Evaluación de la sensibilidad mecánica de la espalda en la rata para la investigación mecanicista del dolor de espalda crónico
Summary
Para desarrollar nuevas intervenciones terapéuticas para la prevención y el tratamiento del dolor de espalda, se requieren modelos animales para examinar los mecanismos y la efectividad de estas terapias desde una perspectiva traslacional. El presente protocolo describe la prueba BMS, un método estandarizado para evaluar la sensibilidad mecánica de la espalda en la rata.
Abstract
El dolor lumbar es la principal causa de discapacidad en todo el mundo, con consecuencias personales, económicas y sociales dramáticas. Para desarrollar nuevas terapias, se necesitan modelos animales para examinar los mecanismos y la efectividad de las nuevas terapias desde una perspectiva traslacional. Varios modelos de roedores de dolor de espalda se utilizan en las investigaciones actuales. Sorprendentemente, sin embargo, no se validó ninguna prueba de comportamiento estandarizada para evaluar la sensibilidad mecánica en modelos de dolor de espalda. Esto es crítico para confirmar que los animales con presunto dolor de espalda presentan hipersensibilidad local a los estímulos nociceptivos, y para monitorear la sensibilidad durante las intervenciones diseñadas para aliviar el dolor de espalda. El objetivo de este estudio es establecer una prueba simple y accesible para evaluar la sensibilidad mecánica en la espalda de ratas. Se fabricó una jaula de prueba específicamente para este método; largo x ancho x alto: 50 x 20 x 7 cm, con una malla de acero inoxidable en la parte superior. Esta jaula de prueba permite la aplicación de estímulos mecánicos a la espalda. Para realizar la prueba, se afeita la espalda del animal en la región de interés, y se marca el área de prueba para repetir la prueba en diferentes días, según sea necesario. El umbral mecánico se determina con filamentos de Von Frey aplicados a los músculos paraespinales, utilizando el método arriba-abajo descrito anteriormente. Las respuestas positivas incluyen (1) espasmos musculares, (2) arqueamiento (extensión de la espalda), (3) rotación del cuello (4) rascarse o lamer la espalda, y (5) escapar. Esta prueba conductual (Back Mechanical Sensitivity (BMS)) es útil para la investigación mecanicista con modelos roedores de dolor de espalda para el desarrollo de intervenciones terapéuticas para la prevención y el manejo del dolor de espalda.
Introduction
El dolor lumbar (DL) es la principal causa de discapacidad en todo el mundo, lo que tiene consecuencias personales, económicas y sociales dramáticas 1,2,3,4. Cada año, aproximadamente el 37% de la población se ve afectada por LBP5. El dolor lumbar generalmente se resuelve en unas pocas semanas, pero recurre en el 24% -33% de los individuos, volviéndose crónico en el 5% -10% de los casos2. Para comprender los mecanismos e impactos del dolor lumbar, así como los efectos de diferentes intervenciones terapéuticas, se han utilizado varios modelos animales de dolor lumbar, imitando condiciones clínicas o algunos componentes del dolor lumbar6. Estos modelos de ratón y rata se pueden clasificar en una o más de las siguientes categorías: (1) dolor lumbar discogénico7,8,, (2) dolor lumbar radicular8,9,10,11, (3) osteoartritis de la articulación facetaria 12 y (4) dolor lumbar inducido por músculo 13,14 . Dado que el dolor no puede ser medido directamente en especies no humanas, se han desarrollado numerosas pruebas para cuantificar comportamientos similares al dolor en estos modelos8. Estas pruebas evalúan comportamientos evocados por un estímulo nocivo (fuerza mecánica 15,16,17, estimulación térmica 18,19,20,21,22,23,24,25) o producidos espontáneamente26,27,28,29.
Los métodos que utilizan estímulos mecánicos incluyen la prueba de Von Frey 15,16 y la prueba de Randall-Selitto17. Los métodos que utilizan estímulos de calor incluyen la prueba de movimiento de cola18, la prueba de placa caliente19, la prueba de Hargreaves20 y la prueba de sonda térmica21. Los métodos que utilizan estímulos fríos incluyen la prueba de placa fría22, la prueba de evaporación de acetona 23 y el ensayo plantar frío24. Los métodos para los comportamientos espontáneos incluyen las escalas de muecas 26, madriguera 27, análisis de soporte de peso y marcha28, así como un análisis de comportamiento automatizado29. A pesar de estas numerosas pruebas disponibles, ninguna de ellas está diseñada específicamente para modelos de dolor de espalda.
El objetivo de este estudio es establecer una prueba simple y accesible para evaluar la sensibilidad mecánica en la espalda de ratas. La técnica se basa en gran medida en la prueba de Von Frey aplicada a la superficie plantar de la pata trasera15,16. El principio básico de la prueba de Von Frey es utilizar una serie de monofilamentos para la región de interés, entregando fuerzas constantes predeterminadas. Una respuesta se considera positiva si la rata muestra un comportamiento nocifensivo. El umbral mecánico se puede calcular en función de los filamentos que evocaron respuestas. En el presente estudio, se proporciona un método simple y accesible adaptado de la prueba de Von Frey para determinar la sensibilidad mecánica en la espalda de ratas.
Protocol
Representative Results
Discussion
Pasos críticos
La prueba BMS es un método simple para evaluar la sensibilidad mecánica en la espalda de ratas, ya sea en un momento dado o repetidamente durante días o semanas, cuando se espera que ocurran cambios (modelos de dolor) o después de una intervención farmacológica o no farmacológica. Los problemas críticos del método incluyen la jaula de prueba, cuyas dimensiones deben garantizar que la rata esté cómoda pero no se mueva demasiado. La espalda del animal debe permanecer accesible…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por una subvención de la Fondation Chiropratique du Québec y el Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (MP: subvención #06659). La contribución de HK fue apoyada por la Université du Québec à Trois-Rivières (programa PAIR). La contribución de BP fue apoyada por el Fonds de recherche du Québec en Santé (FRQS) y la Fondation Chiropratique du Québec. La contribución de TP fue apoyada por el Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá. La contribución de NE y EK fue apoyada por la Fondation Chiropratique du Québec. La contribución de MP fue apoyada por el FRQS.
Materials
| Aerrane (isoflurane, USP) – Veterinary Use Only | Baxter | NDC 10019-773-60 | Inhalation Anaesthetic ; DIN 02225875, for inducing anasthesia |
| Complete Freund Adjuvant (CFA) | Fisher Scientific | #77140 | Water-in-oil emulsion of Complete Freund Adjuvant (CFA) with killed cells of Mycobacterium butyricum. |
| Male Wistar Rats | Charles River Laboratories | body weight: 320–450 g; age: 18-22 weeks. | |
| Penlon Sigma Delta Vaporizer | Penlon | 990-VI5K-SVEEK | Penlon Sigma Delta Vaporizer used for anasthesia |
| Sharpie Permanent Marker | Sharpie | BC23636 | Permanent Marker, Fine Point, Black |
| Test cage | Custom-made | Width: 20 cm; Length: 50 cm; Height from the bottom to the top: 40 cm; Height from the bottom mesh to the top of the cage: 7 cm; Wall thickness: 5 mm; Mesh: 1 mm wire with an 8 mm inter-wire distance | |
| Von Frey Filaments | Aesthesio, Precise Tactile Sensory Evaluator | 514000-20C | Filaments from 0.07 g to 26 g |
| Wahl Professional Animal, ARCO Cordless Pet Clipper, Trimmer Grooming | Wahl | Kit #8786-1201 | Animal hair trimmer, for shaving purposes, zero blade |
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