Оценивая эксплуатационные качества в<em> Mdx</em> Мышь Модель
Summary
Основным критерием результата в клинических испытаниях для нервно-мышечных расстройств, как правило, улучшение функции мышц. Таким образом, оценки влияния потенциальных терапевтических соединений на производительность мышц предварительной клинически на мышах имеет большое значение. Мы здесь опишем несколько функциональных тестов для решения этой проблемы.
Abstract
Мышечная дистрофия Дюшенна (МДД) является тяжелым и прогрессивным мышечного истощения расстройства, для которых никакого лечения не доступен. Тем не менее, несколько потенциальных фармацевтических соединений и подходы генной терапии продвинулись в клинических испытаниях. С улучшением функции мышц является наиболее важным конечная точка в этих испытаниях, много внимания было уделено созданию надежной, воспроизводимой, и легко выполнять функциональные тесты для предварительного клинически оценить функцию мышц, силу, состояние, и координации в MDX модель мыши для DMD. Оба инвазивные и неинвазивные тесты доступны. Тесты, которые не усугубить заболевание может быть использован для определения естественную историю болезни и последствий терапевтических вмешательств (тест например. Сила передних конечностей сцепление, два различных висит испытаний с использованием либо проволоку или сетку и rotarod ход). С другой стороны, вынужден работает Беговая дорожка может быть использован для повышения прогрессирование заболевания и / или оценитьЗащитные эффекты терапевтических вмешательств на патологии болезни. Мы здесь описать, как выполнять эти наиболее часто используемых функциональных тестов в надежной и воспроизводимым образом. Используя эти протоколы, основанные на стандартных оперативных процедур позволяет сопоставление данных между различными лабораториями.
Introduction
Мышечная дистрофия Дюшенна (МДД) является наиболее распространенным нервно-мышечных расстройств влияющих 1:5000 новорожденных мальчиков. Это тяжелая и прогрессивная мышечная изнуряющая болезнь вызывается мутациями в гене DMD, которые нарушают открытую рамку считывания и предотвратить синтез функционального белка дистрофина. Мышечные волокна, лишенные дистрофина уязвимы осуществлять индуцированного повреждения. По исчерпании регенеративной способности мышечных, и в связи с хроническим воспалением поврежденных мышц, волокна замещаются соединительной тканью и жиром, впоследствии приводит к потере функции. Как правило, пациенты с МДД теряют способность передвигаться на нижних конечностях, в начале второго десятилетия. Позже, также мышцы рук и плечевого пояса страдают и пациенты часто развиваются грудопоясничного сколиоз из-за асимметричного ослаблению мышц, поддерживающих позвоночник. Вспомогательная вентиляция, как правило, требуется в позднем подростковом возрасте или в начале двадцатых. Дыхательная и сердце свинец провалдо смерти в третьем или четвертом десятилетии 1.
Хотя ген причинным было обнаружено более 25 лет назад 2, нет никакого лечения доступны для пациентов с МДД. Однако, улучшение медицинского обслуживания и использование кортикостероидов увеличились продолжительность жизни в западном мире 3. С использованием животных моделей, таких как мыши MDX, крупные шаги вперед в обнаружении потенциальных терапевтических стратегий были сделаны. MDX мыши является наиболее часто используется DMD модель мыши. Он имеет точечную мутацию в экзоне 23 мышиного гена МДД и, следовательно, не имеет дистрофина 4. За последние пару лет, многие предлагаемые стратегии продвинулись в клинических испытаниях 5-9. В этих испытаниях, улучшение функции мышц является первичная конечная точка, утверждающая важность тестирования преимущество соединений на функции мышц у мышей в ходе предварительного клинической стадии тестирования.
Как МДДпациенты, также дистрофина негативные мышечных волокон MDX мышей уязвимы осуществлять индуцированного повреждения и их функции мышц нарушается сравнению с C57BL/10ScSnJ мышей дикого типа. Это ухудшение может быть оценена с различными функциональными пробами. Некоторые из этих испытаний являются неинвазивным и не мешают мышечной патологии (например, передних конечностей прочности сцепления, висит испытаний и rotarod подряд). Поэтому они могут быть использованы для мониторинга естественную историю болезни или определения влияния соединений на прогрессирование заболевания. Чтобы получить детальную картину влияния соединений на функции мышц в MDX мышей, функциональный тест режим, который не мешает прогрессирования заболевания, состоящей из всех этих тестов можно использовать 10.
С другой стороны, вынужден работает беговая дорожка может быть использован для намеренно усугубить прогрессирования заболевания и протестировать защитные возможности соединений 11. Беговая дорожка может бытьиспользуется в качестве критерия оценки, в которых время работы до изнеможения измеряется 12 или в качестве инструмента для MDX мышей усталости, так что они выполняют менее в последующем функциональной испытание, обеспечивающее большие различия в производительности между группами лечения 13. При выборе функциональных тестов, их влияние на прогрессирование заболевания следует иметь в виду, особенно при тестировании дистрофические мышей, как в MDX мыши 14.
Мы здесь подробно описывать, как выполнять наиболее часто используемые функциональные испытания в качестве надежного и воспроизводимым способом на основе имеющихся стандартных операционных процедур с TREAT-NMD сети. Нажмите здесь, чтобы посетить TREAT-НПРО .
Protocol
Representative Results
Discussion
Функциональные тесты, представленные здесь, воспроизводимым, легко выполнить и применимы к дикого типа и дистрофических мышей независимо от их возраста. Испытания предоставить полезные инструменты для предварительного клинически оценить функцию мышц, силу, состояние и координацию. ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы хотели бы поблагодарить Маргриет Хульскер за ее фотографической содействие и помощь в получении изображения мышей и рецензентов за их очень конструктивные замечания. Эта работа была поддержана ZonMw, лечить-ПРО (номер контракта ЛШМ-КТ-2006-036825) и родительский проект Дюшенна.
Materials
| 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 |
References
- Blake, D. J., Weir, A., Newey, S. E., Davies, K. E. Function and genetics of dystrophin and dystrophin-related proteins in muscle. Physiol. Rev. 82, 291-329 (2002).
- Hoffman, E. P., Brown, R. H., Kunkel, L. M. Dystrophin: the protein product of the Duchenne muscular dystrophy locus. Cell. 51, 919-928 (1987).
- Bushby, K., et al. Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 1: diagnosis, and pharmacological and psychosocial management. Lancet Neurol. 9, 77-93 .
- Bulfield, G., Siller, W. G., Wight, P. A., Moore, K. J. X chromosome-linked muscular dystrophy (mdx) in the mouse. Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 81, 1189-1192 (1984).
- Bowles, D. E., et al. Phase 1 gene therapy for Duchenne muscular dystrophy using a translational optimized AAV vector. Mol. Ther. 20, 443-455 (2012).
- Cirak, S., et al. Exon skipping and dystrophin restoration in patients with Duchenne muscular dystrophy after systemic phosphorodiamidate morpholino oligomer treatment: an open-label, phase 2, dose-escalation study. Lancet. 378, 595-605 .
- Goemans, N. M., et al. Systemic administration of PRO051 in Duchenne’s muscular dystrophy. N. Engl. J. Med. 364, 1513-1522 (2011).
- Malik, V., et al. Gentamicin-induced readthrough of stop codons in Duchenne muscular dystrophy. Ann. Neurol. 67, 771-780 (2010).
- Skuk, D., et al. First test of a "high-density injection" protocol for myogenic cell transplantation throughout large volumes of muscles in a Duchenne muscular dystrophy patient: eighteen months follow-up. Neuromuscul. Disord. 17, 38-46 (2007).
- van Putten, M., et al. A 3 months mild functional test regime does not affect disease parameters in young mdx mice. Neuromuscul. Disord. 20, 273-280 (2010).
- De Luca, A., et al. Gentamicin treatment in exercised mdx mice: Identification of dystrophin-sensitive pathways and evaluation of efficacy in work-loaded dystrophic muscle. Neurobiol. Dis. 32, 243-253 (2008).
- Radley-Crabb, H., et al. A single 30min treadmill exercise session is suitable for ‘proof-of concept studies’ in adult mdx mice: A comparison of the early consequences of two different treadmill protocols. Neuromuscul. Disord. , (2011).
- van Putten, M., et al. The effects of low levels of dystrophin on mouse muscle function and pathology. PLoS.One. , (2012).
- Willmann, R., et al. Enhancing translation: Guidelines for standard pre-clinical experiments in mdx mice. Neuromuscul. Disord. 1, 43-49 (2011).
- Connolly, A. M., Keeling, R. M., Mehta, S., Pestronk, A., Sanes, J. R. Three mouse models of muscular dystrophy: the natural history of strength and fatigue in dystrophin-, dystrophin/utrophin-, and laminin alpha2-deficient mice. Neuromuscul. Disord. 11, 703-712 (2001).
- Rafael, J. A., Nitta, Y., Peters, J., Davies, K. E. Testing of SHIRPA, a mouse phenotypic assessment protocol on Dmd(mdx) and Dmd(mdx3cv) dystrophin-deficient mice. Mamm. Genome. 11, 725-728 (2000).
- Chapillon, P., Lalonde, R., Jones, N., Caston, J. Early development of synchronized walking on the rotorod in rats. Effects of training and handling. Behav. Brain Res. 93, 77-81 (1998).
- Massett, M. P., Berk, B. C. Strain-dependent differences in responses to exercise training in inbred and hybrid mice. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 288, 1006-1013 (2005).
- Lerman, I., et al. Genetic variability in forced and voluntary endurance exercise performance in seven inbred mouse strains. J. Appl. Physiol. 92, 2245-2255 (2002).
- Sharp, P. S., Jee, H., Wells, D. J. Physiological characterization of muscle strength with variable levels of dystrophin restoration in mdx mice following local antisense therapy. Mol. Ther. 19, 165-171 (2011).
- Klein, S. M., et al. Noninvasive in vivo assessment of muscle impairment in the mdx mouse model–a comparison of two common wire hanging methods with two different results. J. Neurosci. Methods. 203, 292-297 (2012).
