Inflamação induzida pela mielinização Mouse modelo
12 de junho de 2018
Este protocolo descreve um método de inflamação química com mielinização e fornece um modelo do rato da epilepsia. Este protocolo também pode ser usado para investigar a vulnerabilidade à indução de convulsões e patogênese após crises epilépticas em ratos.
Este método pode ajudar na análise profunda da epilepsia. A convulsão induzirá alterações histológicas no cérebro que podem estar envolvidas nos distúrbios do desenvolvimento neuropsiquiátrico. A principal vantagem dessa técnica é que a dose auto-conversiva de PTZ pode induzir convulsões controláveis melhor do que os outros métodos atuais.
Comece a preparar a injeção dissolvendo 2 miligramas por mililitro PTZ em cloreto de sódio estéril a 0,9%. Pese o animal e coloque-o em uma câmara de observação por um período de habituação de 3 minutos. Em seguida, injete PTZ interperitonealmente com uma seringa de 1 mililitro presa a uma agulha de calibre 27 no quadrante esquerdo ou direito do abdômen do animal.
Finalmente, observe o animal após a injeção de PTZ quanto a comportamento anormal. Obtenha pelo menos dois camundongos SV de 129 meses de idade de dois a seis meses que sejam do mesmo sexo que os camundongos sujeitos para ser o camundongo estranho. Cada rato estranho deve ser mantido separadamente.
Para cada sessão de treinamento, deixe o mouse na gaiola para habituação por 15 minutos. Limpe todo o aparelho em ambas as gaiolas limpando a superfície com etanol 70%. Em seguida, coloque as gaiolas vazias nas duas câmaras laterais do aparelho de três câmaras e abra as portas entre as câmaras.
Para habituar o mouse em questão, coloque o mouse em questão na câmara central e permita que o mouse se mova livremente por todo o aparelho até que o mouse tenha investigado ambas as gaiolas, mais cinco minutos adicionais. Depois que o animal entrar na câmara central, feche as portas e deixe o rato se mover livremente na câmara central por cinco minutos. Durante este período, coloque um dos 129 camundongos SV em uma gaiola para se habituar à gaiola.
Imediatamente após o período de habituação do rato sujeito, coloque a gaiola contendo o rato 129 SV, denominada gaiola Stranger One, em uma das câmaras laterais e coloque a gaiola vazia, denominada gaiola Object, na outra câmara lateral. Abra a porta e monitore o comportamento do mouse em questão. Permita que o mouse em questão se mova livremente por 10 minutos e registre quatro parâmetros comportamentais.
Número um, o tempo gasto em cada câmara, a câmara do Estranho Um, a câmara do Objeto e a câmara central. Número dois, o tempo gasto investigando cada gaiola, a gaiola do Estranho Um e a gaiola do Objeto. Número três, o número de entradas em cada câmara e Número quatro, a distância total percorrida.
Depois que o mouse se mover para a câmara central, feche as portas. Depois de limpar as gaiolas, comece a análise da novidade social colocando outro camundongo 129 SV em uma das gaiolas, denominada gaiola Stranger Two, e coloque a gaiola Stranger Two em uma das câmaras. Coloque o rato Stranger One na outra gaiola, denominada gaiola Stranger One e coloque a gaiola Stranger One na outra câmara.
Por fim, abra a porta e monitore o comportamento do mouse em questão. Permita que o mouse em questão se mova livremente por 10 minutos e meça os mesmos parâmetros comportamentais descritos para a análise da socialidade. Comece colocando um mouse em um aparelho de condicionamento com condições específicas.
Por exemplo, um aparelho quadrado com paredes de plexiglass transparente, um piso de grade de metal, um odor de etanol, brilho de 100 lux e ruído branco de fundo de 65 decibéis. Condicione o mouse por choque de pé com tempo pseudo-aleatório de choques elétricos de 0,1 miliamperes por dois segundos, três vezes ao longo de cinco minutos. Em seguida, retorne o mouse para a gaiola inicial após o condicionamento.
No dia seguinte ao condicionamento, faça uma avaliação da memória colocando o mouse no mesmo aparelho da condição de choque e medindo o tempo de congelamento ao longo de cinco minutos. Mais tarde, no mesmo dia, coloque o mouse em um novo aparelho e meça o tempo de congelamento durante uma avaliação de cinco minutos. Finalmente, compare o tempo de congelamento entre a mesma condição e a nova condição.
Os resultados indicaram que o escore de convulsão aumentou gradualmente com as injeções de PTZ, enquanto nenhuma convulsão ou comportamento anormal foi evocado pelas injeções de solução salina. Além disso, a convulsão repetitiva promoveu a formação de ramos axonais aberrantes ou o brotamento de fibras musgosas e a migração anormal de células granulares no hipocampo. Os camundongos tratados com PTZ mostraram sociabilidade normal.
Os ratos passaram mais tempo na câmara do Estranho do que na câmara do Objeto e investigaram a gaiola do Estranho mais do que investigaram a gaiola do Objeto. Os camundongos tratados com PTZ mostraram novidade social anormal, indicativa de memória social prejudicada. Os camundongos tratados com PTZ também mostraram memória prejudicada no teste de medo contextual.
Após este procedimento, outros métodos como o labirinto aquático de Morris ou outros testes de memória podem ser realizados para responder às perguntas adicionais sobre a capacidade de memória prejudicada afetada pela crise epiléptica. Após seu desenvolvimento, essa técnica abre caminho para os pesquisadores no campo da epilepsia explorarem como um mecanismo de distúrbios do desenvolvimento neuropsiquiátrico induzidos por convulsões usando animais modelo.
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Visão Geral
Este estudo apresenta um método de ignição química com pentilenetetrazol (PTZ) para gerar um modelo murino de epilepsia. Ele investiga os efeitos de convulsões repetidas sobre os desfechos comportamentais e as alterações neuronais subjacentes. O método permite aos pesquisadores explorar distúrbios neuropsiquiátricos de desenvolvimento induzidos por convulsões, utilizando camundongos 129 SV.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Análise Comportamental
- Pesquisa em Epilepsia
Antecedentes
- O pentilenotetrazol (PTZ) é utilizado para induzir convulsões de maneira controlada.
- As convulsões podem induzir alterações histológicas no cérebro associadas a transtornos do desenvolvimento.
- Este modelo fornece informações sobre a vulnerabilidade a convulsões e suas implicações no comportamento.
- A análise observacional ajuda a avaliar a novidade social e o déficit de memória em camundongos tratados.
Objetivo do Estudo
- Desenvolver um modelo confiável em camundongo para o estudo da epilepsia.
- Investigar o impacto das convulsões induzidas por PTZ no comportamento social e na memória.
- Explorar os mecanismos subjacentes aos transtornos neuropsiquiátricos induzidos por convulsões.
Métodos Utilizados
- As avaliações comportamentais são realizadas utilizando camundongos 129 SV.
- O PTZ é administrado por injeção intraperitoneal para induzir convulsões.
- O comportamento é monitorado em testes sociais e de memória após a administração do PTZ.
- Os passos críticos incluem períodos de habituação tanto para o camundongo experimental quanto para o camundongo estranho antes dos testes.
- Os dados de convulsão e comportamento são registrados sistematicamente para análise.
Resultados Principais
- As injeções de PTZ resultaram em aumento dos escores de convulsão e comportamentos anormais.
- Os episódios convulsivos promoveram alterações notáveis na estrutura cerebral, como o brotamento de fibras musgosas.
- Camundongos tratados com PTZ apresentaram memória social e respostas de medo contextual prejudicadas em comparação com os controles.
- Convulsões repetitivas afetaram os resultados comportamentais, indicando repercussões nas funções neuropsiquiátricas.
Conclusões
- O estudo estabelece um novo modelo para explorar os mecanismos subjacentes à epilepsia e suas consequências comportamentais.
- Os resultados enfatizam a importância do uso de modelos animais para avaliar transtornos neuropsiquiátricos relacionados à atividade convulsiva.
- Essa abordagem pode facilitar pesquisas futuras sobre intervenções terapêuticas para epilepsia e condições relacionadas.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
O modelo de kindling induzido por pentilenotetrazol (PTZ) em camundongos fornece uma plataforma robusta e escalonável para investigar os mecanismos subjacentes à epilepsia e à disfunção neuropsiquiátrica induzida por convulsões. Este modelo permite a avaliação quantitativa da vulnerabilidade à convulsão, do comprometimento comportamental e da patologia neuronal, reforçando a confiança preditiva na validação precoce de alvos terapêuticos e na triagem de compostos. Sua reprodutibilidade e relevância translacional tornam-no um recurso valioso para triagem de portfólios e redução de riscos mecanicistas na descoberta de fármacos para o sistema nervoso central (CNS).
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Permite a avaliação sistemática da suscetibilidade e progressão de convulsões em um sistema in vivo controlado.
- Apoia a desvinculação mecanicista ao associar a atividade convulsiva a desfechos histológicos e comportamentais.
- Facilita a validação funcional de genes e vias relacionados à epilepsia.
- Oferece uma base para a confiança preditiva na seleção e priorização de alvos.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Oferece um modelo validado e reprodutível para triagem de fármacos antiepilépticos.
- Gera dados quantitativos comportamentais e histológicos para avaliação de compostos.
- Apóia a padronização de ensaios e a comparabilidade entre estudos.
- Permite avaliação escalonável e de alto rendimento de intervenções candidatas.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha a patologia do modelo animal às alterações cerebrais humanas epilépticas, garantindo continuidade translacional.
- Permite investigar déficits neuropsiquiátricos e cognitivos induzidos por convulsões, relevantes para desfechos clínicos.
- Apoia decisões de avanço ajustadas ao risco, fornecendo dados de eficácia relevantes à doença.
- Facilita a descoberta e validação de biomarcadores para a transição da pré-clínica à clínica.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este modelo se integra ao continuum de descoberta, desde estudos mecanicistas iniciais até a identificação de compostos líderes e validação pré-clínica, apoiando tanto a redução de riscos do alvo quanto o triagem de compostos.
- Biologia da Descoberta: Fornece uma plataforma para testes de hipóteses sobre mecanismos de convulsão e sequelas neuropsiquiátricas.
- Triagem: Oferece resultados comportamentais e histológicos quantitativos e reproduzíveis para classificação de compostos.
- Análises: Permite a comparação estatística de escores de convulsão, métricas comportamentais e neuropatologia entre diferentes grupos experimentais.
- Pesquisa Translacional: Conecta achados pré-clínicos à relevância clínica por meio da correlação entre a patologia cerebral de animais e pacientes.
- Reutilização Corporativa: Atua como um modelo padronizado e reutilizável para avaliação contínua de portfólios de SNC e exploração mecanicista.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva na seleção de alvos e vias para epilepsia e distúrbios relacionados.
- Valor Operacional: Fornece fluxos de trabalho padronizados, escalonáveis e reprodutíveis para adoção entre diferentes equipes.
- Valor Estratégico: Melhora a tomada de decisões de avanço ou interrupção e reduz riscos biológicos em estágios avançados em programas do SNC.
- Impacto na Carteira: Permite a priorização e o avanço de ativos com base em fundamentos mecanicistas validados, ajustados ao risco.
Considerações de Implementação
- Exige experiência em manipulação de animais, análise comportamental e avaliação neuropatológica.
- Requer acesso a instrumentação especializada em análises comportamentais e histológicas.
- Necessita padronização rigorosa entre equipes nos protocolos de dosagem, observação e pontuação.
- A adaptação entre linhagens de camundongos ou modelos de doença pode exigir otimização do protocolo.
- A interpretação dos resultados deve considerar limitações específicas da espécie e do modelo.
