Avaliação do Desempenho Funcional no Mdx Mouse Modelo
March 27th, 2014
O desfecho primário em ensaios clínicos para doenças neuromusculares é geralmente melhora da função muscular. Portanto, avaliar o efeito de potenciais compostos terapêuticos sobre o desempenho muscular pré clinicamente em modelos do rato é de grande importância. Nós aqui descrever vários testes funcionais para resolver esta questão.
O objetivo geral desses procedimentos é determinar a funcionalidade muscular por meio de vários testes funcionais não prejudiciais. A força dos quatro membros pode ser avaliada por meio do teste de força de preensão, a coordenação do equilíbrio e a condição muscular podem ser avaliadas nos testes de suspensão de dois e quatro membros. A haste do rotor também é usada para avaliar o equilíbrio, a coordenação e a condição.
A corrida forçada em esteira pode ser usada para exacerbar a progressão da doença ou antes de um teste funcional para esgotar os camundongos. Esses testes funcionais podem ser usados para avaliar de forma confiável o papel da genética e o efeito de potenciais compostos terapêuticos no desempenho muscular. O primeiro teste a ser mostrado é o teste de força de quatro preensãos de membros.
Certifique-se de que a configuração do transdutor de força esteja no modo de tensão de pico para puxar e use gramas enquanto a unidade reinicia o medidor no início de cada gravação. Deixe cada mouse puxar três vezes seguidas. Pegue o mouse pela cauda e mova-o horizontalmente em direção à grade.
Verifique se o mouse segura a grade firmemente com as quatro patas e puxe para quebrar seu aperto. A maior força aplicada à grade será mostrada no visor dos transdutores, que pode ser registrada manual ou automaticamente. Rejeite quaisquer tentativas em que o camundongo use apenas um quatro PA ou os membros posteriores ou gire durante o poste ou claramente não mostrou resistência ao poste.
Depois que o mouse puxou três vezes, devolva-o à gaiola para um período de descanso de pelo menos um minuto. Em seguida, deixe o mouse realizar quatro séries de pesquisas, cada uma seguida por um curto período de descanso. Desta forma, o mouse puxa um total de 15 vezes.
O aparelho para o teste de suspensão de dois membros é um cabide de metal de dois milímetros de espessura firmemente preso a uma prateleira com fita adesiva. Mantenha o hangar 37 centímetros acima de uma camada de roupa de cama, segurando o mouse pela cauda. Aproxime-o do fio.
Deixe o rato segurar o arame apenas com as duas quatro patas e abaixe os membros posteriores de forma que o rato fique pendurado apenas com as duas quatro patas no arame. Assim que o mouse for liberado, inicie o cronômetro. Depois de ser solto, um rato forte tentará pegar o fio com os quatro membros e a cauda, o que é permitido.
Quando um mouse mostrar um comportamento impróprio, como se equilibrar no fio ou pular deliberadamente do fio, recoloque imediatamente o mouse no fio sem parar o cronômetro. Quando os ratos conseguirem ficar pendurados por 600 segundos, retire-os do fio e devolva-os à gaiola. Quando os ratos caírem do fio, pare o cronômetro e registre o tempo de suspensão diretamente.
Teste novamente esses mouses por no máximo mais duas vezes. Para o teste de suspensão de quatro membros, posicione a tampa de uma gaiola de rato 25 centímetros acima da cama macia para evitar que os ratos se machuquem ao cair, mas também para desencorajar os ratos de pular intencionalmente da grade. Em seguida, coloque o mouse na grade para que ele segure a grade com as quatro patas.
Em seguida, inverta a grade para que o mouse fique pendurado e inicie imediatamente o cronômetro. Se um mouse for capaz de travar por 600 segundos, devolva-o diretamente à gaiola. Teste novamente todos os mouses que caírem da grade antes de 600 segundos por no máximo mais duas vezes para a haste do rotor.
Teste, defina a velocidade inicial em cinco RPM. Em seguida, coloque até cinco ratos no tubo enquanto ele gira lentamente. Depois que todos os mouses estiverem posicionados, aumente a velocidade do tubo de cinco para 45 RPM em 15 segundos.
Em seguida, deixe-o a 45 RPM pelo restante da corrida. Continue monitorando a execução durante todo o teste. O tempo de execução é registrado continuamente pelo software e para automaticamente quando um mouse cai do tubo.
Como isso ativa a barra de tempo posicionada abaixo do tubo. Reposicione os mouses que giram durante a corrida sem parar o tubo giratório. Termine a sessão de teste para todos os mouses que forem capazes de correr 500 segundos e devolva esses mouses à gaiola.
Dê aos ratos que caem mais cedo. Um máximo de mais duas tentativas para permitir que eles melhorem seu tempo de corrida. Para o teste de exercício em esteira, coloque os ratos em uma esteira horizontal.
Inicie a esteira a uma velocidade de corrida de 12 metros por minuto. Durante a primeira sessão, incentive os ratos a correr, empurrando-os suavemente quando estiverem perto do final do cinto. Depois que os camundongos correrem por 30 minutos, teste-os imediatamente no teste de suspensão de dois membros ou coloque-os de volta na gaiola.
A força de preensão de quatro membros de camundongos MDX fêmeas de nove semanas de idade foi prejudicada em comparação com camundongos do tipo selvagem, conforme mostrado aqui. No entanto, a fadiga média foi inferior a 10% e não variou entre as tensões no teste de suspensão de dois membros realizado uma vez por semana. Tanto os camundongos MDX machos quanto os selvagens exibiram uma curva de aprendizado nas primeiras semanas de teste.
No entanto, o desempenho dos camundongos MDX foi pior em todos os momentos em comparação com os camundongos do tipo selvagem. O tempo máximo permitido de suspensão de 600 segundos é indicado pela linha pontilhada. Quatro. O desempenho de pendurar membros foi avaliado uma vez por semana em camundongos MDX machos e selvagens.
Com o tempo, os camundongos MDX ficaram pendurados por menos tempo do que os camundongos do tipo selvagem. Os tempos de execução da haste do rotor não diferiram entre camundongos MDX machos jovens e selvagens diretamente após correr em uma esteira por 30 minutos. Camundongos fêmeas foram testados com o teste de suspensão de dois membros, enquanto todos os camundongos selvagens permaneceram pendurados até o tempo máximo permitido.
Todos os mouses MDX caíram do fio mais cedo. A presença de dano à membrana foi determinada pela avaliação dos níveis séricos de creatina quinase que vazam das fibras musculares através de rasgos na membrana. Os níveis de creatina quinase foram elevados em camundongos MDX em comparação com camundongos do tipo selvagem antes do exercício e o exercício em esteira aumentou os níveis em camundongos MDX, enquanto permanecem baixos em camundongos do tipo selvagem.
Os músculos dos camundongos MDX são muito vulneráveis ao exercício em esteira. Agravamento da patologia da doença extensivamente após algumas semanas de execução dessas colorações h e e do quadríceps de 16 semanas de idade sem exercício e esteira exercitada. Camundongos MDX mostram que fibrose e necrose extensas desenvolvidas nos músculos de camundongos do tipo selvagem submetidos ao mesmo protocolo de corrida não foram afetados.
Diferenças no fundo genético influenciam o desempenho funcional, o desempenho do teste de suspensão de dois membros diferiu significativamente entre duas linhagens de camundongos MDX. Os resultados do teste de suspensão de quatro membros foram ligeiramente mais altos no fundo misto. Ratos MDX.
Os tempos de funcionamento da haste do rotor também diferiram ligeiramente entre as tensões. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de sempre usar grupos suficientemente poderosos de camundongos com idade e sexo com antecedentes genéticos correspondentes. Além disso, mantenha as condições experimentais o mais padronizadas possível.
Por exemplo, use a mesma hora do dia e dia da semana, a mesma sala e o mesmo experimentador.
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Visão Geral
Este artigo discute a importância de avaliar a funcionalidade muscular em modelos de camundongos para distúrbios neuromusculares. Vários testes funcionais não prejudiciais são descritos para avaliar o desempenho muscular e os efeitos de compostos terapêuticos.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Distúrbios neuromusculares
- Avaliação da funcionalidade muscular
- Testes pré-clínicos em modelos de camundongos
Fundamentos
- A melhora da função muscular é um resultado primário em ensaios clínicos para distúrbios neuromusculares.
- Avaliações pré-clínicas são cruciais para avaliar potenciais terapias.
- Testes funcionais podem fornecer insights sobre o desempenho muscular.
- Modelos de camundongos são comumente usados para essas avaliações.
Propósito do Estudo
- Determinar a funcionalidade muscular usando vários testes.
- Avaliar o impacto da genética e compostos terapêuticos no desempenho muscular.
- Estabelecer métodos confiáveis para avaliar força e coordenação muscular.
Métodos Usados
- Teste de força de preensão para avaliação da força dos membros.
- Testes de suspensão de dois membros e quatro membros para avaliação da condição muscular.
- Teste de haste rotativa para avaliação do equilíbrio e coordenação.
- Corrida forçada em esteira para avaliar a progressão da doença e o desempenho muscular.
Principais Resultados
- Testes funcionais avaliam de forma confiável o desempenho muscular.
- O teste de força de preensão é destacado como uma ferramenta de avaliação chave.
- Os testes podem indicar os efeitos de intervenções terapêuticas.
- Os métodos podem ser adaptados para avaliar vários fundos genéticos.
Conclusões
- Testes funcionais são essenciais para a avaliação pré-clínica de terapias.
- Essas avaliações podem orientar futuros ensaios clínicos.
- Modelos de camundongos fornecem insights valiosos sobre distúrbios neuromusculares.
Perguntas Frequentes
Executive Industry Relevance
Reliable functional assessment in the mdx mouse model is critical for preclinical evaluation of candidate therapies targeting Duchenne muscular dystrophy. Standardized, reproducible muscle performance tests enable robust comparison of therapeutic effects and genetic influences across studies. These validated endpoints support predictive confidence and risk-adjusted advancement in neuromuscular drug discovery pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative interrogation of muscle function to clarify therapeutic hypotheses.
- Supports biological de-risking by distinguishing genetic and treatment effects on muscle performance.
- Facilitates functional target validation through standardized, reproducible endpoints.
Screening & Assay Development
- Prepares validated in vivo systems for downstream compound screening workflows.
- Ensures assay reproducibility and comparability across laboratories via standard operating procedures.
- Delivers quantitative outputs for reliable evaluation of candidate interventions.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical endpoints with clinically relevant measures of muscle function.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation by tracking disease progression and intervention effects.
- Supports risk-adjusted decisions for advancing therapeutic candidates based on functional outcomes.
Pipeline & Workflow Integration
These functional tests position within the preclinical continuum, bridging early discovery, lead identification, and translational research for neuromuscular disorders.
- Discovery Biology: Provides hypothesis-driven assessment of muscle strength, coordination, and disease progression.
- Screening: Offers reproducible, quantitative readouts for evaluating intervention efficacy.
- Analytics: Enables statistical comparison of functional performance across genotypes and treatments.
- Translational Research: Connects preclinical muscle function data to clinical trial endpoints.
- Enterprise Reuse: Establishes a standardized platform for ongoing neuromuscular research and therapeutic evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in target validation.
- Operational Value: Promotes standardization, reproducibility, and scalability of functional assessments.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency by prioritizing candidates with robust functional benefit.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of neuromuscular therapeutic programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in animal handling and functional test execution.
- Needs calibrated instrumentation for grip strength, rotarod, and treadmill assays.
- Demands rigorous cross-team standardization of protocols and data collection.
- Must account for genetic background, age, and gender in experimental design.
- Dependent on consistent environmental and procedural conditions to minimize variability.
