Medidas comportamentais e do aparelho locomotor Usando um sistema aberto Activity Monitoring Campo de Doenças músculo-esquelético
29 de setembro de 2014
Níveis de atividade de campo aberto são usados para avaliar os níveis de atividade de locomotivas e comportamentais. Este protocolo fornece um bem concebido, protocolo padronizado para usar em ensaios pré-clínicos para doenças neuromusculares.
O objetivo geral deste procedimento é medir a locomoção e a atividade comportamental de camundongos em um ambiente de campo aberto. O primeiro passo é aclimatar os camundongos à câmara de campo aberto por quatro dias consecutivos. Após a aclimatação, a atividade comportamental é registrada usando software especializado.
Todos os dias, os dados são exportados e revisados para fins de controle de qualidade. Após o teste, os dados são analisados para vários parâmetros comportamentais. Em última análise, a atividade de campo aberto é usada para mostrar diferenças entre animais de controle e teste de maneira não invasiva.
A vantagem desse método não invasivo é que ele fornece uma avaliação geral da qualidade de vida geral de maneira longitudinal. Isso imita o teste de caminhada de seis minutos usado como medida de resultado clínico e fornece informações sobre os possíveis efeitos de medicamentos fora do alvo para obter os melhores resultados. Certifique-se de que todos os animais estejam devidamente aclimatados e que o teste seja realizado no mesmo horário todos os dias, e uma sala silenciosa com temperatura e umidade controladas com iluminação uniforme.
Para começar, traga os ratos para a sala de testes e deixe-os se aclimatar por aproximadamente 10 minutos. Saia da sala durante esse período. Em seguida, volte para a sala e ligue as câmaras de atividades.
Mesmo que os dados não estejam sendo coletados no momento, isso imitará o ambiente de teste. A câmara de atividade usada neste protocolo contém um divisor central que divide a câmara em quadrantes. Certifique-se de que o divisor esteja alinhado corretamente dentro da câmara.
Em seguida, remova cuidadosamente cada mouse de sua gaiola inicial e coloque-os imediatamente em um quadrante vazio. Depois que todos os animais estiverem carregados, coloque a tampa em cima e saia da sala. Permitir que os animais se aclimatem à câmara de ensaio durante 60 minutos após o período de aclimatação.
Volte para a sala e remova a tampa. Gentilmente, retorne cada rato à sua gaiola inicial. Limpe bem cada câmara com desinfetante e toalhas de papel entre cada sessão.
Repita essas etapas por quatro dias consecutivos uma semana antes da coleta inicial de dados. Tome cuidado para atribuir aleatoriamente os animais a uma nova caixa a cada sessão para evitar a habituação e acompanhar as atribuições de caixas durante todo o estudo. Para medir a atividade em campo aberto, leve os ratos para a sala de testes para se aclimatar por 10 a 30 minutos.
Saia da sala durante esse período. Após esse tempo, volte para a sala e ligue as câmaras de atividades. Em seguida, abra o software de computador que o acompanha que registrará o movimento do animal.
Defina os parâmetros primários de coleta de dados no software de computador para coletar seis blocos de dados de 10 minutos e, em seguida, insira a data apropriada, o nome do arquivo e os números de identificação do mouse. Depois que todos os parâmetros estiverem definidos, execute uma verificação de pré-feixe para verificar se todos os feixes infravermelhos estão funcionando corretamente. Se a câmara não passar na verificação do pré-feixe, é mais provável que seja devido ao mau alinhamento do divisor central.
Se isso acontecer, realinhe o divisor até que os sensores sejam desbloqueados e o sistema esteja pronto. Quando todas as câmaras de teste estiverem prontas, remova cuidadosamente o mouse de sua gaiola inicial e coloque-o na câmara de teste. Dois animais podem ser colocados na câmara de ensaio ao mesmo tempo durante a recolha de dados.
Por exemplo, um animal pode ser colocado no quadrante frontal esquerdo e outro no quadrante traseiro direito. Coloque a tampa no topo das câmaras assim que todos os animais estiverem carregados e, em seguida, inicie o programa para iniciar a coleta de dados. O programa começará a registrar os níveis de atividade de acordo com os parâmetros de coleta de dados definidos anteriormente.
Saia da sala de testes durante o período de teste. Retorne à sala quando a coleta de dados estiver concluída. Salve os dados e devolva cada animal à sua respectiva gaiola de origem.
Limpe todas as unidades com um desinfetante e toalhas de papel antes de testar outro grupo de animais. Após o teste, exporte os dados para uma planilha. O software de computador calcula vários parâmetros durante o período de coleta de dados.
Para cada mouse, revise todos os dados para fins de controle de qualidade. Repita essas etapas por quatro dias consecutivos. Tome cuidado para atribuir aleatoriamente os animais a uma nova caixa a cada sessão e acompanhar as atribuições das caixas durante todo o estudo.
Por fim, calcule a atividade horizontal média. Atividade vertical, distância total percorrida, tempo total de movimentação e tempo total de repouso dos quatro dias de coleta de dados. Esses resultados mostram níveis típicos de atividade em campo aberto de machos e fêmeas ddy dois laminados J alfa dois distrofia muscular congênita deficiente, camundongos e camundongos controle ao longo do tempo, a atividade horizontal foi maior nos camundongos controle, assim como a atividade vertical e a distância total percorrida.
Os camundongos DY dois J também mostraram uma perda completa da atividade vertical às 19 semanas de idade, o que reflete a paralisia dos membros posteriores e, por sua vez, a incapacidade de empinar às seis semanas de idade durante a fase necrótica de pico. No modelo animal de distrofia muscular de Duchenne, os camundongos MDX apresentam níveis mais baixos de atividade horizontal, atividade vertical e distância total percorrida. Diferenças na atividade de campo aberto também foram demonstradas entre camundongos de diferentes cepas.
Os camundongos BL 10 apresentaram maior atividade horizontal, atividade vertical e distância total percorrida em comparação com os camundongos L seis. Como a atividade comportamental é propensa a grandes variações, a atividade em campo aberto pode não ser uma medida de desfecho primário adequada. No entanto, pode ser uma medida de resultado secundário muito valiosa em estudos pré-clínicos quando conduzida com ensaios histológicos e moleculares funcionais adicionais.
Visão Geral
Este artigo detalha um protocolo padronizado para medir a atividade locomotora e comportamental em camundongos utilizando o sistema de monitoramento de atividade em campo aberto. O método é particularmente valioso para avaliar a deficiência locomotora em modelos animais de doenças neuromusculares e para avaliar a eficácia de intervenções terapêuticas. O protocolo enfatiza os procedimentos de aclimatação, coleta de dados e análise para garantir resultados confiáveis e reprodutíveis.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência comportamental
- Pesquisa pré-clínica de doenças neuromusculares
- Fenotipagem de modelos animais
Antecedentes
- A monitorização da atividade em campo aberto avalia a atividade locomotora e comportamental geral em camundongos.
- Oferece uma medida não invasiva da qualidade de vida geral e do comprometimento funcional.
- Este método complementa outras avaliações, como a força de preensão, e reflete testes clínicos como o teste de caminhada de seis minutos.
- Os resultados podem ser influenciados pela linhagem, idade, sexo, ritmo circadiano e fatores ambientais do animal.
Objetivo do Estudo
- Fornecer um protocolo padronizado para a medição da atividade em campo aberto em ensaios pré-clínicos.
- Discutir considerações importantes, análise de dados e interpretação dos resultados do teste de campo aberto.
- Destacar pontos fortes, limitações e recomendações para um delineamento ideal do estudo.
Métodos Utilizados
- Adaptação dos camundongos à câmara de campo aberto durante quatro dias consecutivos.
- Gravação da atividade comportamental utilizando software especializado e câmaras equipadas com feixes de infravermelho.
- Atribuição aleatória dos animais a diferentes câmaras para evitar habituação.
- Coleta de dados em seis blocos de 10 minutos, seguida de exportação e revisão de controle de qualidade.
- Cálculo de parâmetros como atividade horizontal, atividade vertical, distância total percorrida, tempo de movimento e tempo de repouso.
Resultados Principais
- Os camundongos controle exibiram maior atividade horizontal e vertical e percorreram uma distância total maior em comparação com os modelos de doenças neuromusculares.
- Camundongos DY2J apresentaram perda completa da atividade vertical aos 19 semanas, refletindo paralisia das patas traseiras.
- Camundongos MDX (modelo de distrofia muscular de Duchenne) demonstraram níveis reduzidos de atividade em comparação com os controles.
- Foram observadas diferenças significativas dependentes da linhagem na atividade no campo aberto (por exemplo, BL10 versus camundongos L6).
Conclusões
- A monitorização da atividade em campo aberto é uma medida secundária valiosa em estudos pré-clínicos neuromusculares.
- É sensível tanto à progressão da doença quanto aos efeitos de intervenções terapêuticas.
- Devido à variabilidade, deve ser utilizada em conjunto com outros ensaios funcionais, histológicos e moleculares para uma avaliação abrangente.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
O monitoramento da atividade em campo aberto fornece um método padronizado e não invasivo para quantificar déficits locomotores e comportamentais em modelos pré-clínicos de doenças neuromusculares. Esta abordagem permite a avaliação objetiva da eficácia terapêutica e de efeitos fora do alvo, apoiando a continuidade translacional entre estudos em animais e desfechos clínicos. Sua integração como medida de desfecho secundária aumenta a confiança preditiva e orienta decisões de portfólio ajustadas ao risco no estágio inicial da descoberta de fármacos.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Permite avaliação funcional de fenótipos relevantes para doenças em modelos genéticos e farmacológicos.
- Apóia a desmistificação biológica mediante a quantificação de prejuízos locomotores e alterações comportamentais.
- Facilita a avaliação comparativa de alvos candidatos por meio de métricas comportamentais padronizadas.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prepara modelos animais validados para estudos downstream de eficácia e segurança.
- Fornece resultados quantitativos reprodutíveis, como distância total percorrida e padrões de atividade.
- Permite a padronização de ensaios e a comparabilidade entre estudos para avaliação de compostos.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha desfechos comportamentais pré-clínicos com medidas clínicas como o teste de caminhada de seis minutos.
- Oferece continuidade do descobrimento à validação pré-clínica, acompanhando a progressão da doença e a resposta terapêutica.
- Permite a integração com ensaios histológicos e moleculares para uma avaliação translacional abrangente.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
A monitorização da atividade em campo aberto insere-se na continuidade entre a descoberta inicial e a validação pré-clínica, integrando a fenotipagem funcional e o desenvolvimento de biomarcadores translacionais.
- Biologia de Descoberta: Quantifica fenótipos comportamentais e locomotores para testar hipóteses terapêuticas e esclarecer mecanismos de doenças.
- Triagem: Oferece leituras comportamentais quantitativas e reprodutíveis para avaliar os efeitos de intervenções.
- Análise: Fornece dados multiparamétricos (por exemplo, atividade horizontal/vertical, tempo de movimento/repouso) para comparação estatística robusta.
- Pesquisa Translacional: Reflete medidas de desfecho clínicas, aumentando o valor preditivo para estudos em humanos.
- Reutilização Corporativa: O POP padronizado permite ampla aplicação em modelos de doenças neuromusculares e programas terapêuticos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva e reduz a ambiguidade mecanicista na validação de alvos.
- Valor Operacional: Promove a reprodutibilidade, padronização e escalabilidade no fenotipamento comportamental.
- Valor Estratégico: Orienta decisões de prosseguir/não prosseguir e otimiza a alocação de recursos ao fornecer sinais precoces de eficácia.
- Impacto no Portfólio: Apoia a priorização e o avanço ajustados ao risco de candidatos terapêuticos.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência em neurociência comportamental e manejo de modelos animais.
- Necessita de câmaras especializadas de monitoramento de atividade, software e controles ambientais.
- Exige padronização rigorosa entre equipes nos protocolos e na análise de dados.
- Deve levar em conta variáveis como linhagem, idade, sexo e fatores ambientais para garantir a integridade dos dados.
- É mais adequado como medida de desfecho secundário, associado a ensaios funcionais, histológicos e moleculares.
