Name: Diminui quantificar cognitivos causados pela radioterapia craniana (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 10 s
Description: Aprenda a quantificar alterações cognitivas causadas pela radioterapia craniana usando tarefas de memória espacial e ansiedade em modelos animais. Este método ajuda pesquisadores a avaliar déficits de aprendizagem.

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Este trabalho foi financiado pelo NIH NINDS conceder R01 NS074388 581 (CL Limoli), Instituto da Califórnia de Medicina Regenerativa (CIRM) Grant RS1-00413 (CLL) e Grant CIRM para JOVE em apoio à documentação em vídeo. Gostaríamos também de agradecer a Rudy Limburg e Edward Lau, da Universidade da Califórnia, Irvine Loja da Máquina de Ciências Biológicas para os seus conselhos, apoio e excelente capacidade técnica na preparação de todos os materiais feitos sob medida usada para testes comportamentais.

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<li>Schafe, G. E., Nadel, N. V., Sullivan, G. M., Harris, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Memory+consolidation+for+contextual+and+auditory+fear+conditioning+is+dependent+on+protein+synthesis%2C+PKA%2C+and+MAP+kinase%5BTitle%5D)+AND+%22Learn.+Mem%22%5BJournal%5D)">Memory consolidation for contextual and auditory fear conditioning is dependent on protein synthesis, PKA, and MAP kinase.</a> Learn. Mem. 6, 97-110 (1999).</li>
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<li>D'Hooge, R., De Deyn, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+the+Morris+water+maze+in+the+study+of+learning+and+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Brain.+Res.+Brain.+Res.+Rev%22%5BJournal%5D)">Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory.</a> Brain. Res. Brain. Res. Rev. 36, 60-90 (2001).</li>
<li>Morris, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+of+a+water-maze+procedure+for+studying+spatial+learning+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat.</a> J. Neurosci. Methods. 11, 47-60 (1984).</li>
<li>Meyers, C. A., Brown, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+and+relevance+of+neurocognitive+assessment+in+clinical+trials+of+patients+with+CNS+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Clin.+Oncol%22%5BJournal%5D)">Role and relevance of neurocognitive assessment in clinical trials of patients with CNS tumors.</a> J. Clin. Oncol. 24, 1305-1309 (2006).</li>
<li>de Ruiter, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+hyporesponsiveness+and+cognitive+impairment+10+years+after+chemotherapy+for+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Hum.+Brain.+Mapp%22%5BJournal%5D)">Cerebral hyporesponsiveness and cognitive impairment 10 years after chemotherapy for breast cancer.</a> Hum. Brain. Mapp. , (2010).</li>
<li>Hess, D. C., Borlongan, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell-based+therapy+in+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Expert.+Rev.+Neurother%22%5BJournal%5D)">Cell-based therapy in ischemic stroke.</a> Expert. Rev. Neurother. 8, 1193-1201 (2008).</li>
</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Há uma necessidade urgente de estratégias de longo prazo de forma a prevenir o desenvolvimento de disfunção cognitiva que está se tornando cada vez mais comum em sobreviventes de câncer 12,13. Terapias com células-tronco pode fornecer os meios para amenizar uma série de seqüelas tecido normal no sistema nervoso central, como eles fornecem a oportunidade para substituir as células perdidas ou danificadas de tratamentos de câncer citotóxicas 14. Para acelerar a realização destes esforços, temos realizado uma série de experimentos da prova principal que confirmaram a capacidade de hNSCs cranialmente enxertada para restaurar funcionalmente cognição dentro do leito do tecido irradiado três CNS. Crítico para este esforço foi a capacidade de forma confiável realizar uma série de testes cognitivos cuidadosamente controlado de uma forma reprodutível. Temos detalhada desses procedimentos crítico nos esforços para acelerar o potencial de translação de terapias com células-tronco na clínica. Outras considerações que sãosusceptível de ter um impacto significativo da qualidade dos dados são destacadas a seguir. Cognitiva testes exige atenção cuidadosa aos detalhes e aderir a certas práticas padrão podem ajudar a minimizar os artefatos que dificultam a interpretação dos resultados. O uso de salas dedicadas testes comportamentais separadas das salas de animais exploração e experimentadores é preferível. Também é prudente usar &quot;ruído branco&quot; que bloqueia ruídos externos nas instalações de animais que podem distrair os animais da tarefa em mãos. Para minimizar o stress para os animais destinados a testes cognitivos, é importante para eles para se familiarizar com os experimentadores que irão realizar testes de comportamento, antes da administração de tarefas. Em geral, se o teste fêmeas e machos, é recomendável testar as fêmeas primeiro como eles tendem a ser mais ansiosos durante os testes, se do sexo masculino pistas odor permanecer no arenas testes. Ao administrar uma bateria de série de tarefas, é importante para expor animais para least tarefas estressantes primeiro (como EPM, NPR) e mais tarefas estressantes última (como FC, MWM).

diminui quantificar cognitivos causados ​​pela radioterapia craniana

Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

Com a exceção de sobrevivência, comprometimento cognitivo decorrente do manejo clínico do cancro é um dos principais fatores que ditam os resultados terapêuticos. Para muitos pacientes aflitos com CNS e não-malignas do SNC, radioterapia e quimioterapia oferecer as melhores opções para controle da doença. Estes tratamentos no entanto têm um custo, e sobreviventes de câncer de quase todos (~ 11 milhões em os EUA sozinhos em 2006) incorrer algum risco para o desenvolvimento de disfunção cognitiva, com os casos mais graves encontrados em pacientes submetidos à radioterapia craniana (~ 200 mil / ano ) para o controle de tumores cerebrais primários e metastáticos 1. Particularmente problemático são os casos pediátricos, cuja sobrevivência a longo prazo atormentado com marcada resultados cognitivos decréscimos significativos nos encargos socioeconômico 2. Até à data, ainda não existem soluções satisfatórias para este problema clínico significativo. Temos abordado este grave problema de saúde utilizando-tronco transplantadas cells para combater a radiação induzida por declínio cognitivo em ratos atímicos submetido a irradiação craniana 3. Detalhes da irradiação estereotáxica ea cultura em vitro e transplante de células-tronco neurais (hNSCs) pode ser encontrado em nosso papel de companheiro (Acharya et al., Jove de referência). Após irradiação e cirurgia de transplante, os ratos são então avaliadas para alterações na cognição, a sobrevivência de células enxertadas e expressão de marcadores de diferenciação específicos 1 e 4 meses após a irradiação. Avaliar criticamente o sucesso ou fracasso de qualquer intervenção projetada para melhorar o potencial induzido pela radiação cognitiva sequelas, uma série rigorosa de tarefas cognitivas quantitativa deve ser realizada. Para conseguir isso, submetemos nossos animais a um conjunto de paradigmas testes cognitivos, incluindo o reconhecimento romance lugar, labirinto aquático, labirinto elevado e condicionamento do medo, a fim de quantificar a aprendizagem do hipocampo e não-hipocampal e memória. Temos demonstrado a utilidade daestes testes para quantificar tipos específicos de decréscimos cognitivos em animais irradiados, e os usou para mostrar que os animais enxertados com hNSCs apresentam melhoras significativas na função cognitiva 3. Os benefícios cognitivos derivados de células-tronco humanas enxertados sugerem que estratégias semelhantes podem proporcionar um dia tão necessário o recurso clínico para sobreviventes de câncer que sofrem de disfunção cognitiva. Consequentemente, nós fornecemos a documentação escrita e visual dos passos críticos usados ​​em nossos paradigmas testes cognitivos para facilitar a tradução de nossos resultados promissores para a clínica.

Comprometimento cognitivo decorrentes da gestão radioterápico de tumores cerebrais representa uma condição clinicamente intratáveis ​​que impacta negativamente a qualidade de vida. A capacidade de avaliar criticamente potenciais intervenções para amenizar induzida por radiação decrementa cognitivo depende em última instância a capacidade de realizar rigorosa avaliações quantitativas da cognição.

Diminui quantificar cognitivos causados ​​pela radioterapia craniana

Com exceção da sobrevida, a deficiência cognitiva decorrente do manejo clínico do câncer é um fator determinante no desfecho terapêutico. Para ...

O objetivo geral deste procedimento é quantificar alterações comportamentais e cognitivas induzidas pela irradiação craniana. O primeiro passo é testar a memória de reconhecimento espacial baseada no hipocampo utilizando a tarefa de reconhecimento de local novo. Em seguida, os níveis de ansiedade são avaliados por meio da tarefa do labirinto em cruz elevado, a formação de memória baseada no medo, utilizando a tarefa de condicionamento contextual de medo dependente do hipocampo e da amígdala, e a tarefa de condicionamento de medo dependente da amígdala é então medida.O passo final é aplicar a tarefa do labirinto aquático de Morris para avaliar a aprendizagem espacial, a memória espacial e a capacidade de aprendizagem reversa. Em última análise, este protocolo detecta alterações no humor, na aprendizagem e memória espaciais e não espaciais, bem como quaisquer distúrbios sensoriomotores induzidos pela irradiação craniana. Embora este método possa fornecer informações sobre os efeitos da irradiação craniana no comportamento e na cognição.Também pode ser utilizado em outras situações nas quais a cognição é prejudicada como um efeito colateral indesejado de outra terapia, como no caso do cérebro de quimioterapia ou dos prejuízos cognitivos e de memória induzidos pela quimioterapia. Indivíduos novos neste método terão dificuldades devido à natureza demorada da configuração e otimização do equipamento. A interpretação dos resultados pode ser difícil se os procedimentos experimentais não forem rigorosamente controlados, e a variação nos dados torna difícil detectar diferenças entre os grupos controle e experimentais.A demonstração visual desses métodos é essencial, para que o leitor possa apreciar as sutilezas envolvidas na organização ou nos ambientes experimentais onde os testes cognitivos são realizados, bem como os procedimentos específicos empregados. Para garantir um manuseio consistente dos animais, inicie a fase de familiarização preparando o ambiente de teste, limpando minuciosamente dois blocos plásticos idênticos com etanol 70% e colocando-os em posições específicas dentro da arena. Coloque o animal no centro da arena e permita que explore livremente.Os comportamentos exploratórios são pontuados durante cinco minutos. Utilizando um sistema automatizado de rastreamento, a exploração é definida como o nariz do animal situado dentro de um raio de quatro centímetros e voltado em direção aos blocos. Quando o tempo terminar, remova o animal para uma gaiola de espera por mais cinco minutos.Neste período, limpe a arena de testes com etanol 70%. Adicione uma cópia idêntica dos blocos à mesma posição espacial utilizada durante a fase de familiarização e outra a uma posição espacial nova. Após o intervalo de espera de cinco minutos, reintroduza o animal às arenas de testes para uma fase de teste de cinco minutos e permita que explore livremente por três minutos.Se a disposição espacial dos blocos da fase de familiarização for lembrada, a ratazana passará mais tempo explorando o bloco na posição espacial nova. No dia seguinte, os animais são retornados novamente à arena. Para uma fase de teste de 24 horas, novamente, um bloco permanece em uma posição familiar enquanto outro está em uma posição nova.Primeiro, coloque o animal no centro da arena e registre a exploração por três minutos. O labirinto em cruz elevado mede os níveis de ansiedade em roedores. Antes do teste, certifique-se de que o labirinto foi limpo completamente.Para iniciar, coloque o animal na porção central do labirinto, voltado para o braço aberto e de costas para o experimentador, e permita que o animal explore por cinco minutos. O número de entradas e o tempo gasto nos braços abertos e fechados são registrados usando um software automatizado de rastreamento. Se um rato cair do labirinto, coloque-o rapidamente de volta em um braço aberto e registre o evento.Observe também qualquer comportamento de imobilização, juntamente com as possíveis causas. O condicionamento ao medo é um paradigma comportamental no qual os animais aprendem a temer um estímulo previamente neutro. No primeiro dia, combine-o com um estímulo nocivo e coloque o animal em uma câmara completamente limpa.Inicie o ensaio de treinamento, que consiste em três fases. A primeira é uma fase de linha de base de cinco minutos, na qual nenhum choque nem tom é administrado. Durante a fase de treinamento, são apresentados múltiplos emparelhamentos de tom e choque ao longo de um período de cinco minutos. Por fim, durante a fase pós-treinamento, o animal recebe mais cinco minutos.Na ausência de um choque ou tom, a porcentagem de tempo que cada animal passa imóvel é medida nos últimos 60 segundos da fase basal e nos últimos 60 segundos da fase pós-treinamento. Vinte e quatro horas depois, retorne o animal à câmara para um teste contextual de cinco minutos e registre a porcentagem de tempo gasto imóvel uma hora após o teste. No contexto familiar, remova o piso gradeado, adicione painéis ao exterior da câmara e limpe com um limpador doméstico com cheiro.Para testar o condicionamento de medo sinalizado, coloque o animal em um contexto novo e registre o comportamento de imobilidade na presença e na ausência do tom que anteriormente foi associado ao estímulo nocivo. O Labirinto Aquático de Morris é um teste de aprendizado espacial que exige o uso de pistas distais para localizar uma plataforma submersa de escape em uma grande piscina com água opaca, a tarefa é administrada ao longo de oito dias e consiste em quatro fases: teste de fila e aquisição, fase A, teste de sonda após 24 horas e teste de aprendizado de reversão.Para iniciar o teste agendado, coloque uma bandeira preta e branca distinta no centro da plataforma para que o local de escape seja evidente para o animal. Para cada ensaio do teste CUD, posicione o animal em um local de partida predeterminado diferente na periferia da piscina e mova a plataforma para um quadrante diferente. Para cada um dos quatro ensaios, permita ao animal 30 segundos para encontrar a plataforma de escape.Se o tempo máximo for atingido, conduza os animais até lá manualmente. Deixe o animal permanecer sobre a plataforma por 20 segundos antes de colocá-lo em uma gaiola aquecida. No dia seguinte, inicie a fase de aquisição, composta por quatro ensaios por dia durante cinco dias consecutivos.Nesta fase, a plataforma oculta permanece no mesmo local e os animais aprendem a navegar até ela. Utilizando pistas visuais distais do ambiente, coloque o animal na piscina em um ponto de partida predeterminado diferente. Em cada ensaio, registre a latência média para encontrar a plataforma e o comprimento do percurso como medidas de aprendizado espacial.Se o animal não escapar dentro do tempo máximo de natação de 60 segundos, guie-o manualmente até a plataforma e permita que permaneça nela por 20 segundos. 24 horas após o último ensaio de treinamento, realize um 62º ensaio de sonda, no qual a plataforma é removida, para determinar a preferência do animal pelo quadrante que anteriormente continha a plataforma. Após este ensaio de sonda, devolva a plataforma ao mesmo quadrante e realize três ensaios adicionais de aquisição para o teste de Aprendizado por Inversão.No oitavo dia, mova a plataforma para um novo local. Introduza o animal na piscina e meça o tempo gasto procurando a plataforma em sua localização anterior em comparação com a nova localização aqui. Os resultados de Animais Controle e Irradiados na Tarefa de Reconhecimento de Local Novo mostraram que as duas posições foram exploradas igualmente durante a fase de familiarização.No entanto, os animais controle mostraram uma preferência clara pela nova posição espacial após os intervalos de cinco minutos e 24 horas, enquanto os animais irradiados não apresentaram essa preferência. No labirinto em cruz elevado, os animais controle e irradiados passaram menos tempo explorando os braços abertos do que seria esperado ao acaso. A porcentagem de imobilidade durante a exposição inicial à câmara foi muito baixa em comparação com o período pós-treinamento do dia seguinte.O comportamento de imobilidade ainda foi aumentado no contexto familiar, embora muito menos acentuado em animais irradiados quando colocados em um contexto novo; o comportamento de imobilidade retornou aos níveis basais, mas foi novamente elevado pela apresentação do tom no Labirinto Aquático de Morris. Animais Controle na Tarefa localizaram a plataforma de escape mais rapidamente ao longo das tentativas sucessivas em comparação com animais irradiados. Animais irradiados também levaram mais tempo e percorreram um caminho mais longo até a plataforma em um teste de sonda, 24 horas depois, durante o Teste de Aprendizado por Inversão, quando a localização da plataforma é alterada; animais normais gradualmente cessam a busca no quadrante antigo e aprendem a nova localização da plataforma, ao passo que animais irradiados não o fazem.Ao realizar essas tarefas, é importante tomar notas detalhadas sobre quaisquer eventos ou comportamentos anormais, bem como quaisquer problemas de rastreamento que surjam e precisem ser resolvidos antes da análise dos dados. Não se esqueça de que trabalhar com animais experimentais pode ser perigoso e que precauções, como o uso de equipamentos de proteção individual, devem sempre ser adotadas ao realizar esses procedimentos. Também é fundamental obter aprovação institucional e seguir as diretrizes institucionais e federais para o uso seguro e ético de animais.

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Pacientes com tumor cerebral rotineiramente submetidos à radioterapia cranial, e ao mesmo tempo benéfico, este tratamento muitas vezes resulta em disfunção cognitiva debilitante. Este grave problema por resolver tem no momento, nenhum recurso clínico, e tem impulsionado os nossos esforços para desenvolver terapias com células-tronco com base para a recuperação de induzida por radiação decrementa cognitiva.

Transplante de Células-tronco Estratégias para a Restauração da disfunção cognitiva causada pela radioterapia craniana

A função dos neurônios de mamíferos nascido de adultos continua a ser uma área ativa de pesquisa. A radiação ionizante inibe o nascimento de novos neurônios. Usando computador guiada por tomografia irradiação focal (CFIR), segmentação anatômica tridimensional de populações específicas progenitoras neurais agora pode ser usado para avaliar o papel funcional da neurogênese adulta.

Interrogatório funcional do Adulto Hypothalamic Neurogenesis com Focal Radiológica Inibição

Aqui apresentamos um protocolo para produzir oclusão média distal permanente da artéria cerebral em ratos fêmeas idosos com oclusão simultânea das artérias carótidas de gerar grandes infartos corticais e déficits sustentados. Mostramos confirmação do tamanho da lesão utilizando MRI estrutural às 24 h e 8 semanas após o acidente vascular cerebral.

Realizando Permanente Distal Oriente cerebral com carótida comum Oclusão da Artéria em ratos idosos para estudar Cortical Isquemia com Deficiência Sustentada

Aqui, apresentamos um método estereológico, o fraccionador óptico, usado para quantificar a formação de novos neurônios e sua sobrevivência, no hipocampo do rato após a estimulação eletroconvulsiva. Quando implementado corretamente, a sensibilidade e a eficiência dos métodos estereológicos garantem estimativas precisas com uma precisão fixa e predeterminada.

A técnica de fracionador óptico para estimar números de células em um modelo de rato de terapia eletroconvulsiva

[18F]-fluorodeoxyglucose (FDG) positron emission tomography-tomografia computadorizada é útil para estudar o metabolismo da glicose relacionado a função cerebral. Aqui, apresentamos um protocolo para um tracer FDG [18F] set-up e avaliação semiquantitativa da análise de região de interesse para as áreas específicas do cérebro associado com manifestações clínicas em pacientes com traumatismo cranioencefálico grave.

Avaliação semi-quantitativa usando [18F] FDG Tracer em pacientes com lesão cerebral grave

Aqui, apresentamos um protocolo para avaliar se vários tipos de lesões cerebrovasculares silenciosas estão diferencialmente associados a déficits em determinados domínios cognitivos em uma coorte de 398 idosos hipertensos chineses, utilizando uma combinação de testes neuropsicológicos e ressonância magnética multi-seqüencial 3T.

Avaliação do Desempenho Cognitivo de Hipertensos Com Lesões Cerebrovasculares Silenciosas

Aqui apresentamos um protocolo para realizar radioterapia baseada em tomografias pré-pêtrons em um modelo de glioblastoma de ratos usando algoritmos desenvolvidos internamente para otimizar a precisão e eficiência.

Positron Emission Tomography-based Dose Radiation Therapy em um modelo de rato glioblastoma usando a plataforma de pesquisa de radiação animal de pequeno porte

Aqui, apresentamos um protocolo para estabelecer um modelo animal de traumatismo cranioencefálico fechado replicando o resultado da neuroimagem de lesão cerebral traumática leve não complicada com a estrutura cerebral preservada na fase aguda e atrofia cerebral de longo prazo. A ressonância magnética longitudinal é o principal método usado para evidência.

Desenvolvimento de um modelo de traumatismo cranioencefálico leve não complicado modificado pelo método de perda de peso e evidenciado por ressonância magnética

Este estudo propôs uma modelagem de regressão ajustada por idade usando a morfologia do terço médio da face e da base do crânio como uma ferramenta potencial para avaliação pré-operatória e planejamento cirúrgico individualizado para crianças com craniossinostose sindrômica (CS).

Hipoplasia do terço médio da face e morfologia da base do crânio na craniossinostose sindrômica: um estudo de análise comparativa usando um modelo de regressão preditiva

O objetivo deste artigo é descrever o uso de um modelo de glioblastoma ortotópico para estudos quimioradioterapia. Este artigo irá passar por transformação celular, implantação, e radioterapia do mouse através de um modelo intracraniana.

Radioterapia em uma combinação ortotópico modelo de tumor de cérebro de camundongos

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