Uma bateria de testes de motor em um Neonatal Rato Modelo de Paralisia Cerebral
3 de novembro de 2016
Apresentada é uma bateria concisa de testes motores neonatais em camundongos. Usando esses testes, os déficits motores neonatais podem ser demonstrados em uma variedade de distúrbios motores neonatais. Por ter um conjunto padronizado de testes, os resultados de diferentes estudos podem ser comparados, permitindo relatórios melhores e precisos entre os grupos.
O objetivo geral deste vídeo de metodologia é demonstrar a maneira correta de realizar uma bateria de testes motores neonatais para que sejam facilmente reprodutíveis e quantificáveis. Este vídeo mostrará uma série de testes motores neonatais, bem como como realizar e pontuar cada teste individual. Um dos problemas com outros artigos de comportamento publicados é que os detalhes desses testes não se traduzem bem apenas com palavras e levaram a resultados de diferentes pesquisadores que não podem ser comparados.
A principal vantagem desta série de testes é que ela usa um sistema de pontuação padronizado e quantificável que permitirá relatórios de resultados melhores e mais precisos. Os testes que demonstramos aqui podem ser usados para determinar déficits motores, validar um modelo de lesão ou doença ou determinar se o tratamento está funcionando. O rastreamento se desenvolve no filhote de camundongo nos primeiros cinco dias pós-natais.
No décimo dia, os filhotes passam a caminhar. Portanto, o teste de deambulação é realizado no oitavo dia. Comece colocando o mouse em um gabinete transparente onde seja visível de todos os lados.
Observe o mouse por três minutos e marque sua deambulação. Se o filhote não andar sozinho, cutuque suavemente o rabo do filhote para incentivar a caminhada. Se não houver movimento, dê uma pontuação de zero.
Dê ao engatinhar com movimento assimétrico dos membros uma pontuação de um. O movimento assimétrico dos membros ocorre quando o posicionamento da pata do filhote não é consistente e seu padrão de pisar é irregular. Dê ao rastejamento lento com movimento simétrico dos membros uma pontuação de dois.
Nesse caso, as patas traseiras devem encontrar as patas dianteiras durante cada etapa, e cada etapa deve fazer uma transição suave para a próxima. Se o mouse estiver engatinhando rápida e simetricamente ou andando, dê a esse comportamento uma pontuação de três. Durante este período de desenvolvimento, há uma mudança mensurável na postura dos membros posteriores, onde o ângulo entre os membros posteriores diminui durante a transição de engatinhar para andar.
Para medir o ângulo do pé, grave o filhote de cima ou de baixo por três minutos. No vídeo, procure segmentos em que o mouse dá um passo completo em linha reta com os dois pés apoiados no chão. Meça o ângulo do pé do filhote desenhando uma linha da extremidade do calcanhar até a ponta do dedo mais longo.
Não faça medições enquanto o filhote estiver parado ou girando. O reflexo de endireitamento é demonstrado quando um filhote de camundongo vira de pé de uma posição supina. Esse reflexo se desenvolve em camundongos entre um e 10 dias de idade.
Para testar esse reflexo, coloque um filhote de costas em uma almofada de banco e segure-o em decúbito dorsal por cinco segundos, depois solte o filhote e registre o tempo que leva para ele retornar à posição de bruços. Registre também a direção do endireitamento. Dê a cada filhote no máximo um minuto para virar.
A geotaxia negativa é um comportamento inato observável quando um filhote é colocado voltado para baixo e se vira naturalmente. Esse reflexo se desenvolve em roedores entre três e 15 dias de idade. Coloque o filhote com a cabeça apontando para baixo em uma inclinação de 45 graus e segure por cinco segundos, depois solte o filhote.
Registre quando e em que direção o filhote se vira, permitindo dois minutos para mostrar o comportamento. Os ratos que caem na inclinação ou não conseguem virar podem ser testados novamente, eliminados ou receber uma pontuação de zero, apenas seja consistente. Para camundongos com mais de 10 dias de idade, use o Teste de Suspensão dos Membros Dianteiros para detectar diferenças de força entre os membros anteriores.
Segure o filhote firmemente pelo corpo e deixe-o segurar um fio rígido com as duas patas dianteiras, depois solte o filhote e cronometre quanto tempo leva para ele cair. Registre se o filhote solta uma pata antes da outra ou de ambas as patas ao mesmo tempo. Para filhotes entre dois e 14 dias de idade, use o Teste de Suspensão dos Membros Posteriores para detectar diferenças na força dos membros posteriores e na função neuromuscular.
Segurando o filhote pela cauda, abaixe-o suavemente em um tubo cônico de 50 mililitros com os membros posteriores colocados sobre a borda. Em seguida, solte o filhote e registre o tempo que leva para ele cair. Além disso, marque a postura dos membros posteriores.
Dê uma pontuação de quatro se os membros posteriores estiverem separados normalmente e a cauda estiver levantada. Se os membros posteriores estiverem mais próximos, mas raramente se tocarem, dê ao filhote uma pontuação de três. Marque dois se os membros posteriores estiverem próximos um do outro e frequentemente se tocando.
Marque um se os membros posteriores estiverem quase sempre em posição fechada com a cauda levantada. E marque um zero para aperto constante dos membros posteriores com a cauda abaixada ou falha em segurar o tubo por qualquer período de tempo. Quando um filhote tenta levantar o corpo usando os membros posteriores, isso é considerado um puxão.
Estes também podem ser contados e registrados. O Teste de Força de Preensão examina a força de todas as quatro patas ao mesmo tempo. A força de preensão pode ser determinada em cinco dias e até 15 dias de idade.
Coloque o filhote em um pedaço de tela de fibra de vidro. Deixe o filhote se ajustar a esse ambiente por cerca de cinco segundos e, em seguida, inverta lentamente a tela para 180 graus. Quando o filhote cair, registre o ângulo da tela.
Se o filhote conseguir segurar a tela quando ela estiver totalmente invertida, registre a latência para que ele caia. Use o Reflexo de Preensão para determinar déficits específicos de preensão da pata. Esse reflexo geralmente aparece entre três e 15 dias.
Para começar, segure o filhote pela nuca, o filhote deve ficar instintivamente imóvel e relaxado. Em seguida, acaricie a parte inferior de cada pata com o lado arredondado e rombudo de uma lâmina de barbear e registre a presença ou ausência de preensão. Em seguida, usando a equação fornecida no texto, calcule a preferência da pata do filhote.
O Teste de Aversão ao Penhasco mede os reflexos do labirinto do filhote, bem como a força e a coordenação. O teste pode ser usado em filhotes do primeiro ao 14º dia pós-natal. Para este teste, use uma caixa com uma saliência plana elevada.
Predefina a caixa com pelo menos cinco mouses. Agora coloque um filhote na borda da caixa com as patas dianteiras, dedos e focinho suspensos sobre a borda. Em seguida, solte o filhote e inicie o cronômetro.
Registre o tempo que leva para o mouse se afastar da borda. Aguarde pelo menos 30 segundos para concluir o teste. Se um filhote cair, ele pode ser testado novamente.
Veja o texto para mais detalhes. A paralisia cerebral foi induzida em filhotes de camundongos com seis dias de idade, conforme descrito anteriormente. Filhotes simulados cirúrgicos foram usados como controles.
Resultados representativos 48 horas após a lesão são mostrados. No Teste de Deambulação, os filhotes de paralisia cerebral deambulam menos simetricamente 48 horas após a lesão, quando comparados aos simulados. Às 48 horas após a lesão, o ângulo da pata traseira foi mais aberto nos camundongos CP quando comparados aos animais simulados.
Os camundongos CP são ligeiramente, mas significativamente mais fracos na força dos membros posteriores quando comparados aos simulados. Os filhotes simulados têm força de preensão significativamente mais forte do que os filhotes de CP. Camundongos CP agarrados com menos patas quando comparados a simulados.
Às 48 horas após a lesão, os camundongos CP mostram uma preferência pela pata traseira direita. Ao usar esse conjunto de testes motores neonatais, os resultados de diferentes grupos de pesquisa podem ser relatados e comparados de forma confiável. Ao realizar esses testes, certifique-se de ser consistente.
Os ratos são jovens e precisam descansar entre as tentativas. Além disso, eles precisam ser mantidos aquecidos e devolvidos à barragem ocasionalmente para alimentação. Certifique-se de realizar esses testes na mesma hora do dia para maior consistência e precisão dos resultados, consulte também o texto escrito para obter detalhes mais específicos, incluindo uma distinção entre não participação e incapacidade de realizar uma tarefa, bem como outras dicas úteis.
Visão Geral
Este artigo apresenta uma bateria padronizada de testes motores neonatais projetados para avaliar déficits motores em filhotes de camundongos. Esses testes facilitam a reprodutibilidade e a comparabilidade dos resultados entre diferentes estudos.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Avaliação Comportamental
- Desenvolvimento Motor
Fundamentos
- O desenvolvimento motor neonatal é crucial para avaliar a saúde neurológica.
- Testes padronizados melhoram a confiabilidade das avaliações comportamentais.
- A análise comparativa dos resultados pode aumentar a compreensão dos distúrbios motores.
- Estudos anteriores careciam de metodologias detalhadas, dificultando a reprodutibilidade.
Objetivo do Estudo
- Fornecer uma metodologia clara para avaliar habilidades motoras neonatais.
- Estabelecer um sistema de pontuação para quantificar o comportamento motor.
- Permitir uma melhor comparação de resultados entre diferentes grupos de pesquisa.
Métodos Utilizados
- Teste de ambulação para avaliar a capacidade de caminhar.
- Testes de rastejamento para avaliar o movimento e a coordenação dos membros.
- Teste de reflexo de direcionamento para medir a recuperação de uma posição supina.
- Teste de geotáxia negativa para observar o comportamento inato de virada.
Principais Resultados
- A pontuação padronizada permite uma avaliação consistente das habilidades motoras.
- Os testes podem identificar déficits motores e validar modelos de lesão.
- Os resultados demonstram mudanças mensuráveis no comportamento motor durante o desenvolvimento.
- A metodologia melhora a capacidade de acompanhar os efeitos do tratamento na função motora.
Conclusões
- Os testes padronizados fornecem uma estrutura confiável para avaliar a função motora neonatal.
- Melhorias nas metodologias podem levar a uma melhor compreensão dos distúrbios motores.
- Estudos futuros podem se basear nessa estrutura para análise comparativa.
Perguntas Frequentes
Executive Industry Relevance
Standardized neonatal motor testing enables reproducible assessment of motor deficits in preclinical models of cerebral palsy and related neurological disorders. This battery supports target validation by quantifying functional outcomes in disease-relevant systems, facilitating mechanistic de-risking and predictive confidence in early discovery. The approach enhances translational continuity by aligning rodent phenotypes with human motor impairments, informing go/no-go decisions in therapeutic development pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogate therapeutic hypotheses by measuring motor function in a neonatal mouse model of cerebral palsy combining hypoxia, ischemia, and inflammation.
- Operational Value: Validate injury models through quantifiable deficits in ambulation, hindlimb angle, suspension, grip strength, and grasping reflex at 48 hours post-injury.
- Predictive Value: Support portfolio triage by identifying hindlimb weakness and fine motor deficits analogous to human cerebral palsy phenotypes.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepare validated biological systems for downstream workflows using a standardized, quantifiable scoring system across nine motor tests.
- Operational Value: Ensure assay standardization and reproducibility by scoring ambulation, crawling symmetry, righting reflex, negative geotaxis, suspension, grip strength, grasping reflex, and cliff aversion.
- Strategic Value: Enable reliable compound evaluation through consistent measurement of motor behaviors in pups aged postnatal day 2 to 14.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Discuss disease relevance by modeling motor deficits seen in human cerebral palsy patients, including hindlimb splaying and grasping impairments.
- Operational Value: Describe continuity from discovery through preclinical validation by detecting treatment effects on motor function via pharmacological or therapeutic interventions.
- Predictive Value: Address risk-adjusted advancement decisions by linking test outcomes to neuromuscular pathology and neurodegenerative disease models.
Pipeline & Workflow Integration
Position the method within the discovery continuum from Early Discovery to Lead Identification, supporting hypothesis testing and biological de-risking in neonatal disease models.
- Discovery Biology: Explain how the method supports hypothesis testing, pathway clarification, or biological de-risking in models of cerebral palsy, hypoxic-ischemic encephalopathy, and traumatic brain injury.
- Screening: Describe assay readiness, reproducibility, or quantitative outputs when supported by the article, including scoring of ambulation, hindlimb angle, suspension, grip strength, and grasping reflex.
- Analytics: Highlight measurements, readouts, or statistical outputs that help teams compare conditions, such as latency to fall, time to right, foot angle measurement, and grip strength angle or latency.
- Translational Research: Connect the method to preclinical continuity or biomarker alignment only when the source supports it, noting alignment with human cerebral palsy motor deficits.
- Enterprise Reuse: Frame the method as a reusable capability rather than a single-use technique, applicable across neurological and neuromuscular pathologies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence, target validation, reduction of mechanistic ambiguity in neonatal motor function assessment.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability of motor testing across laboratories and study groups.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk through early phenotypic characterization.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on quantifiable motor outcomes in disease models.
Implementation Considerations
- Required scientific expertise in neonatal handling, behavioral observation, and motor phenotyping.
- Instrumentation and analytical infrastructure needs include video recording equipment, incline planes, suspension tubes, fiberglass screens, and timing devices.
- Cross-team standardization requirements for consistent scoring, environmental conditions, and timing of tests postnatal day 2 to 14.
- Adaptation considerations across model systems, including cerebral palsy, hypoxic-ischemic encephalopathy, spinal cord injury, and neuromuscular disorders.
- Practical limitations supported by source material: need for rest between trials, thermal regulation, occasional return to dam for feeding, and consistency in time of day for testing.
