Dor induzida por lesões de queimadura e comportamento semelhante à depressão em camundongos
Summary
Uma lesão escalda transitória (65 °C ± 0,5 °C, 3 s) de uma pata traseira diminui o limiar (g) para a estimulação de filamento von Frey do lado ipsilateral e altera o padrão de marcha. Além disso, a lesão por queimadura induz o comportamento depressivo no teste de natação forçada.
Abstract
A água escaldante é a causa mais comum de queimaduras em populações idosas e jovens. É um dos principais desafios clínicos devido à alta mortalidade e sequelas em países de baixa e média renda. Queimaduras frequentemente induzem dor espontânea intensa e intolerância persistente, bem como problema de risco de vida. Mais importante, a dor excessiva é frequentemente acompanhada de depressão, o que pode diminuir significativamente a qualidade de vida. Este artigo mostra como desenvolver um modelo animal para o estudo da dor induzida por queimaduras e comportamento semelhante à depressão. Após anestesia, a lesão por queimadura foi induzida por mergulhar uma pata traseira do rato em água quente (65 °C ± 0,5 °C) para 3 s. O teste von Frey e a análise automatizada da marcha foram realizados a cada 2 dias após a lesão por queimadura. Além disso, o comportamento semelhante à depressão foi examinado por meio do teste de natação forçada, e o teste de rotação-vara foi realizado para diferenciar a função motora anormal após lesão por queimadura. O principal objetivo deste estudo é descrever o desenvolvimento de um modelo animal para o estudo da dor induzida por queimaduras e comportamento semelhante à depressão em camundongos.
Introduction
Danos teciduais, como queimaduras e traumas, geralmente estão associados à co-ocorrência de dor aguda. Lesões por queimaduras e sintomas relacionados ao trauma são estimados em 1.80.000 mortes por ano causadas por queimaduras – a grande maioria ocorre em países de baixa e média renda de diferentes tipos de queimaduras1. De acordo com um relatório mundial, as queimaduras são comuns em crianças e representam cerca de 40%-60% dos pacientes hospitalizados 2,3. Essas lesões específicas são ainda mais graves, pois podem ocorrer no dia a dia, como ferver ou tomar banho4,5. Embora a dor aguda possa ser resolvida espontaneamente após a recuperação de danos teciduais na maioria dos casos, pode ser possível tornar-se crônica devido a alterações anormais no sistema nervoso 6,7.
Recentemente, foi sugerido que a dor aguda pode induzir um humor deprimido, e a dor crônica pode causar ansiedade e depressão 8,9,10,11. A convivência da dor e da depressão dificulta o tratamento do paciente. A depressão também tende a aumentar a sensibilidade à dor, o que provavelmente induzirá depressão mais intensa e dor12. Complicações de dor e depressão são mostradas em modelos animais de inflamação periférica 13,14,15,16. Os mecanismos detalhados subjacentes à depressão induzida pela dor não são bem conhecidos até agora, 17 anos. Assim, é necessário desenvolver tratamentos mais eficazes para queimaduras para aliviar os efeitos colaterais e sintomas.
Assim, o presente estudo foi projetado para desenvolver um modelo animal para estudar dor aguda induzida por lesões de queimaduras e comportamento semelhante à depressão em camundongos. Para isso, foram medidas sensibilidade tátil anormal relacionada à lesão, padrão de marcha alterado e comportamento semelhante à depressão. Além disso, este estudo tenta validar o modelo usando NSAIDs.
Protocol
Representative Results
Discussion
A queimadura escaldante é um tipo de queimadura térmica causada por líquidos aquecidos. Foi sugerido que queimaduras de primeiro ou segundo grau ocorrem na maioria dos casos, mas o contato a longo prazo com fontes de calor pode causar queimaduras de terceiro grau26. No presente estudo, a lesão por queimadura foi induzida pela exposição da pata traseira direita dos camundongos em água quente a 65 °C por 3 s 4,26. Foram detectados da…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta pesquisa foi apoiada pela Universidade Nacional de Chungnam e pela Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia (NRF) financiada pelo governo da Coreia (NRF-2019R1A6A3A01093963 e NRF-2021R1F1A1062509).
Materials
| 1 mL syringe | BD | 307809 | |
| 1.5 mL tube | Axygen | MCT-150-C | |
| 50 mL tube | SPL | 50050 | |
| Acetaminophen BioXtra, ≥99.0% | Sigma-Aldrich | A7085-100G | Positive control (The analgesic agent, acetaminophen (200 mg/kg) was administered intraperitoneally once-daily for 7 days starting from the day of after burn injury (Only Burn + Acetaminophen group. (von-Frey test, gait analysis, and forced swimming test: Used for drug-dependent behavioral testing after burn injury), (Rota-rod test: It was used to investigate the motor and functional impairments of the drug in animals after burn injury). |
| Alfaxan multidose (Alfaxalone) | JUROX Pty.Limited | In this experiment, this material used for animal anesthesia, and was used as a positive control for experimentally treated drugs in the rota-rod test. | |
| CatWalk automated gait analysis system | Noldus | CatWalk XT | Gait analysis in freely walking rodents is used to study the changes in limb movement and positioning in models with sensory-motor dysfunction |
| OPTISHIELD (Cyclosporin ophthalmic ointment) | Ashish Life Science | In this experiment, this material was used for an ointment to prevent corneal drying after induction of anesthesia. | |
| Plexiglass cylinder | SCITECH KOREA | custom made products | Used in forced swimming test |
| Rota-rod system | SCITECH KOREA | Accelerating rota rod | Used in the measurement of Normal Motor Function |
| von Frey filaments | North Coast Medical | NC12775 | Used in the measurement of Mechanical Allodynia |
| Waterbath | CHANGSHIN SCIENCE | C-WBE | Used in the burn injury induction |
References
- Peck, M. D. Epidemiology of burns throughout the World. Part II: intentional burns in adults. Burns. 38 (5), 630-637 (2012).
- Tracy, L. M., Cleland, H. Pain assessment following burn injury in Australia and New Zealand: Variation in practice and its association on in-hospital outcomes. Australasian Emergency Care. 24 (1), 73-79 (2021).
- Montgomery, R. K. Pain management in burn injury. Critical Care Nursing Clinics of North America. 16 (1), 39-49 (2004).
- Kang, D. W., Choi, J. G. Bee venom reduces burn-induced pain via the suppression of peripheral and central substance P expression in mice. Journal of Veterinary Science. 22 (1), 9 (2021).
- Abdi, S., Zhou, Y. Management of pain after burn injury. Current Opinion in Anaesthesiology. 15 (5), 563-567 (2002).
- Ullrich, P. M., Askay, S. W. Pain, depression, and physical functioning following burn injury. Rehabilitation Psychology. 54 (2), 211-216 (2009).
- Patwa, S., Benson, C. A. Spinal cord motor neuron plasticity accompanies second-degree burn injury and chronic pain. Physiological Reports. 7 (23), 14288 (2019).
- Michaelides, A., Zis, P. Depression, anxiety and acute pain: links and management challenges. Postgraduate Medicine. 131 (7), 438-444 (2019).
- Doan, L., Manders, T., Wang, J. Neuroplasticity underlying the comorbidity of pain and depression. Neural Plasticity. 2015, 504691 (2015).
- Vachon-Presseau, E., Centeno, M. V. The emotional brain as a predictor and amplifier of chronic pain. Journal of Dental Research. 95 (6), 605-612 (2016).
- Apkarian, A. V., Baliki, M. N. Predicting transition to chronic pain. Current Opinion in Neurology. 26 (4), 360-367 (2013).
- Yin, W., Mei, L. A Central amygdala-ventrolateral periaqueductal gray matter pathway for pain in a mouse model of depression-like behavior. Anesthesiology. 132 (5), 1175-1196 (2020).
- Deng, Y. T., Zhao, M. G., Xu, T. J. Gentiopicroside abrogates lipopolysaccharide-induced depressive-like behavior in mice through tryptophan-degrading pathway. Metabolic Brain Disease. 33 (5), 1413-1420 (2018).
- Zhang, G. F., Wang, J. Acute single dose of ketamine relieves mechanical allodynia and consequent depression-like behaviors in a rat model. Neuroscience Letters. 631, 7-12 (2016).
- Edwards, R. R., Smith, M. T. Symptoms of depression and anxiety as unique predictors of pain-related outcomes following burn injury. Annals of Behavioral Medicine. 34 (3), 313-322 (2007).
- Pincus, T., Vlaeyen, J. W. Cognitive-behavioral therapy and psychosocial factors in low back pain: directions for the future. Spine. 27 (5), 133-138 (2002).
- Laumet, G., Edralin, J. D. CD3(+) T cells are critical for the resolution of comorbid inflammatory pain and depression-like behavior. Neurobiology of Pain. 7, 100043 (2020).
- Zimmermann, M. Ethical guidelines for investigations of experimental pain in conscious animals. Pain. 16 (2), 109-110 (1983).
- Deuis, J. R., Dvorakova, L. S. Methods used to evaluate pain behaviors in rodents. Frontiers in Molecular Neuroscience. 10, 284 (2017).
- Scholz, J., Broom, D. C. Blocking caspase activity prevents transsynaptic neuronal apoptosis and the loss of inhibition in lamina II of the dorsal horn after peripheral nerve injury. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 25 (32), 7317-7323 (2005).
- Kang, D. W., Choi, J. G. Automated gait analysis in mice with chronic constriction injury. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (128), e56402 (2017).
- Kang, D. W., Moon, J. Y. Antinociceptive profile of levo-tetrahydropalmatine in acute and chronic pain mice models: Role of spinal sigma-1 receptor. Scientific Reports. 6, 37850 (2016).
- Huang, W., Chen, Z. Piperine potentiates the antidepressant-like effect of trans-resveratrol: involvement of monoaminergic system. Metabolic Brain Disease. 28 (4), 585-595 (2013).
- Can, A., Dao, D. T. The mouse forced swim test. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (59), e3638 (2012).
- Choi, J. G., Kang, S. Y. Antinociceptive effect of Cyperi rhizoma and Corydalis tuber extracts on neuropathic pain in rats. Korean Journal of Physiology & Pharmacology. 16 (6), 387-392 (2012).
- Mosby’s. . Mosby’s Dictionary of Medicine, Nursing & Health Professions – Seventh edition, Nursing Standard. 20 (22), 36 (2006).
- Vandeputte, C., Taymans, J. M. Automated quantitative gait analysis in animal models of movement disorders. BMC Neuroscience. 11, 92 (2010).
- Isvoranu, G., Manole, E. Gait analysis using animal models of peripheral nerve and spinal cord injuries. Biomedicines. 9 (8), 1050 (2021).
- Yankelevitch-Yahav, R., Franko, M. The forced swim test as a model of depressive-like behavior. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (97), e52587 (2015).
- Yan, H. C., Cao, X. Behavioral animal models of depression. Neuroscience Bulletin. 26 (4), 327-337 (2010).
- Papp, M., Willner, P. An animal model of anhedonia: attenuation of sucrose consumption and place preference conditioning by chronic unpredictable mild stress. Psychopharmacology. 104 (2), 255-259 (1991).
- Seminowicz, D. A., Laferriere, A. L. MRI structural brain changes associated with sensory and emotional function in a rat model of long-term neuropathic pain. Neuroimage. 47 (3), 1007-1014 (2009).
- Yalcin, I., Barthas, F. Emotional consequences of neuropathic pain: insight from preclinical studies. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 47, 154-164 (2014).
- Choi, J. W., Kang, S. Y. Analgesic effect of electroacupuncture on paclitaxel-induced neuropathic pain via spinal opioidergic and adrenergic mechanisms in mice. American Journal of Chinese Medicine. 43 (1), 57-70 (2015).
