Medidas comportamentais e do aparelho locomotor Usando um sistema aberto Activity Monitoring Campo de Doenças músculo-esquelético

A medição da actividade no campo aberto é um ensaio in vivo que pode ser útil para avaliar a progressão da doença e da eficácia de drogas em modelos animais da doença neuromuscular ^6,7,11-14. Como mostrado na Figura 2, que fornece uma avaliação dos níveis de actividade que, geralmente, reflectem função locomotora. Esta é uma medida diferente do que a força muscular, tornando-se um desfecho secundário ou auxiliar ideal para executar em um estudo pré-clínico de drogas. Além disso, é ^{de 15,} medida não invasiva clinicamente relevante, que pode ser realizada várias vezes ao longo da duração do estudo. No entanto, a atividade comportamental e locomotiva também é influenciada por fatores adicionais também (ou seja, manipulação experimentador, condições ambientais, e cognição) criando variação nos dados de atividade de campo aberto. O objetivo deste artigo é fornecer um protocolo bem testado e padronizada que reduz a variação e permite que os resultados sejam compared em vários laboratórios, na esperança de melhorar a tradução dentro de nosso campo.

A principal desvantagem desta medida é que ele é altamente variável e influenciada por numerosos fatores externos. No entanto, levamos isso em consideração ao desenvolver o protocolo. Avaliamos uma variedade de protocolos de ensaio que variam em duração de 1-5 dias de coleta de dados. No fim, determinou-se que a realização instrumento de aclimatação antes da coleta de dados para familiarizar os animais com o meio ambiente câmara de teste e execução de 4 dias de coleta de dados reduziu significativamente a quantidade de variação nos dados de resultados ^5. Este protocolo foi originalmente concebido para avaliar os níveis de atividade comportamental e locomotivas do modelo MDX do mouse; no entanto, este protocolo foi recentemente validado no modelo animal Dy2J bem ^6. Sugere-se que o protocolo ser normalizado dentro de seu laboratório para cada modelo animal antes de usá-lo em um ensaio pré-clínico.

Atividade de campo aberto varia de acordo com o fundo genético ^17, sex ^{18-20, 18} anos, e ritmo circadiano ^21. Isso exige que os animais da mesma idade, sexo e antecedentes genéticos a serem avaliados ao mesmo tempo. Durante as etapas de planejamento, o pensamento cuidadoso deve ser colocado em decidir em que idade ou idades campo aberto atividade níveis serão avaliados. Cada modelo animal tem a sua própria progressão da doença e do fenótipo distinto locomotiva e comportamental, que variam em gravidade e da idade ^6,15 (Figura 2 e Figura 3). Portanto, é importante para determinar os pontos de tempo clinicamente e patologicamente relevantes para avaliar a actividade medidas de campo abertas. O número total de animais necessários em cada grupo de tratamento para detectar diferenças estatisticamente significativas varia consoante o modelo animal, idade, e sexo, assim. Consequentemente, os cálculos do tamanho da amostra relevantes também deve ser realizada durante a fase de planejamento para determine o número total de animais necessários em cada grupo de tratamento para detectar diferenças estatisticamente significativas. Estes cálculos também deve levar em consideração adicional medidas de resultados utilizadas no estudo (por exemplo, medidas de força de preensão ou análise histológica). Com base em nossos cálculos de potência, que normalmente usam 10-12 animais por grupo de tratamento. Além disso, especial atenção deve ser dada para o esforço de controle é usada no estudo. Há uma tendência para que as estirpes de controlo impróprias para ser usado em estudos pré-clínicos. Por exemplo, os ratos BL6 são muitas vezes utilizados como uma estirpe de controlo de camundongos mdx; no entanto, o camundongo mdx está em um fundo BL10. Como visto na Figura 3, os ratos BL10 são muito mais ativos do que os camundongos BL6, o que torna impossível comparar os dados MDX e BL6. Quando a realização de estudos pré-clínicos com ratinhos mdx, ratinhos BL10 deve ser usada como a estirpe de controlo. Além disso, se um estudo está a ser realizado com os ratinhos Dy2J, ratinhos BL6 deve ser usada como a contrestirpe ol.

Pequenas mudanças ambientais também podem afetar significativamente os níveis de atividade. Estes incluem iluminação, temperatura, umidade, odor, ruído e ^4,15 atividade humana. Portanto, é muito importante que o teste ser realizado em uma sala com temperatura controlada e umidade com iluminação não-direta, ao mesmo tempo, cada dia ^5. As câmaras de ensaio devem ser espaçadas uniformemente por toda a sala e não colocado sob luz direta ou em sombra ou escuros cantos ^5. Os animais devem ser repartidos aleatoriamente suas câmaras de teste a cada dia para reduzir os efeitos da variação das condições ambientais em toda a sala, e eles devem ser autorizados a se aclimatar para a sala de ensaios para 10-30 min antes da coleta de dados. Certifique-se de acompanhar a atribuição de caixa de cada animal durante toda a duração do estudo para garantir que qualquer influência de caixa / ambiente é distribuído igualmente entre os diferentes grupos de tratamento. Os indivíduos que carregam o animals para as câmaras de teste e manejo dos animais durante todo o período de duração do estudo deve ser cego para o grupo de tratamento e, quando possível estirpe animal. Em muitos casos genótipos afetados são marcadamente diferentes controles relacionados e cegueira não é possível. No entanto, as pessoas devem sempre ser cega entre os grupos tratados e não tratados. Além disso, todas as pessoas devem sair da sala durante a coleta de dados para reduzir o ruído e as distrações dentro da sala, e todas as câmaras devem ser cuidadosamente limpos após cada sessão de coleta de dados. Estas acções irão reduzir significativamente a variação nos dados. É importante notar que os animais também são altamente susceptíveis a adaptação ^15. Portanto, sugere-se que os animais sejam removidos da câmara de ensaio directamente a seguir a 60 minutos de cada dia de recolha de dados, e que os níveis de actividade de campo aberto ser avaliado mais do que uma vez por mês.

A distância total percorrida eo movimento total demedições de tempo mento tendem a ser o campo aberto mais sensíveis medições de atividade ^5. No modelo Dy2J, a medição da actividade vertical, tende a ser a medida de actividade mais sensível campo aberto (Figura 3); no entanto, pode ser difícil para capturar as medições da actividade verticais precisos em animais pequenos. Por exemplo, é possível que um animal menor irá apresentar um comportamento de criação e o sensor não vai capturá-lo devido à altura do sensor vertical. Como resultado, recomendamos que os animais de teste antes das 5 semanas de idade. Também é possível que um animal vai dormir durante toda a duração de uma sessão de recolha de dados. Se este for o caso, é conveniente acrescentar mais um dia de coleta de dados. Finalmente, o mau alinhamento do divisor de quadrante ou bloqueio dos sensores no interior da caixa pode resultar em dados incorrectos bem. Portanto, é muito importante para realizar um pré-verificação do sensor, antes do teste, e rever todos os dados a seguir ao final dacada sessão de coleta de dados.

Cuidado também deve ser tomado quando se analisa os dados da atividade de campo aberto. Dados Abertos atividade de campo tem uma tendência a ser normalmente não distribuídos e têm valores atípicos ^4. Antes de realizar quaisquer análises estatísticas, os nossos biostatisticians recomendo verificar a normalidade dos dados e valores discrepantes. Se os dados não são distribuídos normalmente, deve-se considerar a utilização de um teste não paramétrico quando se comparam os meios. Além disso, todos os dados deveriam ser analisados ​​por uma pessoa cega para o que os grupos de tratamento são.

No geral, a medida atividade de campo aberto tem grandes vantagens: a) é uma avaliação abrangente de ambos a atividade locomotora e comportamental, que é fortemente, mas nem sempre correlacionada com função locomotora; b) é uma medida de fácil execução; c) que não necessita de manejo dos animais durante os testes; d) que é uma medida não invasivo que pode ser realizado mais do que uma vez durante todo o período de um study; e) nenhum treinamento especial é necessário para realizar o teste; f) vários animais pode ser testado de uma só vez; e g) é uma medida de resultado clinicamente relevante ^5,16. No entanto, ao testar terapêutica, tenha em mente que outros fatores podem afetar o comportamento de um animal, e por sua vez as medições de atividade de campo aberto. Os medicamentos podem ter SNC ou outros efeitos e largura do corpo, e comportamento também pode ser influenciada por um ambiente de tensão. Como resultado, pode ser difícil distinguir se as alterações nos níveis de actividade locomotora ou comportamentais estão relacionadas com alterações da função muscular, força muscular, ou é um resultado dos efeitos adversos da medicação. Portanto, ensaios funcionais, histológicas e moleculares ou adicionais devem ser realizados também. Este protocolo padronizado também tem sido utilizada com sucesso em outras doenças musculares ^4,17; No entanto, como pode ser visto na Figura 3, os estudos-piloto deve ser realizado inicialmente para avaliar a sensibilidade da medida no animalmodelo.