Analyse de la démarche cinématique dans le plan sagittal donne des informations très précises sur la façon dont le mouvement est exécuté. Nous décrivons l’application de ces techniques pour identifier les déficits de la démarche pour les souris soumises à demyelination autoimmun-négociée. Ces méthodes peuvent également être utilisées pour caractériser les déficits de la démarche pour les autres modèles de souris mettant en vedette la locomotion avec facultés affaiblies.
Analyse de la démarche cinématique dans le plan sagittal a fréquemment été utilisé pour caractériser les déficits moteurs dans la sclérose en plaques (MS). Nous décrivons l’application de ces techniques pour identifier les déficits de la démarche dans un modèle murin de la SP, appelé encéphalomyélite allergique expérimentale (EAE). Déficits moteur et de la paralysie chez des souris soumises à l’EAE sont généralement évalués à l’aide d’une grille de cotation clinique. Cependant, cette échelle donne seulement des données ordinales qui sont avare d’information sur la nature précise des déficits moteurs. Gravité de la maladie EAE a également été évaluée par rotarod performance, ce qui donne une mesure de coordination motrice générale. En revanche, l’analyse cinématique démarche du membre postérieur dans le plan sagittal génère des informations très précises sur comment le mouvement est altérée. Pour exécuter cette procédure, les marqueurs réfléchissants sont placés sur un membre postérieur pour détecter les mouvements conjoints même si une souris est marchant sur un tapis roulant. Logiciel d’analyse de mouvement sert à mesurer le mouvement des marqueurs lors de la marche. Les paramètres cinématiques démarche proviennent alors les données résultantes. Nous montrons comment ces paramètres de démarche peuvent être utilisés pour quantifier les visuels des mouvements des articulations hanche, du genou et la cheville dans l’EAE. Ces techniques peuvent être utilisées pour mieux comprendre les mécanismes de la maladie et d’identifier des traitements potentiels pour MS et autres maladies neurodégénératives qui entravent la mobilité.
Allure est une série de mouvements répétitifs des membres pour atteindre la locomotion. Démarche se compose de cycles de l’étape, qui sont divisés en deux phases : la phase d’appui, c’est-à-dire lorsque le pied se déplace vers l’arrière sur le terrain afin de propulser le corps vers l’avant ; et la phase pendulaire, où le pied est large vers l’avant au sol et émouvant. Troubles de la marche sont caractéristiques de la marque de fabrique de nombreuses maladies neurodégénératives, comme la moelle épinière (SCI), sclérose en plaques (SEP), sclérose latérale amyotrophique (SLA), maladie de Parkinson (MP) et accident vasculaire cérébral ; les modèles précliniques de rongeurs de ces troubles souvent récapitulent leurs allures respectives déficiences1. Les mécanismes de base du contrôle de la locomotion chez les souris ont été intensivement étudiée2,3. En outre, il y a des modèles murins de nombreux troubles neurologiques humain4. Analyse de la démarche chez la souris est donc une approche intéressante pour mesurer des aspects multiples des déficits moteurs qui ont connu les corrélats anatomiques. L’étude de la marche dans des modèles murins peut-être apporter un éclairage sur les bases neuropathologiques des déficits locomoteurs dans les troubles neurodégénératifs et permettre l’identification des traitements potentiels.
Quelques techniques qui ont été utilisées pour mesurer la démarche chez les rongeurs comprennent l’inspection visuelle (par exemple, le Basso souris échelle5 et plein champ test6) et l’analyse de la démarche du plan ventral7. Plus récemment, les méthodes d’évaluation plan sagittal cinématique des mouvements du membre postérieur ont gagné en popularité car elles offrent plus d’informations sur l’exécution du mouvement et par conséquent sont plus sensibles aux changements subtils dans la démarche8, 9 , 10 , 11. cinématiques techniques mises au point pour étudier le mouvement du membre postérieur dans le plan sagittal en marchant sur un tapis roulant9,12 ont été intensivement étudiés dans le cadre de la SCI, ALS, traumatismes corticales, accident vasculaire cérébral, et La maladie de Huntington8,9,10,11,13,14,15,16. En revanche, ces techniques ont vu une utilisation limitée dans l’étude des déficits locomoteurs pour modèles murins de la sclérose en plaques,17.
Encéphalomyélite allergique expérimentale (EAE) est le modèle de souris plus couramment utilisés de MS18. Les deux principales méthodes d’induction d’EAE se fait par l’inoculation active ou passive. Dans l’EAE active, les souris sont immunisées avec des antigènes de la myéline, causant neuroinflammation de médiée par les lymphocytes T autoréactifs et la démyélinisation dans la moelle épinière et le cervelet. EAE passive, en revanche, est induite par le transfert de cellules autoréactives T d’une souris avec EAE active à une naïve souris19. Comme décrit ailleurs, l’évolution de la maladie et la neuropathologie sont influencés par l’antigène du système nerveux central (SNC) et la souche de souris20,21,22,23,24 ,,25. Dans les expériences de l’EAE, souris témoins sont injectées avec adjuvant complet de Freund (ACF) sans l’antigène de la myéline. EAE se caractérise par ascendante paralysie qui commence par la faiblesse de la queue et peut pouvoir impliquer les membres antérieurs, ce qui entraîne une ataxie et une paralysie20. Nous avons récemment caractérisé démarche changements chez les souris C57Bl/6 soumis à la glycoprotéine de myéline oligodendrocyte 35-55 (MOG35-55)-induced EAE. Ces études ont montré la démarche analyse comme étant supérieure à une analyse comportementale classique parce que les déviations du mouvement de la cheville normale sont fortement corrélées avec le degré de perte de substance blanche dans la moelle épinière lombaire de l’EAE souris26. En revanche, la force de la corrélation entre la perte de substance blanche et deux autres mesures comportementales traditionnelles (score clinique et rotarod) était beaucoup plus faible de26.
Nous décrivons ici l’utilisation de l’analyse de la démarche cinématique pour détecter les déficits de mouvement dans le plan sagittal de souris EAE marchant sur un tapis roulant. Cinq marqueurs réfléchissants ont été placés sur un membre postérieur pour identifier les mouvements de la hanche, du genou et articulations de la cheville dans les enregistrements vidéo à haute vitesse. Logiciel d’analyse de mouvement a été utilisé pour extraire des données cinématiques sur excursions mixtes. Les auteurs discutent l’utilité de ces techniques pour quantifier les déficits de mouvement pour le modèle de35-55 MOG de l’EAE. Ces techniques s’appliquent également à l’étude des déficits de la marche chez les autres modèles murins de maladies neurodégénératives.
Chez les souris avec EAE, deux principales méthodes de mesure des déficits moteurs sont score clinique et tombent la latence d’un rotarod27,28. Ces techniques présentent plusieurs limites. Bien que pratique et largement utilisé, score clinique est limité en dégageant des données au niveau ordinales uniquement, ce qui signifie que l’ampleur des différences entre les résultats cliniques ne sont pas connus. Score clinique souffre également de l’impos…
The authors have nothing to disclose.
Nous tenons à remercier Sid Chedrawe son assistance technique pour le tournage. Ce travail a été financé par la MS Society of Canada (2983 EGID).
Camera | Nikon | Nikon D750 | Used to film the video |
Reflective tape | B&L Engineering | MKR-Tape-2 | |
Fine scissors | Fine Science Tools | 15023-10 | |
Forceps | Fine Science Tools | 11252-20 | |
Glue gun | Craftsmart | E231647 | |
scalpel handle #4 | Roboz | R5-9884 | |
Scalpel Blade No.10 | Feather | 2020-12 | |
C57BL/6 mice | Charles River Laboratories | ||
Anesthetic machine | EZ Anesthesia | EZ-AF9000 Auto Flow System | |
Recirculating water heating blanket | Androit | HTP-1500 | |
topical eye lubricant | Refresh | DIN00210889 | |
Shaver | Oster | 78997-010 | |
High speed camera | Fastec | Fastec IL3-100 | |
High power light | Smith Victor Corporation | Model 700 SG (600 Watt quartz light, 120 Volts) | |
Light Stand | Promaster | LS1 | |
Treadmill | Custom built at the Zoological Institute, University of Cologne | ||
Microsoft Excel 2016 | Microsoft | Version 2016 | |
KinemaJ | Nicolas Stifani | This is a script generated for use with ImageJ | |
KinemaR | Nicolas Stifani | This is a script generated for use with Rstudio | |
Vicon Motus | Vicon Motus | Version 9.00 | |
GraphPad Prism | GraphPad | Version 6.00 |