Aplicando o Sistema RatWalker para Análise de Marcha em um Modelo de Rato Genético da Doença de Parkinson

Aqui descrevemos o sistema RatWalker, construído redesenhando o aparelho MouseWalker para acomodar o aumento do tamanho e peso dos ratos. Este sistema usa reflexão interna total frustrada (FTIR), captura de vídeo de alta velocidade e software de análise de acesso aberto para rastrear e quantificar os parâmetros da marcha.

Este método permite quantificar de forma reprodutível as diferenças nos parâmetros da marcha. Os parâmetros da marcha podem ser avaliados em roedores que caminham livremente, e a técnica não depende de etapas invasivas, como mergulhar os pés com tinta. Demonstrando o procedimento estará Ben Lamberty.

Comece colocando uma gaiola doméstica no final da passarela antes do início de cada corrida, para servir como uma sugestão positiva para o rato atravessar a passarela. Desligue as luzes do quarto. Ligue a câmera e comece a gravar vários segundos antes que o rato seja colocado na plataforma.

Com o recinto instalado, coloque o rato no final da passarela, em frente à gaiola doméstica, e permita que ele atravesse a passarela de maneira não forçada. Pare de registrar assim que o animal chegar ao término da passarela. Limpe a passarela usando etanol a 70% e uma toalha não abrasiva entre as corridas e depois que um animal urinar ou defecar.

Em seguida, deixe o etanol evaporar antes de introduzir outro animal. Execute os ratos pela passarela um total de sete vezes durante cada período de observação, tomando as três primeiras corridas que pontuam como passagem para análise. Marque uma corrida como passageira se o animal der quatro ou mais passos consecutivos na direção da gaiola doméstica sem interrupção devido a cuidados com a tosa, pausa ou movimentos errantes.

A análise da marcha foi realizada em ratos machos do tipo selvagem e Parkin DKO aos dois meses de idade para determinar se o uso da análise cinemática da marcha poderia revelar deficiências motoras sutis antes do aparecimento de problemas motores grossos. Apesar do aumento do peso dos ratos DKO, a pressão do pé aplicada à superfície de caminhada não foi alterada. Após a avaliação de vários parâmetros de marcha em função da velocidade de caminhada, a velocidade de caminhada e o comprimento dos passos foram semelhantes entre ratos selvagens e DKO.

A variação entre ratos selvagens e DKO tornou-se aparente na fase de postura e duração do balanço em velocidades de caminhada mais lentas. A fração do ciclo de passos em que a perna está na fase de postura foi o fator de serviço. Gastou-se mais tempo na fase de oscilação do que na fase de postura, à medida que o fator de imposto diminuiu.

Além disso, enquanto as velocidades de balanço aumentaram com o aumento da velocidade em animais do tipo selvagem, a correlação foi atenuada em ratos DKO. A análise da marcha FTIR também foi usada para criar gráficos de traços de fase de postura de cada perna em relação ao corpo em ratos que caminham livremente. Ao comparar o posicionamento da pata, observaram-se alterações significativas no PEP e PEP.

Vários parâmetros adicionais foram significativamente alterados nos ratos DKO em comparação com o tipo selvagem. A velocidade de balanço dos membros posteriores esquerdo e direito foi aumentada em ratos DKO, enquanto a duração do balanço dos membros posteriores esquerdo e direito foi diminuída. A configuração consistente do equipamento, incluindo a posição da câmera em relação ao RatWalker, é importante para a implementação bem-sucedida deste protocolo.

Após a realização deste protocolo, os animais estão disponíveis para qualquer comportamento adicional ou desfechos experimentais necessários. Por exemplo, as alterações da marcha podem ser correlacionadas com alterações histológicas. Essa técnica pode ser usada para avaliar a marcha em outros modelos de roedores não DP, como modelos de ansiedade e depressão.