Summary

La medición de la discapacidad neurológica progresiva en un modelo de ratón de la esclerosis múltiple

Published: November 14, 2016
doi:

Summary

An optimized testing protocol is presented in this paper for the Rotarod performance test, used for measuring progressive neurological disability in TMEV-infected mice.

Abstract

After intracerebral infection with the Theiler’s Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating disease, with clinical features similar to the progressive forms of multiple sclerosis (MS). The mice show progressive disability with loss of motor and sensory functions, which can be assessed with multiple apparatuses and protocols. Among them, the Rotarod performance test is a very common behavioral test, its advantage being that it provides objective measurements, but it is often used assuming that it is straightforward and simple. In contrast to visual scoring systems used in some models of MS, which are highly subjective, the Rotarod test generates an objective, measurable, continuous variable (i.e., length of time), allowing almost perfect inter-rater concordances. However, inter-laboratory reliability is only achieved if the various testing parameters are replicated. In this manuscript, recommendations of specific testing parameters, such as size, speed, and acceleration of the rod; amount of training given to the animals; and data processing, are presented for the Rotarod test.

Introduction

Virus Murino encefalomielitis de Theiler (TMEV) es un virus de ARN de cadena simple neurotrópico que persistentemente infecta el sistema nervioso central murino (CNS). En ratones susceptibles, la infección con TMEV causa una, enfermedad desmielinizante crónica progresiva inmunomediada, conocida como enfermedad desmielinizante inducida por TMEV (TMEV-IDD). La infección experimental de ratones toma un curso de la enfermedad se asemeja a la observada en las formas progresivas de la esclerosis múltiple (MS). TMEV-IDD se caracteriza por dos fases distintas: la fase aguda y la fase crónica. La fase aguda es una, 1,2 encefalitis generalmente subclínica leve. La segunda fase, crónica, que comienza alrededor de un mes después de la infección, se compone de una discapacidad aumento que se caracteriza por la desmielinización, la inflamación y el daño axonal 1,2. La debilidad observada en ratones se asocia con la espasticidad y, en ocasiones, graves espasmos tónicos.

Debido a que hay actualmente ningún medicamenns para mejorar la discapacidad progresiva en los pacientes, los investigadores se sienten especialmente atraídos por TMEV-DDI, lo que representa un modelo animal óptimo para el seguimiento del impacto de los fármacos modificadores de la enfermedad en la progresión de la enfermedad. Sin embargo, en ratones, así como en pacientes con EM, la monitorización de la progresión de la discapacidad requiere una observación clínica continua durante largos períodos de tiempo. En ratones, el seguimiento a largo plazo para la progresión de la discapacidad se puede lograr con la prueba de rendimiento de Rotarod.

La prueba de rendimiento de Rotarod es una prueba de comportamiento estándar que evalúa las funciones motoras asociadas a tales como la coordinación, el equilibrio y la fatiga en los roedores. Los ratones tienen que mantener el equilibrio sobre una varilla giratoria, que está girando en aceleración continua; la latencia de tiempo para caer de esta barra se registra. Los animales con disfunción neurológica no pueden permanecer en la barra giratoria, siempre que los controles, y que normalmente entrega cuando la velocidad de rotación es superior a sula capacidad del motor. El deterioro neurológico más los animales tienen, más pronto se caiga la varilla, y el más corto es el tiempo de latencia es.

La ventaja de la prueba de rotarod en los sistemas tradicionales de puntuación visual es que genera un objetivo, medible variable el tiempo de latencia-que en última instancia puede ser utilizado para los análisis estadísticos para cuantificar los efectos de las terapias y procedimientos experimentales 3.

En el Laboratorio de Neuroinmunología (LONI) en Dartmouth, los ratones son sometidos a un protocolo de adaptación, en el que se prueban antes de la infección por TMEV con el fin de que se familiaricen con la máquina y para evaluar su normal "línea de base" equilibrio coordinación y el control motor 4, 5. Una vez que se estableció la línea de base y los ratones están infectados con TMEV, que se ponen a prueba una vez o dos veces a la semana durante un período de varios meses. El protocolo de prueba real tiene una duración media de 150 días, lo que permite una evaluación dela disminución de equilibrio, coordinación, y control del motor durante todo el curso de la enfermedad desmielinizante.

Varios cientos de TMEV-IDD y tratada simulacro que los ratones se han probado hasta el momento para la disfunción neurológica en Dartmouth. Estos ratones habían recibido varios tratamientos inmunomoduladores, pero ningún agente farmacológico ha demostrado ser eficaz en la mejora de progresión de la discapacidad 6,7. El presente artículo y el protocolo relacionado describen cómo caracterizar el deterioro neurológico progresivo mostrada por los ratones TMEV-IDD. En particular, el protocolo ofrece recomendaciones de parámetros de prueba específicos que se consideran generalmente adecuados para el estudio de la discapacidad neurológica en ratones TMEV-IDD utilizando la prueba de Rotarod. Este procedimiento proporciona una línea de base que sirve para evaluar (1) la relevancia de este modelo de ratón para la EM progresiva y (2) su utilidad para probar terapias destinadas al tratamiento de enfermedades neurológicas progresivas como la esclerosis múltiple. Claramente, laprueba de rendimiento de Rotarod y el protocolo de parámetros de prueba optimizados y actual no sólo son útiles en la detección de la discapacidad neurológica progresiva en el modelo de ratón TMEV-IDD, pero también son útiles en el descubrimiento de las deficiencias en otros modelos de virus inducida y / o de ratón genético de las enfermedades neurodegenerativas.

Protocol

Todo el trabajo con animales utiliza protocolos revisados ​​y aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales Institucional (IACUC) de la Escuela Geisel de Medicina de Dartmouth. 1. El modelo de ratón La inducción de la enfermedad desmielinizante inducida por TMEV Mover las jaulas que contienen de 4 a 6 semanas de edad, hembra SJL / JHAN ratones del bastidor a un espacio de trabajo confortable. Marcar los ratones (por ejemplo, con una…

Representative Results

El objetivo de este experimento representativo fue comparar la discapacidad neurológica inducida por la cepa Daniels (DA) y la tensión de la haba de TMEV. Para los propósitos del presente estudio, un grupo de 32 ratones SJL hembra fueron infectados por vía intracraneal con TMEV, ya sea la cepa DA (n = 16) o de la cepa de frijol (n = 16), y sus signos clínicos se monitorizaron con el tiempo. Un grupo adicional de 20 ratones se aplicó el tratamiento simulado (es decir, soluc…

Discussion

A pesar de algunas limitaciones, la prueba de rendimiento de Rotarod representa una herramienta importante para la evaluación de la función motora y disfunción en TMEV-IDD, así como el efecto de las intervenciones farmacológicas en la progresión de la discapacidad en los ratones.

La prueba de Rotarod fue descrita por primera vez en 1957 como una herramienta para medir los déficits neurológicos en los roedores 11. Los roedores tienen que caminar sobre una barra giratoria, a…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors thank the staff of the Center for Comparative Medicine and Research (CCMR) at Dartmouth for their expert care of the mice used for these studies. The authors also acknowledge Emily Clough for her excellent administrative support.

Materials

Mice SJL/JCrHsd 4 to 6 week old Envigo #052
TMEV virus stock
Isoflurane vaporizer Harvard Apparatus #340471
Insulin Syringes U- 100 29g x 0.5cc BD #328203
Rotamex-5 4 Lane Rota-Rod for Mice with RS-232 and Software Columbus Instruments #0890M

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Diesen Artikel zitieren
Gilli, F., Royce, D. B., Pachner, A. R. Measuring Progressive Neurological Disability in a Mouse Model of Multiple Sclerosis. J. Vis. Exp. (117), e54616, doi:10.3791/54616 (2016).

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