Ce protocole illustre notre modèle de formation axée sur l’activité locomotrice tapis roulant pour les rats avec de la moelle épinière (SCI). On trouve des groupes fois quadrupèdes et patte avant uniquement, en plus de deux types distincts de groupes témoins non formés. Les enquêteurs sont en mesure d’évaluer les effets de la formation sur des rats SCI utilisant ce protocole.
De la moelle épinière (SCI) se traduit par une durée des déficits qui incluent des mobilité et une multitude de dysfonctionnements axés sur le système nerveux autonome. L’entraînement locomoteur (LT) sur un tapis roulant est largement utilisé comme outil de réadaptation dans la population de SCI avec de nombreux avantages et l’amélioration de la vie quotidienne. Nous utilisons cette méthode de formation spécifique à une tâche par activité (ABT) chez les rongeurs après SCI à la fois élucider les mécanismes derrière ces améliorations et pour renforcer et améliorer les protocoles cliniques de réadaptation existants. Notre objectif actuel est de déterminer les mécanismes qui sous-tendent les améliorations induite par l’ABT dans urinaire, intestinale et la fonction sexuelle chez SCI les rats après un niveau modéré à sévère de contusion. Après s’être assuré de chaque animal dans un gilet réglable sur mesure, ils sont fixés à un mécanisme de soutien du poids corps polyvalent, abaissé à un tapis roulant les trois voies modifié et aidé à étape-formation pendant 58 minutes, une fois par jour pendant 10 semaines. Cette configuration permet la formation d’animaux fois quadrupèdes et patte avant uniquement, aux côtés de deux différents groupes non formés. Les animaux quadrupèdes formés avec le soutien de poids de corps sont aidés par un technicien présent pour aider à marcher avec patte bon placement que nécessaire, alors que les membres antérieurs seulement des animaux entraînés sont déclenchés à l’extrémité caudale pour n’assurer aucun contact membre postérieur avec la tapis de course et non portantes. Un groupe SCI non formés d’animaux est placé dans un harnais et repose à côté du tapis roulant, tandis que l’autre groupe SCI de contrôle reste dans sa cage maison dans la salle de formation à proximité. Ce paradigme permet la formation de plusieurs animaux SCI à la fois, ce qui le rend plus efficace à la fois en plus de veiller à ce que notre modèle animal préclinique imite la représentation clinique comme près possible, particulièrement en ce qui concerne le corps soutien de poids avec une aide manuelle.
Globalement, entre 250 000-500 000 nouveaux de la moelle épinière (SCI) cas concernent soit due à la dégénérescence, maladies ou le plus souvent (jusqu’à 90 %) traumatisme1. Après LMÉ traumatique, une série d’événements physiologiques ont lieu qui donnent lieu à des déficits neurologiques qui affectent une multitude de fonctions corporelles. En raison des déficits chroniques qui suivent SCI, le développement et l’essai des modalités de traitement efficace est cruciale. Jusqu’à une date récente, stratégies de réadaptation portent plus souvent sur la récupération de la mobilité2,3. Suite de SCI, les patients classent urinaire/vessie, l’intestin et des fonctions sexuelles parmi les complications plus élevées de qualité de vie ayant besoin d’une meilleure gestion1,4,5. Cibler la vessie, l’intestin et la fonction sexuelle est donc primordial d’une réadaptation vue1,4,5.
Exercice et entraînement locomoteur (LT) sont des thérapies de réadaptation couramment utilisés dans la population de patients de SCI avec nombreux avantages tels que la fonction cardiovasculaire, fonction urinaire/vessie et mobilité6,7,8 ,9,10. C’est pour cette raison, que nous utilisons une modalité similaire dans notre modèle SCI rat précliniques. Notre objectif est de déterminer quels effets LT a chez le rat Wistar SCI, spécifiquement en ce qui concerne aussi bien supérieure (rein) et fonction du tractus urinaire bas (vessie, sphincter urétral externe), la fonction intestinale et la fonction sexuelle. En outre, LT s’est avéré être suffisant dans l’activation des systèmes neuromusculaires au-dessous du niveau de préjudice qui peut influencer le montant de la plasticité dans le système nerveux central (SNC)11,12.
Le succès du LT dans des études précliniques est bien documenté dans les grandes13,14 et petit15,16,17,18,19 modèles animaux SCI. Preuves suggèrent qu’entrée sensorielle afférente, fournie par LT est suffisante pour stimuler les voies réflexes spinaux qui donnent lieu à la plasticité et améliorations à sensori-moteur int9,20. Avantages LT concernant des fonctions autonomes n’ont pas été bien caractérisées. Pour cette raison, nous implémentons notre paradigme de formation en mettant l’accent sur les mesures de résultats autonome, à l’aide de quatre groupes distincts qui incluent deux contrôles non formés et un groupe de non-poids métabolique/exercice aux côtés d’un groupe LT qui imite le timing, durée de la session, manuelle aide et appui de poids qui sont utilisés dans les études cliniques19,21,22,23,24.
Nos méthodes de ABT sur des rats après que SCI est une nouvelle intervention thérapeutique. Parmi les autres méthodes d’exercice et l’étape de formation dans des modèles animaux peuvent35,36,37, cette méthode imite LT menée sur le plan clinique dans la population humaine de la SCI, où nous avons vu de résultats prometteurs23. Avec la combinaison de notre installation, le régime et l’utilisation des animaux témoins, les résultats obtenus de l’utilisation de notre paradigme de formation aidera à comprendre les avantages de l’ABT après que Future SCI. applications du présent protocole incluent observer les résultats décrits de ABT à des délais différents de formation ainsi que l’effet sur la récupération de différents niveaux et degrés de lésions ABT.
Une des limites de cette conception sont la longueur de temps pour de telles expériences. Étant donné que notre programme d’entraînement pour chaque animal nécessite 1 heure par jour, tous les jours pendant 10 semaines, temps personnel substantiel et un calendrier organisé est une nécessité. Un aspect important qui nécessite une attention particulière implique le groupe FT, qui a le harnais uniques avec des courroies en matière auto-agrippante pour garantir les membres postérieurs au-dessus du tapis roulant pour l’élimination de poids support. Il est important de s’assurer que l’animal ne reçoit pas le soutien de poids, c’est pourquoi une plateforme n’est pas positionnée sous les pattes du rat. En outre, comme les études antérieures ont indiqué que l’entrée sensorielle est un conducteur principal de la plasticité du système locomoteur dans la moelle épinière38,39,40, il y a un besoin constant de gérer le groupe QT pour aider avec le renforcement tout comme thérapeutes physiques en milieu clinique.
Une importante modification apportée au système disponibles dans le commerce de tapis roulant utilisé pour les animaux a été inverser la polarité. Après avoir exposé le moteur, les fils positifs et négatifs ont été commutés qui inverse le sens que du tapis roulant se déplace. Cela permet plus d’espace et un accès plus facile à atteindre et aider à former les animaux (le système est livré avec une grille de choc à une extrémité qui est conçue pour empêcher les animaux non attelés, spinal intacts de sauter le tapis).
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs reconnaissent les Drs Patricia Ward, avril Herrity et Susan Harkema pour leurs apports et leurs conseils, Christine Yarberry pour assistance chirurgicale, Yangsheng Chen, Andrea Willhite et Johnny Morehouse d’assistance technique et Darlene Burke pour assistance statistiques et études comportementales. Prise en charge de ce travail a été financé par le Department of Defense (W81XWH-11-1-0668 et W81XWH-15-1-0656) et le Kentucky, la moelle épinière et Head Injury Research Trust (KSCHIRT 14-5).
Exer-3R treadmill | Columbus Instruments | reversed polarity of the motor | |
Body weight support system | N/A | N/A | modified spring scales with alligator clips |
Rat harness | N/A | N/A | Our harnesses are custom made; please refer to Figure 1 for visual. |
Infinite Horizon (IH) impactor device | Precision Systems and Instrumentation | Model 0400 | |
Ketamine HCl | Hospira | NDC 0409-2053-10 | |
Xylazine (AnaSed Injection) | Akorn Animal Health | NDC 59399-110-20 | |
Meloxicam (Eloxiject) | Henry Schein Animal Health | NDC 116695-6925-2 | |
Gentamicin Sulfate (GentaFuse) | Henry Schein Animal Health | NDC 11695-4146-1 | |
urethane, 97% | Argos Organics | CAS 51-79-6 | |
4-0 monofilament suture kit (4-0 Ethilon Nylon Suture) | Ethicon, LLC | 205016 | |
Michel suture clips (9mm Auto Clips) | MikRon Precision, Inc. | 1629 | |
Heating pad | Mastex Industries, Inc | Model 500 | |
Tootie Fruitys cereal | Malt O Meal | For training reward | |
Male Wistar rats | Envigo | ||
Size 10 surgical scalpel blades | Miltex | SKU: 4-110 |