The Treadmill Fatigue Test: Un test simple, à haut débit de fatigue comme comportement pour la souris

Behavior

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Dougherty, J. P., Springer, D. A., Gershengorn, M. C. The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse. J. Vis. Exp. (111), e54052, doi:10.3791/54052 (2016).

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Abstract

La fatigue est un symptôme important dans de nombreuses maladies et troubles et réduit la qualité de vie pour beaucoup de gens. L'absence de la pathogenèse claire et l'échec des interventions actuelles pour traiter adéquatement la fatigue chez tous les patients laisse un besoin pour de nouvelles options de traitement. Malgré la nécessité thérapeutique et l'importance de la recherche préclinique en aidant à identifier les traitements nouveaux prometteurs, quelques essais précliniques de fatigue sont disponibles. De plus, l'essai préclinique le plus couramment utilisé pour évaluer le comportement de la fatigue comme volontaire roue en cours d'exécution, ne convient pas pour une utilisation avec certaines souches de souris, peuvent ne pas être sensibles aux médicaments qui réduisent la fatigue, et a relativement faible débit. Le protocole actuel décrit un roman, un essai préclinique non volontaire du comportement en fatigue-like, le test de fatigue de tapis roulant, et fournit la preuve de son efficacité dans la détection de comportement de la fatigue chez les souris traitées avec un médicament de chimiothérapie connu pour causer de la fatigue chez les humains et la fatigue comportement -comme in animals. Cet essai peut être une alternative bénéfique à la roue en cours d'exécution, que le comportement en fatigue-like et les interventions possibles peuvent être évaluées dans un plus grand nombre de souris sur un laps de temps plus court, ce qui permet la découverte plus rapide de nouvelles options thérapeutiques.

Introduction

La fatigue affecte un large éventail de personnes, peuvent sensiblement réduire la qualité de vie, et souvent a une pathogénie incertaine ou inconnue. La fatigue liée au cancer (CRF), par exemple, est vécue par la majorité des patients atteints de cancer en cours de traitement et peut persister longtemps après le traitement du cancer a été achevé et en l'absence de cancer détectable 1. Par ailleurs, la fatigue est également un symptôme majeur dans de nombreuses autres maladies et troubles, y compris le syndrome de fatigue chronique, la dépression, le diabète et la fibromyalgie. Heureusement, il existe des interventions non-pharmacologiques qui sont capables d'aider certaines personnes en situation de fatigue (par exemple, l' exercice peut réduire CRF pour certains patients atteints de cancer du sein 2,3), mais de nombreuses personnes manquent encore de traitement efficace. En outre, les traitements médicamenteux existants pour le CRF n'a pas été jugée largement, voire pas du tout, efficace 4-7.

Malgré la nécessité thérapeutique et le manque de drug options de traitement, les essais précliniques de fatigue pour aider à la découverte et au développement de nouveaux traitements de fatigue font défaut, en particulier dans les modèles animaux. L' un des seuls essais précliniques de la fatigue pour les études sur les rongeurs est l' activité de roue volontaire de roulement (VWRA) 9-15, dans laquelle des souris ou autres rongeurs ont accès gratuitement à une roue en cours d'exécution et leur activité quotidienne en cours d'exécution est enregistrée. Dans de nombreuses études, VWRA est la seule mesure du comportement en fatigue-like, avec le comportement de fatigue comme défini (soit VWRA ou le protocole actuel) comme une diminution de l'activité physique mesurée dans le groupe expérimental. Bien que VWRA peut fournir une mesure longitudinale utile de la fatigue comme comportement, il est un test relativement faible débit, en cours d' exécution varie considérablement entre les souches de souris consanguines 16, et il faut des sujets à être logés individuellement, ce qui peut entraîner des changements de comportement et performance test 17-19. D'autres essais, tels que cage de surveillance comportementale etanalyse, peut également fournir la collecte continue de données et certains systèmes peut permettre des sujets à être logés dans des paires 20. Ces essais ont une utilité, mais peuvent être moins sensibles comme un moyen de détection de comportement en fatigue-like et, comme la roue en cours d'exécution, sont également à faible débit.

Contrairement à VWRA, les tests sur tapis roulant de la souris ne reposent pas sur l'activité volontaire et peut être complété dans un court laps de temps, ce qui permet un débit plus élevé. En comparaison avec VWRA, ces tests emploient des motivateurs externes. Plus précisément, il y a habituellement une grille métallique électrifiée situé à l'arrière de la courroie mobile de fournir des souris avec un choc électrique devraient-ils cesser de fonctionner. En plus de cette grille de choc, les souris peuvent être motivés à courir sur le tapis roulant par plusieurs autres méthodes, y compris aiguillonner, piquer, ou de les toucher avec une main, au pinceau, ou un autre outil et de diriger petites bouffées d'air à eux. Au lieu de la fatigue, des tests sur tapis roulant de la souris sont souvent utilisés pour mesurer aérobie et / ou anaerOBIC capacité d'exercice 21-25. Les souris sont motivés à courir jusqu'à ce qu'ils sont incapables ou peu disposés à continuer à fonctionner sur le tapis roulant comme un moyen d'échapper à d'autres chocs électriques. Test se termine ensuite lorsque les souris répondent au critère de l'épuisement. Dans ces protocoles, afin d'assurer que les souris atteignent vrai épuisement physiologique, le critère de l'épuisement est souvent définie comme les dépenses de cinq secondes continues de pose sur le dessus de la grille de choc et de ne pas continuer à fonctionner face à des stimuli aversifs répétées. Ainsi, le comportement de la fatigue comme peut être masquée dans les tests sur tapis roulant typiques en raison de la forte Agressivité de la motivation externe et critère pour mettre fin au test. Fait intéressant, et contrairement à beaucoup d' autres études utilisant des tapis roulants de rongeurs, une publication récente décrit une autre version d'un essai de fatigue sur tapis roulant, qui a été utilisé dans le cadre d'un examen des effets du stress social chez les souris 26. Bien que la méthode utilisée par ce groupe nettement différent de la cuprotocole rrent (ils employés un tapis roulant à voie unique et nécessaire 10 sec de choc électrique comme critère pour mettre fin à leur test), leur étude met en évidence l'utilité et l' intérêt pour le développement d' un test de fatigue rapide, simple en utilisant le tapis roulant de la souris.

La fatigue est susceptible d'être détectable par des moyens autres que la roue en cours d'exécution et les modifications dans les comportements de routine. CRF rend les patients se sentent épuisés par une moindre quantité de fatigue musculaire, tel que déterminé par l' analyse électromyographique, que les personnes sans CRF 27. En outre, la motivation réduite a été notée et est mesurée par plusieurs échelles de mesure de la fatigue humaine 28,29. Ainsi, un essai préclinique utile du comportement en fatigue comme devrait établir une distinction entre les souris saines et fatigués sur la base d'une mesure autre que la capacité physiologique et ne doit pas baisses obscures dans la motivation. Pour parvenir à cette fin, tout en évitant les limitations de VWRA et d'autres tests, la méthode wa actuelless développé en adaptant le test sur tapis roulant de la souris. Cette méthode utilise une grille de choc comme le seul facteur de motivation externe pour faire fonctionner la souris sur le tapis roulant. Les souris apprennent rapidement que la grille fournit un stimulus aversif et rapidement se déplacer loin de lui lorsqu'il est placé sur le tapis roulant et de maintenir une certaine distance de celui-ci lors de l'exécution.

Lorsque les souris fatiguent, ils passent progressivement plus de temps vers l'arrière du tapis de course au lieu de maintenir la vitesse vers l'extrémité avant. Par conséquent, le critère de fin d'essai dans ce protocole est de passer cinq secondes en continu dans la zone de fatigue désigné (c. -à l'arrière du tapis de course, allant d'environ une longueur de corps de la grille de choc, et y compris, la grille de choc). Cela profite de la nature aversif de la grille sans nécessiter des souris pour recevoir de nombreux ou des chocs réels après la formation. En permettant à des souris pour terminer le test en utilisant le critère actuel plutôt que de l'épuisement (tel que défini ci-dessus),cette méthode fournit un moyen d'utiliser le tapis de course pour mesurer le comportement de fatigue comme plutôt que son maximale (ou quasi-maximale) la capacité physiologique. Ainsi, cette méthode peut fournir un haut débit test simple, du comportement en fatigue comme chez la souris et peut servir soit comme une mesure indépendante ou complémentaire à d'autres essais de comportement en fatigue-like.

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Protocol

Cette procédure a été approuvée par l'Institut national du diabète et digestive et maladies rénales de protection des animaux et l'utilisation du Comité.

1. Préparation

  1. Pour permettre une identification rapide de chaque souris avant l'essai, tatouer les queues de toutes les souris d'être formés et testés avec des marques d'identification.
    REMARQUE: Cette étape est facultative. Marqueur permanent ou d'autres méthodes d'identification peuvent être utilisés comme une alternative au tatouage.
  2. Avant la formation et les souris de test, assurez-vous que le tapis roulant est sur une surface plane et réglée sur le tapis roulant à l'angle d'inclinaison souhaité (angle recommandé d'inclinaison: 10 °, pour être maintenue uniforme dans la formation et les tests) et régler la fréquence de choc électrique et l'intensité appropriée (recommandé: 2 Hz, 1,22 mA).
    NOTE: Le choc électrique utilisé ne doit pas produire plus d'une légère sensation de picotement quand touché par un doigt gantée et devrait être livré dans un fash pulsatileion (avec chaque choc durable 200 msec).
  3. Placez une feuille de papier de boucher ou un tampon absorbant sous le tapis roulant pour recueillir des boli fécales et de l'urine pendant la formation et les tests.
  4. Placez une feuille de papier ou un tampon absorbant sur ​​le troisième du boîtier de tapis roulant (ie, le couvercle en plastique transparent qui recouvre les voies de tapis roulant) la plus éloignée de la grille de choc.
    REMARQUE: Cette étape est facultative, mais de créer un espace plus sombre et peut fournir un encouragement supplémentaire pour éviter la partie inférieure du tapis de course.
  5. Si vous prévoyez d'utiliser une brosse métallique pour fournir une motivation supplémentaire au cours de la formation, veiller à ce que celui-ci est facilement disponible avant le début des séances de formation.
  6. Veiller à ce que tout médicament ou une méthode pour induire et / ou de soulager la fatigue est disponible et peuvent être préparés ou exécutés lors de l'étape 2.14.

2. Les souris de formation pour utiliser le tapis roulant

NOTE: La formation est nécessaire pour assurer que les sourissont familiers avec le tapis roulant et de la tâche et peut effectuer de façon appropriée lors de l'essai. Si la majorité des souris en cours de formation reçoivent des chocs fréquents ou autrement peu performants au cours d'une session de formation, des séances de formation supplémentaires devraient être effectués. Le premier jour, la plupart des souris seront choqués plusieurs fois. Le deuxième jour de la formation, les souris doivent être rarement en contact avec la grille. Si une souris affiche des performances de formation toujours pauvres, il doit être retiré de l'étude. Pour les souris C57BL / 6NCr femelles, ceci est un événement rare (moins de 1% ont été retirés des études en raison de la performance de formation médiocre), mais il convient de noter que d'autres souches peuvent fonctionner différemment pendant la formation.

  1. Avec le tapis de course au large (et vitesse réglée à 0 m / min), soulever individuellement les souris par la queue et de placer des souris dans des voies séparées d'un tapis roulant de la souris. tourner rapidement sur la grille correspondante après avoir placé chaque souris sur le tapis roulant. Assurez-vous que les souris sont placées directement on la ceinture de tapis roulant.
    REMARQUE: La quantité de temps et la distance de chaque souris est maintenu par sa queue doit être minimisé en plaçant la cage à proximité du tapis roulant avant de transférer les souris sur le tapis roulant et / ou de permettre à des souris pour se tenir debout sur ​​une plate - forme solide (par exemple, un couvercle métallique de la cage ) jusqu'à ce qu'ils soient à proximité du tapis roulant et l'expérimentateur est prêt à les placer dans le tapis roulant.
  2. Permettre aux souris d'explorer librement le tapis roulant pendant 1-3 min ou jusqu'à ce que chaque souris a exploré sa voie et / ou reçu au moins un choc de la grille.
  3. Tourner sur le tapis roulant et augmentez lentement la vitesse jusqu'à ce qu'il commence à se déplacer (environ 1,5 à 3,0 m / min). Surveiller toutes les souris pour veiller à ce qu'ils commencent la marche. Si une souris ne commence pas la marche ou marche vers la grille de choc, être prêt à intervenir en tapant sur la souris avec une brosse métallique ou de la queue chatouillement.
  4. Lentement augmenter la vitesse du tapis roulant à 8 m / min. Démarrer une minuterie et continuer le comportement de surveillance.
  5. Augmenter la vitesse de tapis roulant9 m / min à 5 min, 10 m / min à 7 min, et arrêter le tapis roulant à 10 min.
  6. Laissez la souris pour explorer brièvement le tapis roulant, puis retirer et retourner chacun dans sa cage.
  7. Nettoyer le tapis roulant et la grille avec de l'alcool et de remplacer le papier ou un tampon absorbant sous le tapis roulant.
  8. Pour former des souris supplémentaires, répétez les étapes 2.1 à 2.7.
    NOTE: Laisser l'alcool sécher avant de placer de nouvelles souris sur le tapis roulant.
  9. Le deuxième jour de la formation, répétez l'étape 2.1. Tourner sur le tapis roulant et d'augmenter la vitesse de 10 m / min. Démarrer une minuterie.
    REMARQUE: vitesse du tapis roulant peut être augmenté plus rapidement que le premier jour de la formation.
  10. Augmenter la vitesse du tapis roulant à 11 m / min à 5 min, 12 m / min à 10 min, et arrêter le tapis roulant à 15 min.
  11. Retirer les souris et les retourner dans leurs cages.
  12. Nettoyer le tapis roulant et la grille avec de l'alcool et de remplacer le papier ou un tampon absorbant sous le tapis roulant. Pour former des souris supplémentaires, répétez les étapes 2.9 à 2.12.
  13. Effectuer des jours supplémentaires (3 jours) de formation de la même manière que le deuxième jour.
    REMARQUE: Cette étape est facultative, mais elle est fortement recommandée si la plupart ou toutes les souris (du même sexe et de la souche) étant formés de la difficulté d'affichage à la tâche. Les souris peuvent généralement bien performer à l' étape 3 quand ils ont été formés pendant 3 jours (c. -à , un jour supplémentaire de formation), bien que des jours supplémentaires ou moins de formation peuvent être appropriées en fonction de leur performance au cours de la deuxième journée de formation et la durée de Etape 2.14.
  14. Attendre au moins une journée entière à passer dans laquelle les souris ont aucune exposition sur le tapis roulant avant de passer à l'étape 3.
    NOTE: Tout médicament (s) utilisé pour induire et / ou à soulager la fatigue doit être administré au cours de cette étape.
    Remarque: Cette période de temps peut varier en longueur et utilisés pour induire des interventions de fatigue et / ou de test pour réduire ou éliminer la fatigue. Si le test des souris plus de 7 jours après la fin de la formation, une étude pilote est recommandé devérifier que les souris utilisées se produiront au cours des essais.

3. Treadmill Essai de fatigue

NOTE: Dans ce test, le comportement à la fatigue comme est définie comme les dépenses de 5 secondes consécutives dans la «zone de fatigue". La zone de fatigue est définie comme étant la région englobant la partie de la courroie de tapis roulant à l'intérieur d'environ une longueur de corps de la grille de choc ainsi que la grille elle-même. Avant l'essai, veiller à ce que le point délimitant cette zone est clair pour l'expérimentateur, par exemple par l'application d'une marque vers le haut ou le côté des voies de tapis roulant.

  1. Réglez la vitesse du tapis roulant à 12 m / min. Ne pas démarrer le tapis roulant. Veiller à ce que le choc des grilles sont désactivées.
  2. placer individuellement des souris dans des voies séparées du tapis roulant. Tournez sur la grille correspondante immédiatement après avoir placé chaque souris sur le tapis roulant.
  3. démarrer simultanément le tapis roulant et un chronomètre.
    REMARQUE: Ne pas intervenir pendant le test, sauf pour éliminer les sourisqui répondent au critère de retrait (voir l'étape 3.5).
  4. Augmenter la vitesse tapis roulant comme indiqué dans le tableau 1. Observez attentivement toutes les souris tout au long du test.
    NOTE: Le tapis roulant vitesses énumérés dans le tableau 1 ont été sélectionnés sur la base des observations de femelles adultes souris C57BL / 6NCr. Des vitesses plus élevées de tapis de course peuvent être appropriées pour agrandir (par exemple, consanguine souris CD-1) ou plusieurs souris athlétiques.
  5. Si une souris reste dans la zone de fatigue pendant 5 secondes en continu, retirez rapidement la souris du tapis roulant et d'enregistrer la durée et la distance qu'il a couru.
  6. En l'absence de souris restent sur le tapis roulant, arrêtez le tapis roulant. Nettoyer le tapis roulant et la grille avec de l'alcool et de remplacer le papier ou un tampon absorbant sous le tapis roulant.
  7. Pour tester les souris supplémentaires, répétez les étapes 3.1 à 3.6.
    REMARQUE: Cette étape est facultative.

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Representative Results

Ce protocole permet le comportement en fatigue comme à mesurer chez la souris à l'aide d'un tapis roulant. Les données présentées dans cette section ont été obtenues par la formation et de test 3 groupes distincts de souris en utilisant le protocole actuel (hors Figure 1A et 1C). Pour induire la fatigue, le 5-fluorouracile (5-FU), un médicament de chimiothérapie cytotoxique connu pour provoquer la fatigue chez l' homme 30 et le comportement de la fatigue chez les souris 10,13, a été administré. Toutes les données présentées sont des souris femelles adultes C57BL / 6NCr. Les souris étaient 9-10 (Figure 1 et 2) ou 9-13 (Figure 3) semaines d'âge au moment du test.

La figure 1 montre des données provenant des souris qui ont été formées pendant 5 jours, puis traité avec du 5-FU (60 mg / kg / jour pendant 5 jours), comme dans un modèle publié antérieurement 10 pour induire la fatigue. Après la fin du traitement, ils ont été testés en utilisant un exertest exer- capacité (figure 1A), qui a utilisé tapis roulant vitesses énumérés dans le tableau 2 et une brosse métallique, queue chatouiller, et bouffées d'air pour motiver les souris à courir jusqu'à ce incapable de courir. Le test a pris fin quand une souris a passé 5 secondes en continu sur la grille de choc. Le jour suivant, les souris ont été testées en utilisant le test de fatigue du tapis roulant (figure 1B). Ce protocole peut détecter une différence significative dans la distance parcourue pendant l' essai entre les souris traités par chimiothérapie et de contrôle (figure 1B), alors qu'un test de capacité tapis roulant d'exercice n'a pas (figure 1A). Pour valider la différence constatée dans le test de fatigue de tapis roulant a été la mesure du comportement à la fatigue comme, souris VWRA a été mesurée dans une expérience séparée. Après l'acclimatation et la collecte de l'activité roue de roulement de base, VWRA a été mesurée pendant le cycle d'obscurité ( "nuit", lorsque la roue en cours d'exécution se produit principalement) pendant les 5 jours de 5-FU traitement et pour un unnuit supplémen taires au-delà de la fin du traitement 5-FU. Les souris subissant 5-FU traitement affichent un comportement à la fatigue comme par la deuxième nuit du traitement (figure 1C). Cet effet a augmenté au cours de l'expérience et a persisté au - delà de la fin du traitement, ce qui indique que le comportement en fatigue analogue aurait dû être détecté chez les souris sur les figures 1A et 1B. Comme le test de fatigue de tapis roulant a été capable de détecter des différences dans la distance parcourue par le contrôle et les souris 5-FU-traités, cela appuie la conclusion que le test de fatigue de tapis roulant est capable de mesurer le comportement en fatigue-like.

L'essai de fatigue de tapis roulant peut également détecter le comportement de la fatigue chez les souris recevant une chimiothérapie à différentes doses et schémas de traitement. Les souris recevant une dose de 80 mg / kg de 5-FU par semaine pendant deux semaines (pour une dose cumulée d'environ la moitié de souris ont reçu dans la figure 1 (Figure 2).

Comme le nombre de sessions de formation et / ou de la durée de temps entre la formation et les tests peuvent varier en fonction des souris utilisées et la méthode utilisée pour induire la fatigue, il est important que les changements dans ces variables ne préviennent pas la détection du comportement en fatigue-like. Les expériences présentées dans les figures 1A et 1B (dans laquelle les souris ont reçu 5 jours de formation) et la figure 2 (dans laquelle les souris ont reçu 3 jours de formation) illustrent ce comportement à la fatigue comme est détectable lorsque le nombre de sessions de formation et le temps entre la formation et les tests sont modifiés.

Sur la figure 3, aucun des médicaments de chimiothérapie ont été administrés, mais les souris ont été testées à l' aide de l'hebdomadaire d'essai de fatigue du tapis roulant. Bien que les souris peuvent être testés repeatedly en utilisant ce protocole, mais ils peuvent devenir moins disposés à courir à des tests répétés (figure 3). Le pourcentage de souris qui ne fonctionne pas lors de tests hebdomadaires a augmenté avec chaque test et, après le second test, au moins la moitié des souris testées ne serait pas courir sur le tapis roulant. Ces données suggèrent que le test avec ce protocole devrait être limitée à un ou deux essais pour éviter un taux élevé de souris non-conformes.

Figure 1
Figure 1:. Le tapis roulant Essai de fatigue, comme volontaire Roue de course et en contraste avec les capacités de test Treadmill Exercise, Détecte la fatigue comme comportement chez les souris recevant Daily Chimiothérapie Les jours 1-5, les souris ont reçu une formation quotidienne sur le tapis roulant. Aux jours 6-10, les souris ont subi un traitement avec le 5-FU (60 mg / kg / jour) pour induire une fatigue ou de PBS. (A) Au jour 11, les souris ont été testées à l' aide d' un tapis roulant ex normeercise test de capacité. (B) Le jour 12, les souris a subi le test de fatigue de tapis roulant. Activité en cours d' exécution (C) des roues (représenté en pourcentage de la ligne de base non traitée en cours d' exécution). Les souris ont été acclimatés à l'exécution des cages de roue pendant 7 jours et la roue de base en cours d'exécution a été recueilli plus de 4 nuits supplémentaires et en moyenne pour déterminer la roue de base en cours d'exécution pour chaque souris. Aux jours 1-5, les souris ont été traitées avec le 5-FU (60 mg / kg / jour) ou du PBS. Nuit 1 est la nuit après la première dose de 5-FU. Pour les panneaux A et B, les données sont SD moyenne + 5-6 souris par groupe de traitement. Pour le panneau C, les données sont la moyenne ± SD à partir de 6 souris par groupe de traitement. ** P <0,01, t le -test de l' étudiant; *** P <0,001, dans les deux sens mesures répétées analyse de la variance avec correction de Bonferroni S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.


Figure 2: Traitement hebdomadaire avec 5-FU Induit fatigue comme comportement chez les souris les jours 1 à 3, les souris ont reçu une formation quotidienne sur le tapis roulant.. Aux jours 4 et 11, les souris ont reçu des injections de 5-FU (80 mg / kg) ou du PBS. Le jour 12, les souris ont subi le test de fatigue tapis roulant. Les données sont SD moyenne + de 12 souris par groupe de traitement. * P <0,05, t le -test de Student S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 3
Figure 3:. Distance Run and Compliance Groupe de souris Pendant répétées Tests Treadmill Fatigue Les jours 1 à 3, les souris ont reçu une formation quotidienne sur le tapis roulant. Aux jours 5, 12, 19, 26 et 33, les souris ont subi un test de fatigue tapis roulant. Mla glace a reçu deux injections de PBS le jour avant l'essai et une seule injection 30 min avant le test. (A) distance parcourue par des souris au cours de chaque semaine de tests. Les données sont la moyenne + SD de 12 souris. (B) Le pourcentage de souris non-coureur au cours de chaque semaine d'essais. Souris non-coureur ont été arbitrairement définies comme des souris qui n'a pas couru pour au moins 6 min. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Temps (min) Vitesse (m / min)
0 12
0,5 14
1 16
6 18
30 20
45 22 60 24
75 26

Tableau 1: vitesse du tapis roulant pendant les essais de fatigue.

Temps (min) Vitesse (m / min)
0 dix
dix 15
15 16,8
18 18,6
21 20,4
24 22.2
27 24
30 25,8
33 27,6
36 29.4
39 31.2
42 33
45 34,8
48 36,6

Tableau 2: Vitesse de tapis roulant pendant l' exercice Capacité d' essai.

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Discussion

Le protocole actuel décrit comment utiliser un tapis roulant de la souris pour mesurer le comportement en fatigue-like. Cette méthode présente plusieurs avantages par rapport VWRA, un essai préclinique commun de comportement en fatigue-like. VWRA exige que les souris choisissent d'interagir avec l'appareil d'essai. En conséquence, certaines souches consanguines de souris interagissent rarement avec la roue 16 et courir si peu qu'il peut être difficile ou impossible d'identifier une diminution due à la fatigue de l'activité. En revanche, le test de fatigue de tapis roulant élimine ce choix et offre donc une alternative viable test de comportement en fatigue comme pour les souris qui ne fonctionnent pas sur des roues en cours d'exécution. Ce protocole peut être utilisé en remplacement ou en complément de VWRA et d'autres mesures du comportement à la fatigue comparable et peut être particulièrement utile pour tester des thérapies médicamenteuses potentielles pour réduire la fatigue dans les modèles de souris. Après avoir établi par une étude pilote que le comportement de la fatigue comme est observable dans un modèle de souris particulier, un traitement potentiels pourrait être administré pour soulager la fatigue et réduire le comportement en fatigue-like. Si un traitement médicamenteux atténue le comportement en fatigue comme lorsqu'il est testé en utilisant ce protocole, il (ou un médicament similaire) peut avoir une valeur thérapeutique pour le traitement de certaines formes de la fatigue humaine. En outre, bien qu'il existe encore de nombreuses étapes nécessaires à la transition entre les études précliniques aux essais cliniques, ce protocole permet à un plus grand nombre de souris à tester dans un laps de temps beaucoup plus court que VWRA de sorte que les effets de la fatigue comme et des traitements potentiels peuvent être étudiés et compris plus vite.

Il existe plusieurs limites et de considérations importantes à connaître lors de l'utilisation de ce protocole. Tout d' abord, il convient de noter que, comme ce test nécessite une activité physique pour mesurer le comportement de fatigue comme il peut ne pas être adapté aux conditions d'essai qui induisent la cachexie ou l' atrophie musculaire (cancer par exemple, avancé). Nous avons également observé que, si les mêmes souris sont testés de manière répétée, il peut êtreune diminution de la conformité globale (figure 3B). Cet effet ne peut pas être observée dans tous les calendriers de tests ou dans tous les types de souris, et le traitement de la drogue ou d'autres interventions pourrait modifier cet effet, mais il est une considération importante lors de la planification des études en utilisant cette méthode. En outre, il existe un risque de blessure si une souris tombe dans l'intervalle entre la ceinture de tapis roulant et la grille de choc alors que le tapis roulant est en cours d'exécution. Pour minimiser ce risque, les souris doivent être soigneusement observés tout au long de la formation et de tests pour assurer leur sécurité et l'utilisation de (<15 g) des souris très jeunes ou petits doivent être évités. Enfin, bien que les données pilotes recueillies suggèrent que femelles CD-1 et des souris transgéniques mâles et femelles sur un fond 129S1 / SvImJ va effectuer cette tâche (données non présentées), à ce jour, ce protocole a été principalement utilisé pour tester des souris femelles C57BL / 6NCr . A ce titre, il convient de noter que d'autres sexes et les souches de souris peuvent différer dans la formation et la performance du test. Enfin,bien que les données pilotes recueillies suggèrent que les souris transgéniques femelles CD-1 et mâle et femelle sur un fond 129S1 / SvImJ va effectuer cette tâche (données non présentées), à ce jour, ce protocole a été principalement utilisé pour tester 9-10 semaine femme âgée souris C57BL / 6NCr. En tant que tel, il convient de noter que les souris de différents âges, le sexe, ou des souches peuvent différer dans la formation et la performance du test.

Au cours des essais, il est crucial que les souris répondant aux critères de fatigue sont efficacement et rapidement éliminés, comme technique d'élimination pauvre peut fournir une motivation supplémentaire pour une souris pour continuer à fonctionner, ce qui provoque autre chose que le comportement de la fatigue comme à mesurer. Bien que la méthode particulière de retrait dépendra de confort expérimentateur, une méthode simple d'élimination consiste à utiliser l'index et le majeur d'une main. Chaque doigt doit se tenir droite et légèrement écartés les uns des autres avant d'entrer dans la voie de tapis roulant et rapidement fermé autour de la queue, près de la base, ou plus til scruff de la souris. Une fois solidement saisi, la souris peut être facilement retiré.

Il est important pour les souris de se familiariser avec la grille de choc pour vous motiver à courir pendant les essais, mais les chocs fréquents pendant la formation peut être préjudiciable à la performance du test. Après le premier jour de la formation, la plupart des souris marcheront sur le tapis roulant avec succès et répondre à un choc en courant ou en sautillant loin sur le tapis roulant, puis reprendre la marche pour éviter la dérive arrière vers la grille. Certaines souris, cependant, peuvent réagir fortement aux chocs et / ou trouver des moyens de ne pas exécuter la tâche sans recevoir aucune. Les souris qui réagissent fortement à la grille de choc peuvent recevoir des chocs plus fréquents, passer moins de temps à marcher sur le tapis roulant, et peuvent tenter d'échapper au tapis roulant. Avec ces souris, l'expérimentateur peut placer une main gantée à l'arrière de la voie pour encourager doucement la souris pour continuer à fonctionner. Pour éviter de marcher sur le tapis roulant, certaines souris peuvent exploiter une limitation du gr de chocid. La grille nécessite au moins deux points de contact direct de la peau ( par exemple, deux ou plusieurs pattes doivent toucher la grille) pour choquer un animal. Ainsi, si une souris est assis sur elle sans laisser deux pieds de toucher la grille, il ne sera pas choqué. Si ce comportement est observé, l'expérimentateur peut doucement pousser la souris pour l'amener à déplacer ses pieds et de recevoir un choc ou soulever la souris pour le remplacer sur le tapis roulant. Si ces interventions sont couronnées de succès, la souris devrait commencer à marcher sur le tapis roulant de manière plus cohérente en quelques minutes et dans les futures sessions de formation. Si cette intervention n'a pas réussi, la souris doit être retiré de l'étude.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Exer 3/6 Animal Treadmill Columbus Instruments 1050-RM Exer-3/6
Stopwatch Daigger EF24490M 
Wire brush Fisher Scientific 03-572-5
Compressed air Dust-Off FALDSXLPW
Absorbent pads Daigger EF2175CX 
Butcher paper Newell Paper Company 4620510
Alcohol (70%) Fisher Scientific BP82011

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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