Det primära effektmåttet i kliniska försök för neuromuskulära sjukdomar är allmänt förbättrad muskelfunktion. Därför att bedöma effekten av potentiella terapeutiska föreningar på muskelprestanda pre kliniskt i musmodeller är av stor betydelse. Vi här beskriver flera funktionella tester för att ta itu med detta.
Duchennes muskeldystrofi (DMD) är en allvarlig och progressiv muskelförtvining sjukdom för vilken inget botemedel finns. Trots detta har flera potentiella läkemedelspreparat och genterapi metoder utvecklats i kliniska prövningar. Med förbättrad muskelfunktion är den viktigaste ändpunkten i dessa prövningar, har stor vikt lagts vid att upprätta tillförlitlig, reproducerbar, och lätt att utföra funktionstester till pre kliniskt utvärdera muskelfunktion, styrka, kondition och koordination i mdx musmodell för DMD. Både invasiva och icke-invasiva tester finns tillgängliga. Tester som inte förvärrar sjukdomen kan användas för att bestämma den naturliga historia av sjukdomen och effekterna av terapeutiska ingrepp (t ex. Forelimb greppstyrka tester, två olika hängande tester med hjälp av antingen en tråd eller ett rutnät och rotarod igång). Alternativt kan tvingas löpband rinnande användas för att förbättra sjukdomsförloppet och / eller bedömaskyddande effekter av terapeutiska ingrepp på sjukdomspatologi. Vi här beskriver hur du utför dessa vanligaste funktionstester på ett tillförlitligt och reproducerbart sätt. Med hjälp av dessa protokoll som bygger på standardrutiner möjliggör jämförelser av data mellan olika laboratorier.
Duchennes muskeldystrofi (DMD) är den vanligaste neuromuskulär sjukdom som påverkar 1:5000 nyfödda pojkar. Denna allvarliga och progressiva muskelförtvining sjukdom orsakas av mutationer i DMD-genen som stör den öppna läsramen och förhindra syntes av funktionella dystrofin protein. Muskelfibrer saknar dystrofin är sårbara för ansträngningsutlöst skada. Vid konsumtion av muskelns förnyelseförmåga, och på grund av kronisk inflammation i skadade muskler är fibrer ersätts av bindväv och fett, därefter leder till en förlust av funktion. Generellt DMD patienter förlorar förflyttningar i de nedre extremiteterna tidigt i det andra decenniet. Senare också musklerna i armar och skuldergördel är drabbade och patienter utvecklar ofta thoracolumbar skolios grund av asymmetrisk försvagning av musklerna som stöder ryggmärgen. Assisterad ventilation krävs i allmänhet i de sena tonåren eller i tjugoårsåldern. Andningsvägar och hjärtsvikt blytill döds i den tredje eller fjärde decennium 1.
Även den orsakande genen har upptäckts över 25 år sedan 2, finns det inget botemedel för DMD. Men förbättrad hälsovård och användning av kortikosteroider har ökade livslängden i västvärlden 3. Med hjälp av djurmodeller som MDX musen, stora steg framåt i upptäckten av potentiella terapeutiska strategier har gjorts. MDX-musen är den mest använda DMD musmodell. Den har en punktmutation i exon 23 av den murina DMD-gen och följaktligen saknar dystrofin 4. Under de senaste åren har många föreslagit strategier gått in i kliniska prövningar 5-9. I dessa studier är förbättrad muskelfunktion det primära effektmåttet, som ligger bakom det är viktigt att testa nyttan av föreningar på muskelfunktion hos möss under pre kliniska stadiet av tester.
Liksom DMDpatienter, även de dystrophin negativa muskelfibrer av MDX-möss är känsliga för utöva inducerad skador och deras muskelfunktionen är nedsatt jämfört med C57BL/10ScSnJ vildtyp möss. Denna nedskrivning kan bedömas med olika funktionstester. En del av dessa tester är icke-invasiv och inte stör muskelpatologi (t.ex. frambensgreppstyrka, hängande tester och rotarod igång). Därför kan de användas för att övervaka naturhistoria av sjukdomen eller bestämma effekterna av föreningar på sjukdomsutveckling. För att få en ingående bild av påverkan av föreningar på muskelfunktion i mdx-möss, kan ett funktionellt test regim som inte interfererar med sjukdomsutveckling som består av alla dessa tester användas 10.
Alternativt kan tvingas löpband igång användas för att avsiktligt förvärra sjukdomsförloppet och testa de skyddande kapacitet föreningar 11. Den löpband kan också varaanvänds som effektmått där gångtid tills utmattning mäts 12, eller som ett verktyg för utmattnings MDX möss så att de presterar sämre i en efterföljande funktionstest säkerställer större skillnader i prestanda mellan behandlingsgrupperna 13. När du väljer funktionstester, ska deras effekt på sjukdomsförloppet hållas i minnet, särskilt när man testar dystrofa möss gillar mdxmus 14.
Vi här i detalj beskriva hur du utför de vanligaste funktionstester på ett tillförlitligt och reproducerbart sätt baserat på tillgängliga standardrutiner från TREAT-NMD nätverk. Klicka här för att besöka TREAT-NMD .
De funktionstester som presenteras här är reproducerbar, enkel att utföra och som gäller för vildtyp och dystrofa möss oberoende av deras ålder. Testerna ger användbara verktyg för att pre kliniskt utvärdera muskelfunktion, styrka, kondition och koordination. Vid testning av effekterna av en förening på naturhistoria av sjukdomen, de icke-invasiva tester som beskrivs här (frambensgreppstyrka, både hängande tester och rotarodtestet) kan fint kombineras i ett funktionstest regim där dessa tester utförs p?…
The authors have nothing to disclose.
Vi vill tacka Margriet Hulsker för hennes fotografiska stöd och hjälp för att skapa bilder av möss och granskarna för deras mycket konstruktiva kommentarer. Detta arbete stöddes av ZonMW, TREAT-NMD (kontraktsnummer LSHM-CT-2006 till 036.825) och Duchennes Parent Project.
Mouse grip strength meter | Chatillon DFE (re-sold by Columbus Instruments) | # 80529 | |
Hanging wire 2 limbs device | Cloth hanger or custom made device | ||
Hanging wire 4 limbs device | Lid of rat cage or custom made device | ||
Rotarod | Ugo Basil | # 47600 | |
Treadmill for mice Exer 3/6 | Columbus Instruments | # 1055SRM |