induzir comportamento à fadiga, como em ratos. Com proteção adequada, a irradiação tem como alvo a região abdominal inferior / pélvica do rato, poupando o cérebro, em um esforço para modelar o tratamento de radiação recebida pelos indivíduos com câncer pélvico. Nós entregamos uma dose de irradiação que é suficiente para induzir comportamento à fadiga, como em ratos, medido pela atividade de execução roda voluntária (VWRA), sem causar morbidade óbvio. Desde roda de corrida é um comportamento normal, voluntária em ratos, a sua utilização deve ter pouco efeito de confusão em outros testes comportamentais ou medidas biológicas. Por isso, roda de corrida pode ser usado como uma medida do resultado viável na compreensão dos correlatos comportamentais e biológicos de fadiga. CRF é uma condição complexa com co frequentemorbidades, e provavelmente tem causas relacionadas tanto ao câncer e seus vários tratamentos. Os métodos descritos neste documento são úteis para investigar mudanças induzidas pela radiação que contribuem para o desenvolvimento de CRF e, mais genericamente, para explorar as redes biológicas que podem explicar o desenvolvimento e persistência de um comportamento perifericamente-acionada, mas centralmente dirigido como fadiga .
Introdução
A fadiga relacionada ao câncer (CRF) é uma condição angustiante e caro que muitas vezes afeta os pacientes que receberam tratamentos de câncer 1. A fadiga é proporcional à actividade nem recente nem aliviada pelo repouso, e que está associada com uma grande variedade de distúrbios relacionados com o humor, a motivação, a atenção, a cognição e 2. As causas biológicas de CRF são desconhecidas, embora tenha sido demonstrado em muitos casos que se correlacionam com níveis de inflamação e citocinas, também, em alguns casos com níveis de hemoglobina e a função de vários sistemas hormonais (ver Saligan et al. 3 para uma revisão de biológico estudos de CRF).
estudos controlados utilizando modelos animais são necessários para entender o comportamento e biologia associada com esta condição complexa. Enquanto 4 ou 5 relacionadas com quimioterapia relacionado com o tumor, 6 gorduraIgue foi estudada em modelos de roedores, a etiologia de CRF pode ser específica do tratamento. Para investigar CRF relacionado com a terapia de radiação, o nosso grupo desenvolveu recentemente um modelo do rato da fadiga induzida por irradiação 7. Em contraste com modelos de CRF existentes que envolvem o cérebro ou irradiação total do corpo 8, 9, este modelo explora como uma mudança no comportamento centralmente-driven, como fadiga, pode ser desencadeada por um procedimento de irradiação perifericamente-alvo.
O procedimento aqui descrito é concebido para modelar a terapia de radiação administrada a doentes com cancro pélvica, usando protecção de chumbo para atingir a parte inferior região abdominal / pélvica com irradiação. No entanto, pela modificação da protecção de chumbo ou a sua colocação em relação aos animais experimentais, este procedimento pode ser adaptado para modelar a irradiação de outras partes do corpo. Voluntária atividade de execução roda (VWRA) é usado para medir a fadiga behavio-likeR; porque é um comportamento voluntário e normal 10, deve permitir o uso concomitante de outros testes comportamentais e biológicos. Nós descobrimos que a irradiação periférica é suficiente para reduzir VWRA em ratos sem causar morbidade ostensiva 7. Experiências futuras com este modelo pode ajudar a revelar os efeitos de irradiação periférica sobre a sinalização imune biológica e outros, bem como as alterações a jusante no sistema nervoso central que podem produzir défices associadas com o CRF.
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Protocolo
Declaração de Ética: Este estudo foi aprovado pelo National Institutes of Health (NIH) Animal Care e do Comitê Use. Todos os investigadores que participam no manejo dos animais e medição dos resultados do estudo foram devidamente treinados pelo Gabinete NIH da Animal Care e Use e do National Heart, Lung, and Blood Institute Murino fenotipagem Core. Todos os aspectos de testes em animais, habitação e condições ambientais utilizados neste estudo estavam em conformidade com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório 11.
1. Habitação e animais experimentais
NOTA: Casa do sexo masculino camundongos C57BL / 6 (cerca de cinco semanas de idade no momento da chegada) individualmente ao longo da experiência e fornecer acesso ad libitum a comida e água. Todas as gaiolas são mantidos em um ciclo claro-escuro 12:12 h com a fase de luz a partir das 06:00 e fase escura às 6 da tarde.
- Identificar os ratos e atribuí-los a ventilar norma individualgaiolas d mouse. Permitir que 24 horas após o procedimento de identificação para a recuperação.
NOTA: tatuagem da cauda é recomendada como um meio de identificação para eliminar a possibilidade de que uma marca auricular pode ser pego em uma roda de corrida. Tatuar uma série na cauda de cada ratinho, com o número na cauda correspondente ao número escrito na gaiola do rato. - Permitir que a aclimatar os ratos às suas gaiolas durante pelo menos mais três dias, tratamento de cada rato suavemente durante um período de três minutos por dia.
2. roda Running Aclimatação e Linha de Base
- Introduzir os ratos para gaiolas VWRA individuais, cada um equipado com uma roda de corrida conectado a um contador eletrônico para a gravação contínua.
NOTA: Todos os contadores de rodas conectar a um computador através de uma única interface USB (veja Lista de Materiais). O software calcula o número de rotações das rodas, a distância percorrida e velocidade média em cada intervalo de tempo designado do duratio total especificadon. Uma vez que a gravação é interrompida, os dados são salvos automaticamente tanto como texto e, como planilhas. - Iniciar a gravação de VWRA através da interface do software de computador. Definir intervalos de gravação a uma hora e a duração de pelo menos cinco dias. Continuar a gravar VWRA durante pelo menos cinco dias.
NOTA: No final da etapa 2.2, todos os ratos devem atingir uma quantidade relativamente consistente de atividade diária roda de corrida. Se não, então identificar e excluir os valores atípicos. - Pare VWRA gravação através da interface do software, e retornar os ratos às suas gaiolas convencionais descritos no passo 1.1 (gaiolas sem correr rodas).
- Randomize ratos em qualquer controle sham-irradiado ou grupos irradiados.
3. irradiação
Nota: Execute as seguintes etapas para todos os ratos de ambos os grupos, uma vez por dia durante três dias sequenciais. Tratar os ratos na mesma ordem em cada dia.
- Anestesiar cada rato por injeção intraperitoneal deuma mistura de cetamina (100 mg / kg) e xilazina (10 mg / kg) mistura.
- Confirmar anestesia com uma pitada dedo do pé e usar pomada sobre os olhos para evitar a secura e sob anestesia.
- Transferir o mouse anestesiados em um dispositivo de protecção de chumbo. Organizar o mouse na blindagem para que apenas a região abdominal inferior / pélvica é exposto.
NOTA: A blindagem é composto por duas caixas de chumbo "," com um estreito espaço aberto entre em que permite a exposição às radiações de uma pequena região, alvo do rato (ver Figura 1). - Use fita adesiva médica para fixar a base da cauda do rato em posição dentro da blindagem.
NOTA: Passo 3.4 é opcional, mas isso pode ajudar a garantir que a posição do mouse não muda durante o passo seguinte. - Transportar o dispositivo de blindagem para o irradiador, garantir que a posição de animais dentro da blindagem é mantida.
- Se o mouse está no grupo de irradiação, entregar 800 cGy em um dostaxa e de cerca de 110 cGy / min. Se o mouse está no grupo controle de irradiação simulada, deixe o mouse na irradiador inactivo durante o tempo equivalente.
NOTA: As configurações irradiadores Optimal dependerá do dispositivo em particular. A taxa de dose de 110 cGy / min entregues a partir de uma fonte de Césio 137 é a taxa de dose central do irradiador usado aqui. O tempo de exposição foi ajustado para atingir a dose total desejada de 800 cGy. - Remover o mouse do irradiador e blindagem, e, em seguida, devolvê-lo ao seu original gaiola, padrão mencionado na etapa 1.1.
- monitorar continuamente o rato até que ele recuperou a consciência suficiente para manter decúbito esternal.
4. Medição Fadiga induzida por radiação
- No dia após a conclusão de três dias sucessivos de irradiação, transferir os ratos às suas gaiolas individuais VWRA descritos no passo 2.1.
- VWRA ficha, tal como descrito na etapa 2.2, excepto aqui definindo a gravaçãoduração a mais de 15 dias. No final dos 15 dias, parar manualmente VWRA gravação através do interface de software.
NOTA: Os dados de cada período de gravação são salvos automaticamente como planilhas, cada um dos quais inclui as rotação, distância e medições de velocidade para todos os animais (colunas) e em todos os intervalos (linhas) durante toda a duração da gravação. No final da experiência, existem duas folhas de cálculo gerados pelo programa de gravação: uma para o VWRA pré-irradiação, e uma para o VWRA pós-irradiação.
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Resultados
Três lotes de ratos foram realizadas por meio do protocolo descrito acima. Houve um total de 16 sham e 20 irradiadas (2400 cGy, 3 x 800 / dia cGy) ratinhos. Depois de três dias consecutivos de irradiação, o grupo irradiado apresentaram redução significativamente VWRA comparação com sham (medidas repetidas mistos ANOVA: efeito principal do tratamento de irradiação, F 1,13 = 19,233, p <0,001). O efeito foi significativo para os primeiros sete dias após a irradiação (principai...
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Discussão
Nós descrevemos um protocolo usando irradiação periférica direcionada para induzir uma redução de VWRA em camundongos sem confundir morbidade ou mortalidade. Importante, um dispositivo de blindagem simples permite a irradiação neste protocolo para alvejar uma região desejada de forma consistente, imitando os tratamentos de radiação recebidas por pacientes com câncer pélvico. Em contraste com modelos de CRF existentes que envolvem o cérebro ou irradiação total do corpo 8,
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Divulgações
Esta pesquisa foi apoiada pela Divisão de Investigação Intramural, Instituto Nacional de Pesquisa em Enfermagem, National Institutes of Health.
Agradecimentos
Os autores gostariam de agradecer Michele Allen do National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) para generosamente compartilhando sua experiência em métodos fenotípicos murino e por sua assistência técnica em curso, bem como para Timothy Hunt, da NHLBI por nos ajudar a desenvolver o dispositivo de blindagem. Este estudo é apoiado pela Divisão de Investigação Intramural do Instituto Nacional de Pesquisa em Enfermagem do NIH, e parte do julgamento de validação é apoiado por uma bolsa da Fundação Oncology Nursing Society.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| C57BL / 6 Camundongos | Charles River | Código de cepa 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse) | |
| Cetamina HCl | Putney | 100 mg / mL solução estoque | |
| Xilazina HCl | Lloyd Laboratories | 100 mg / mL solução estoque | |
| Sistema de tatuagem de roedores | AIMS | ATS-3 | http://animalid.com/lab-animal-identification-systems/ats-3-general-rodent-tattoo-system |
| Aparelho de blindagem de chumbo | (feito sob medida) | Blindagem de chumbo de uma polegada de espessura disposta como duas caixas com um espaço de uma polegada de espessura entre elas para irradiação direcionada | |
| Recipiente de blindagem de plexiglass | (feito sob medida) | Recipiente de plexiglass preenchido com isopor. Recortes de isopor mantêm a blindagem de chumbo no lugar. | |
| GammaCell 40 Exactor | Best Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_gamma40.html | |
| RAD Disk Ultra | Best Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_rad.html | |
| Mouse Roda de Atividade Única Câmara | Lafayette Instrument Company | #80820 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980 |
| Contador de Rodas de Atividade para Monitoramento de Computador | Lafayette Instrument Company | #86061 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052 |
| Cabo Modular para Contadores de Rodas | Lafayette Instrument Company | #86051-7 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046 |
| Interface de Computador USB para Contadores de Rodas de Atividades | Lafayette Instrument Company | #86056A | |
| http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047 Software de Monitor de Roda de Atividade | Lafayette Instrument Company | #86065 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053 |
Referências
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- Saligan, L. N., et al. The biology of cancer-related fatigue: a review of the literature. Support Care Cancer. 23 (8), 2461-2478 (2015).
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Reimpressões e permissões
