Respostas Bexiga Distensão Evocado Visceromotor como um modelo para Bexiga dor em camundongos
27 de abril de 2014
Aproximadamente 3-8.000.000 de pessoas nos Estados Unidos sofrem de síndrome intersticial dor cistite / vesical (IC / BPS), uma condição debilitante caracterizada em parte pela dor pélvica. A fim de estudar as contribuições do sistema nervoso para a condição, um modelo fisiológico de dor na bexiga urinária é usado em ratinhos e ratos.
O objetivo geral deste procedimento é estabelecer um modelo fisiológico de dor nociva na bexiga e em camundongos durante todo o procedimento. A temperatura corporal é mantida com uma almofada de aquecimento e um aquecedor radiante suspenso. O primeiro passo na cirurgia é inserir um cateter na uretra do camundongo anestesiado.
O segundo passo é fazer uma incisão para expor o músculo abdominal esquerdo. O terceiro passo é dar uma mordida no músculo usando uma agulha de calibre 21. Um eletrodo de fio de prata dobrado é então alimentado na agulha.
A agulha é então puxada de volta através do músculo, deixando o fio no músculo. Este processo é repetido para um segundo eletrodo de fio de prata. O quarto passo é colocar um fio terra no peito do mouse.
O quinto passo, agora que a cirurgia foi concluída, é distender a bexiga e registrar as respostas EMG. Isso é feito conectando primeiro os três eletrodos de fio de prata a um amplificador e digitalizador para registrar a resposta do motor das vísceras ou VMR. Em seguida, o cateter vesical é conectado a um regulador de pressão de tempo e tanque de ar para fornecer estímulos específicos que distendem a bexiga com diferentes pressões a 15 milímetros de mercúrio.
Nenhuma VMR é registrada. No entanto, a 30, 45 e 60 milímetros de mercúrio, o VMR aumenta com o aumento da pressão. Quando plotado, você pode ver um aumento gradual na VMR normalizada com pressões crescentes.
Este procedimento pode ajudar a informar a compreensão da dor na bexiga visceral. Em particular, usando o modelo de distensão da bexiga urinária, pode-se investigar todo o sistema nervoso no contexto da estimulação visceral nociva. Isso inclui registrar e investigar os próprios nervos periféricos, neurônios secundários na medula espinhal e neurônios superiores no tronco cerebral e no cérebro.
Além disso, novas terapêuticas para o tratamento da dor na bexiga em humanos podem ser testadas neste modelo fisiológico de dor na bexiga. Induza um estado anestésico colocando o camundongo em uma câmara de indução a dois a 3% de flúor. Remova o mouse da câmara de indução depois que ele perder o reflexo de escrita.
Coloque o mouse no cone do nariz a dois a 2,5% de flúor. Em seguida, vire o mouse para que o lado dorsal fique voltado para baixo. Depois de virado, teste a profundidade da anestesia beliscando o dedo do pé com uma pinça.
Não deve haver resposta do animal. Em seguida, segure suavemente a abertura uretral perpendicular ao corpo do camundongo com uma pinça e insira a ponta do cateter na uretra. Abaixe o cateter para que fique paralelo ao corpo do mouse e insira suavemente o cateter no corpo do mouse.
Pressione suavemente o abdômen para expelir qualquer urina na bexiga. Absorva isso com um pedaço de papel toalha. Aplique álcool no abdômen para desinfetar a área.
Faça uma incisão de um a dois centímetros na área esterilizada para expor o músculo abdominal esquerdo. Use a tesoura para espalhar a pele e afrouxar a fáscia para que o músculo abdominal oblíquo superior fique exposto. Nesta imagem, o músculo abdominal está próximo ao topo da abertura cirúrgica e o músculo lug está na parte inferior.
Use uma agulha de calibre 21 para dar uma pequena mordida no músculo. Empurre a agulha através do músculo. É importante evitar vasos sanguíneos durante este processo.
Em seguida, alimente uma extremidade do fio de prata na agulha. Puxe a agulha de volta através do músculo para puxar o fio de prata para dentro do músculo, o fio deve estar nivelado com a mordida do músculo. Repita este processo.
Implante um segundo fio de prata, a aproximadamente 0,5 centímetros do primeiro fio. Em seguida, implante um terceiro fio de prata no peito. Este fio atua como terra.
Aplique óleo mineral quente nos músculos abdominais expostos para mantê-los úmidos. Reposicione o mouse de forma que fique de lado em uma posição muito confortável. Em seguida, conecte os clipes de eletrodo aos eletrodos de fio de prata.
Posicione os três clipes de forma que os fios não se toquem. Abaixe a anestesia para 1,5%Após a conclusão da cirurgia. Em seguida, abaixe o nível de anestesia em 0,125% a cada 15 minutos até que o mouse exiba uma resposta de flexão ao dedo do pé.
Beliscar sem vocalização ou deambulação. Conecte o cateter vesical ao tubo de ar conectado ao regulador de pressão de tempo. Isso é usado para controlar a duração do intervalo de pré-pressão, o teste de distensão de pressão e o intervalo de teste pós-pressão.
Execute uma distensão a 60 milímetros de mercúrio para testar a resposta do mouse à distensão. Um forte sinal EMG superior a 0,5 volts deve ser visto. Se isso for visto, execute mais duas distensões para confirmar a resposta.
Se a resposta apropriada não for observada, você deve diminuir o nível de flúor isof. Se o camundongo começar a vocalizar ou ficar deambulatório durante o teste de distensão, você deve aumentar o nível de flúor Isof. No exemplo atual, você pode ver uma forte resposta EMG.
Isso seria considerado uma boa resposta bimo à distensão da bexiga e nenhuma alteração no nível de flúor Isof seria necessária. Muitos estudos utilizam distensões graduais que começam em baixas pressões, como 15 milímetros de mercúrio e aumento para pressões mais nocivas. Agora os dados foram coletados.
Deve ser processado e analisado. O primeiro passo é retificar todo o conjunto de dados tomando o valor absoluto de cada ponto. Isso é feito mais facilmente usando um software de análise de dados, mas também pode ser feito manualmente.
Agora que você tem os dados corrigidos, determine a resposta EMG média durante a seção de fundo do experimento. Subtraia essa resposta EMG de fundo de cada ponto de dados no experimento para obter o conjunto de dados corrigido em segundo plano. Em seguida, determine a área sob a curva para o intervalo de pré-pressão, seguida pela área sob a curva para um teste de distensão de pressão.
Este processo é repetido para todos os intervalos de pré-pressão e tentativas de distensão de pressão. Aqui está uma captura de tela de um conjunto de dados analisados. Os gráficos estão em ordem de cima para baixo, o EMG bruto, a pressão registrada de um transdutor de pressão, o sinal de estímulo e, finalmente, a área sob o gráfico da curva.
Neste exemplo, para determinar a VMR não normalizada para o primeiro teste de distensão de pressão, deve-se simplesmente subtrair a área calculada sob a curva no início do teste da área sob a curva no final do teste. Finalmente, cada área de teste de distensão de pressão sob a curva é normalizada para o teste de intervalo de pré-pressão medido mais baixo. Isso é feito dividindo cada tentativa de distensão de pressão pela tentativa de intervalo de pré-pressão mais baixa para obter a VMR normalizada em volts por segundos.
Aqui está um gráfico mostrando o VMR normalizado para um único conjunto de distensões variando de 15 a 75 milímetros de mercúrio. Você pode ver um aumento gradual no VMR no eixo Y com pressões crescentes no eixo x. Além disso, em três conjuntos de distensões graduadas que variam de 15 a 75 milímetros de mercúrio, você pode ver que a VMR geral deste mouse é consistente entre os conjuntos.
A estabilidade dessa técnica permite fazer manipulações que podem durar várias horas. Finalmente, ilustrando a importância do monitoramento cuidadoso da temperatura corporal durante o procedimento de VMR de distensão da bexiga. Aqui está um conjunto de dados que mostram que uma diminuição na temperatura corporal de 37,5 para 33,5 graus Celsius leva a uma diminuição significativa no VMR para 60 milímetros de distensão da bexiga de mercúrio.
Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa ideia de como implantar cirurgicamente eletrodos de fio e um cateter de bexiga urinária para uso com o modelo de distensão da bexiga urinária de dor visceral. Você também deve ter uma melhor compreensão de como os dados gerados por este ensaio são analisados. Obrigado por assistir e boa sorte com seus experimentos.
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Visão Geral
Este estudo estabelece um modelo fisiológico de dor vesical nociva em camundongos. O modelo tem como objetivo investigar as contribuições do sistema nervoso na cistite intersticial/síndrome da dor vesical (IC/BPS), uma condição que afeta milhões de pessoas.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Fisiologia
- Urologia
Antecedentes
- A cistite intersticial/síndrome da dor na bexiga (IC/BPS) afeta de 3 a 8 milhões de pessoas nos Estados Unidos.
- A IC/BPS é caracterizada por dor pélvica e sintomas urinários.
- Compreender os mecanismos subjacentes é essencial para o desenvolvimento de tratamentos.
- Modelos animais são fundamentais para o estudo dos mecanismos da dor.
Objetivo do Estudo
- Criar um modelo confiável para o estudo da dor na bexiga.
- Explorar o papel do sistema nervoso na cistite intersticial/síndrome da bexiga dolorosa (IC/BPS).
- Facilitar pesquisas futuras sobre estratégias de manejo da dor.
Métodos Utilizados
- Mantendo a temperatura corporal com uma almofada aquecida e um aquecedor radiante.
- Inserção de cateter na uretra de camundongos anestesiados.
- Realização de uma incisão para expor o músculo abdominal esquerdo.
- Uso de uma agulha de 21 furos para colher um fragmento de músculo e inserir um eletrodo de fio de prata curvado.
Resultados Principais
- O modelo induz com sucesso dor na bexiga em camundongos.
- As respostas fisiológicas à dor na bexiga podem ser medidas.
- Este modelo pode ser utilizado para estudos adicionais sobre IC/BPS.
- Os achados podem levar a uma melhor compreensão e opções de tratamento.
Conclusões
- Um modelo fisiológico da dor na bexiga foi estabelecido.
- Esse modelo auxiliará na compreensão dos mecanismos da IC/BPS.
- Estudos futuros podem se basear nesses achados para melhorar o atendimento ao paciente.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Este modelo fornece um sistema fisiologicamente relevante para o estudo dos mecanismos da dor visceral subjacentes à cistite intersticial/síndrome da dor vesical (IC/BPS), uma condição com necessidade médica significativa não atendida. Ao permitir respostas visceromotoras (VMR) graduadas e quantificáveis à distensão da bexiga, ele apoia a validação de alvos e a redução de riscos mecanicistas na fase inicial de descoberta. A reprodutibilidade do ensaio e sua leitura abrangente do sistema nervoso facilitam a continuidade translacional desde a identificação do alvo até a validação pré-clínica.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmacêuticos
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas mediante a medição de respostas nociceptivas nos compartimentos periférico, espinhal e supraespinhal do sistema nervoso.
- Valor Operacional: Fornece uma leitura confiável e dependente da dose (RMV) que apoia estudos de engajamento de alvo e modulação de vias.
- Valor Estratégico: Reforça a confiança preditiva na seleção de alvos ao modelar a fisiologia da dor vesical humana em um sistema murino.
Desenvolvimento de Triagem e Ensaios
- Valor Científico: Gera saídas quantitativas e normalizadas de RMV que permitem a comparação de respostas à dor vesical entre condições experimentais.
- Valor Operacional: Protocolos padronizados de cirurgia e estimulação garantem reprodutibilidade entre laboratórios e pontos temporais.
- Valor Estratégico: Permite triagem escalonável de novos fármacos para dor vesical utilizando um desfecho fisiologicamente validado.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Científico: Modela a dor induzida pelo enchimento da bexiga relevante para doenças, alinhando-se aos sintomas clínicos da IC/BPS.
- Valor Operacional: Permite estudos longitudinais devido à resposta estável de VMR por várias horas com controle adequado de temperatura.
- Valor Estratégico: Facilita decisões de avanço com ajuste de risco ao fornecer subsídios mecanicistas sobre a eficácia analgésica.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O ensaio de distensão da bexiga urinária-VMR insere-se no continuum de descoberta, desde a validação do alvo até a identificação de compostos líderes e os testes de eficácia pré-clínicos, especialmente para analgésicos que atuam no SNC e moduladores direcionados à bexiga.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses sobre as contribuições do sistema nervoso à dor visceral, permitindo o registro de aferentes primários, medula espinhal e regiões cerebrais.
- Triagem: Fornece leituras quantitativas do RVM dependentes da pressão, adequadas para avaliar os efeitos de compostos na sinalização da dor vesical.
- Análises: Oferece medidas normalizadas da área sob a curva do RVM que permitem comparação estatística entre grupos de tratamento e gradientes de pressão.
- Pesquisa Translacional: Modela a dor clínica relevante relacionada ao enchimento da bexiga, apoiando a continuidade na validação pré-clínica de terapêuticas específicas para a bexiga.
- Reutilização Corporativa: Representa uma plataforma reutilizável para avaliar mecanismos de dor visceral em diversos programas terapêuticos e classes de alvos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Reduz a ambiguidade mecanicista nas vias da dor da bexiga ao integrar leituras do sistema nervoso periférico, espinhal e central.
- Valor Operacional: O implante padronizado de eletrodos, a distensão controlada por pressão e a análise da resposta motora visceral garantem a reprodutibilidade do ensaio.
- Valor Estratégico: Melhora as decisões de avanço ou interrupção ao fornecer dados objetivos e quantificáveis de modulação da dor no início da descoberta.
- Impacto no Portfólio: Permite a priorização ajustada ao risco de terapêuticas para dor na bexiga com base em perfis de resposta à dose e engajamento do alvo.
Considerações de Implementação
- É necessária experiência em cirurgia em roedores, implante de eletrodos e cateterização da bexiga.
- O instrumental inclui reguladores de pressão, amplificadores, digitalizadores e sistemas de monitoramento de temperatura.
- A padronização das técnicas cirúrgicas, profundidade da anestesia e parâmetros de distensão da bexiga é essencial para a comparabilidade dos dados.
- A adaptação a diferentes linhagens de camundongos ou modelos de dor pode exigir a validação das curvas de resposta pressórica e do VMR basal.
- A manutenção da normotermia é crítica, pois a hipotermia atenua significativamente o VMR e compromete a integridade dos dados.
