Morris Water Maze Teste: Otimização para Mouse e Strain Testing Ambiente

Modelos de ratinhos transgénicos têm sido fundamentais para avaliar a patofisiologia da doença de Alzheimer (AD), assim como o potencial de intervenções terapêuticas. Tarefas cognitivas, tais como o labirinto de água de Morris (MWM), são comumente usados ​​com estes modelos para identificar as correlações moleculares de défices de memória e para avaliar a eficácia de drogas pré-clínicos. É essencial, no entanto, que o intervalo dinâmico da tarefa cognitiva ser grande o suficiente para detectar os efeitos do tratamento subtis. Com modelos do rato do AD, déficits cognitivos são tipicamente dependente da idade, e camundongos exibir declínios progressivos no desempenho (por exemplo, ^1). Uso de uma tarefa cognitiva sensível pode permitir a detecção de diferenças subtis no início da vida do animal, reduzindo assim os custos associados com os animais de envelhecimento. Por exemplo, a redução do número de ensaios de formação nos Barnes dependente do hipocampo labirinto 15-5 aumentado a dificuldade da tarefa, resultando na detection de déficits no modelo 3xTg em uma idade mais cedo do que anteriormente relatados ^2. A detecção precoce de défices não só oferece um tempo considerável e economia de custos, mas também aumenta a probabilidade de que as alterações moleculares subjacentes défices cognitivos podem ser identificados.

Um fator que influencia a sensibilidade de tarefas cognitivas é o fundo genético estirpe do modelo do rato. Por exemplo, ratinhos BALB / c, exibem um desempenho superior em tarefas de aprendizagem e memória em comparação com outras estirpes, tais como o C57BL / 6 ^3. A F1 FVB / N x 129S6 fundo é utilizado para dois dos modelos mais utilizados de AD, o Tg2576 e RTG (TauP301L) 4.510 modelos. Esta estirpe exibe superiores capacidade de aprendizagem na MWM em relação a outras estirpes, incluindo B6 / SJL ^4. Devido a esta capacidade de aprendizagem superior, o uso de uma única sonda após o treinamento extensivo pode mascarar diferenças entre os grupos resultantes de excesso de treinamento. Além disso, o sensitivity de ensaios de sondagem pode ser dependente da idade. Nós já haviam demonstrado que os ensaios anteriores da sonda, após o treinamento plataforma escondida limitado, são mais sensíveis às diferenças nas jovem Tg2576 em comparação com controles jovens da mesma ninhada de transgenes-negativos do que são ensaios sonda inserida após mais extensa formação ^5. Em contraste, os ensaios seguintes sonda extensa formação são mais sensíveis em mais velho (20-25 meses) ratinhos Tg2576 em comparação com ninhada são maiores de ensaios de sondas anteriores ^5. Por intercalando ensaios de sonda ao longo de formação, a probabilidade de que um ensaio sensível será identificado é aumentada, em particular se o teste é realizado longitudinal e a sensibilidade de um ensaio de sonda particular é dependente da idade. A Figura 1 mostra o desempenho superior de F1 FVB / N x camundongos 129S6 sob o protocolo otimizado para esta estirpe em comparação com os ratos do fundo B6 / SJL treinados sob um protocolo com a mais extensa formação.

A MWM égeralmente pensado para fornecer medidas confiáveis ​​que são reproduzíveis através do tempo e laboratórios ^6. Por exemplo, o protocolo primário usado originalmente por nosso laboratório ^1,7 Minnesota foi implementado com sucesso com pequenas modificações na West Virginia University ^8. Da mesma forma, níveis equivalentes de insuficiência foram observados em RTG (TauP301L) 4510 ratinhos relativamente ao controlo da mesma ninhada se alojados sob condições isentas de agentes patogénicos ou convencionais ^9. No entanto, o ambiente de teste pode influenciar a sensibilidade da tarefa MWM. Fatores como a iluminação da sala, saídas de ar, gradientes de temperatura e ruídos, tudo contribui para estímulos ambientais ⁴ que em última instância pode influenciar o desempenho. Quando nosso laboratório Minnesota e biotério foram transferidos para um novo prédio, uma redução de até 38% no desempenho do tipo selvagem foi observado, reduzindo substancialmente o alcance dinâmico da tarefa ea capacidade de detectar déficits relacionados ao transgene. Esta mudança no performance ocorreu apesar projetar a sala de ensaios para ser do tamanho e configuração equivalente, e usando as mesmas indicações visuais aplicados. Um "re-optimização" do protocolo original foi necessária para aumentar a gama dinâmica da tarefa MWM no novo ambiente de teste.

Aqui o protocolo original adaptado para uso com o F1 FVB / N x 129S6 fundo ⁵ está descrito. Uma vez que alguns estudos sugerem que o stress está associada com o mau desempenho MWM ¹⁰ e de pré-tratamento pode aliviar este défice induzido pelo stress no desempenho ^11, um protocolo pré-tratamento foi concebido para aclimatar os ratos para a introdução e a remoção da piscina antes do teste MWM . Na sequência de pré-tratamento, os ratos submetidos a treinamento plataforma visível, em que uma plataforma elevada é marcado com uma bandeira. Formação plataforma visível é usado para identificar os ratos com problemas de desempenho relacionadas a anormalidades sensório-motoras. Usando critérios de exclusão descritos no protseção OCOL, os ratos-desempenho incompetente são removidos exames subseqüentes de ensaios de formação de plataforma e de sondas escondidas. Deficiências em ensaios de formação de plataforma e de sondas escondidas são interpretados como déficits cognitivos porque o desempenho sensório-motor é fatorado fora dos dados. Após a conclusão da formação plataforma visível, os ratinhos começam treino na plataforma escondida onde a plataforma está submersa em água e mantém-se na mesma posição em relação aos estímulos externos. Ensaios em que a plataforma é removida (ensaios de sonda) são intercaladas ao longo treino na plataforma escondida para avaliar a influência do treinamento adicional. Porque os ensaios de sonda ocorrer no início de cada dia, antes do treino adicional plataforma escondida, os ensaios de sonda medir a capacidade do animal para se lembrar a localização da plataforma depois de uma demora de 20 horas, considerado como uma medida da memória de referência ^12. Finalmente, maneiras em que este protocolo original foi re-otimizado quando mudanças no ambiente de testedesempenho do controle interrompido são descritos.