Electronic von Frey geassocieerd met de Mouse Grimace Scale om allodynie en pijn te beoordelen bij met Trypanosoma evansi geïnfecteerde muizen
Summary
Hier presenteren we een protocol om nociceptie te evalueren bij muizen die zijn geïnfecteerd met Trypanosoma evansi, met behulp van het elektronische von Frey-apparaat als hulpmiddel, waarbij mechanische drempels van de achterpoot en ingewanden worden gemeten.
Abstract
De pathogenese van infectieziekten is nog steeds een complex vakgebied om te bestuderen. Het verloop van verschillende klinische symptomen, zoals allodynie en pijn, kan worden waargenomen bij huisdieren. De kennis van hun routes en de juiste behandeling vereisen echter gecontroleerde experimenten, waarvan vele met behulp van proefdieren. Het meten van veranderingen in mechanische drempels van de achterpoot en ingewanden is een nuttige techniek om veranderingen in pijnperceptie bij knaagdieren waar te nemen. De ontwenningsreactie kan eerst worden gemeten in baselinetests, wat zorgt voor een betere controle van experimentele groepen. Daaropvolgende tests kunnen worden uitgevoerd na het induceren van een infectie en het toevoegen van medicijnen aan het protocol. Het gebruik van een elektronisch von Frey-apparaat in combinatie met het gebruik van een gezichtsschaal om pijnachtige veranderingen waar te nemen, maakt een eenvoudige, nauwkeurige en consistente beoordeling mogelijk om allodynie en pijn bij muizen te evalueren. Experimenten met de huidige methodologie voor Trypanosoma evansi-infectie vormen dus een nuttige methode om allodynie en pijn bij in het laboratorium geïnfecteerde dieren te evalueren, die kan worden toegepast op de conventionele behandeling van veedieren.
Introduction
Trypanosoma evansi is de etiologische verwekker van de ziekte die in Zuid-Amerika “surra” of “mal-das-cadeiras” wordt genoemd 1,2. Het treft vaak paardachtigen en runderen, maar ook wilde fauna, en wordt overgedragen door hematofaag vleermuizen, tabaniden en stomoxen vliegenbeten 1,3. Surra is een belangrijke ziekte bij huisdieren, die dodelijk kan zijn bij afwezigheid van de juiste behandeling, met niet-specifieke klinische symptomen zoals bloedarmoede, verlies van eetlust en gewicht, spierzwakte en abortus, die kunnen variëren afhankelijk van de gastheer en geografische regio 2,4,5,6.
De expressie van allodynie en pijn bij geïnfecteerde dieren tijdens het verloop van de ziekte is nog een nieuw onderwerp 2,7. De drang om de pathogenese achter deze symptomen te begrijpen, is een belangrijke stap om de momenteel gebruikte behandeling te verbeteren en te verfijnen door effectieve pijnstillers toe te voegen aan het klassieke trypanocidale protocol 5,6. In dit scenario is de mogelijkheid om de ziekte te repliceren met behulp van een muizenmodel een voordeel, aangezien muizen gemakkelijk in gecontroleerde omgevingen in het laboratorium kunnen worden gehouden en daarom resultaten kunnen opleveren die consistenter zijn dan veldexperimenten met vee.
Een mechanische drempel wordt gewoonlijk verkregen met behulp van een elektronisch von Frey (EvF) -apparaat voor de evaluatie van allodynie in een groot aantal experimenten 2,8,9. Dit apparaat wordt gebruikt om de gevoeligheid van het weefsel voor mechanische stimulatie te beoordelen: zodra het apparaat de poot van het dier raakt, wordt via een punt van 20-200 μL die aan het apparaat is bevestigd, de kracht geregistreerd waarmee het dier de poot terugtrekt.
Knaagdieren worden meestal gebruikt als standaarddieren in deze experimenten en de meeste resultaten worden geëxtrapoleerd naar andere soorten, aangezien de meeste onderzochte ziekten afkomstig zijn van andere soorten waarbij het moeilijk zou zijn om een gecontroleerd onderzoek uit te voeren. Bovendien zijn allodynie en pijn nauw met elkaar verbonden. Het gebruik van een specifieke gezichtsschaal om pijn bij geïnfecteerde muizen te evalueren, speelt een belangrijke rol als bevestigend adjuvans om de aanwezigheid van pijn tijdens het verloop van T. evansi-infectie te bevestigen 2,10.
In dit protocol demonstreren we een nieuw model om allodynie en pijn te evalueren bij muizen die experimenteel zijn geïnfecteerd met T. evansi, waarbij we een hoge correlatie tussen variabelen laten zien en daarmee een sterk model blijken te zijn. Bovendien is er een klein aantal onderzoekers nodig om de hele procedure uit te voeren, waardoor de kans op menselijk ingrijpen tijdens het experiment wordt verkleind. Het stelt de onderzoeker ook in staat om de doelziekte tijdens een acuut beloop te repliceren en verschillende behandelingsgeneesmiddelen toe te voegen aan het experimentele ontwerp, waardoor in korte tijd consistente resultaten worden verkregen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Een cruciale stap in experimenten met geïnfecteerde dieren is de beheersing van parasitemieniveaus. Verschillende stammen van T. evansi kunnen zich bij muizen op uiteenlopende manieren gedragen, wat leidt van acute tot chronische infecties 2,4,5,6. Bovendien kunnen veranderingen in de infectiedosis de overlevingstijd van muizen verkorten of verlengen. Daarom wordt aanbevolen om vooraf…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs bedanken in het bijzonder de Santa Catarina State University voor financiële steun, het Farmacologielaboratorium voor de dieren en de ruimte, en het Hemoparasieten en Vectoren Biochemisch Laboratorium voor het ingevroren bloedmonster geïnfecteerd met T. evansi dat in deze experimenten werd gebruikt.
Materials
| 26 G 1/2" needle coupled to insulin syringe | TKL | 80288090100 | Used to infund solutions on laboratory animals |
| Accessories for von Frey analgesimeter | INSIGHT | EFF 303 | Containment box with support for digital analgesimeter assessment |
| D-(+)-Glucose | SIGMA-ALDRICH | G7021 | A monosaccharide which is the main source of energy in the form of ATP for living organisms |
| Digital analgesimeter | INSIGHT | von Frey Wi-Fi | The von Frey Wi-Fi is a portable device used to assess tissue sensitivity to mechanical stimuli |
| Gilson type 10 µL polypropylene tip | CRALPLAST | 18261 | Polypropylene to be used on eletronic von Frey apparatus, recommended for hind paw allodynia assessment |
| Laboratory water bath | BEING INSTRUMENT | BW-22P | Used to heat liquid and semi-solid substances contained in appropriate recipients to specific temperature |
| Phosphate buffered saline | SIGMA-ALDRICH | 806552 | A balanced salt solution buffer used for a variety of cell culture applications |
| Swiss mice (Mus musculus) from both gender | UFSC | Swiss Webster | Laboratory animals used for controlled experiments |
| Trypanosoma evansi cryiopreserved sample | UDESC | – | Sample used to infect all mice, ceded by the Hemoparasites and Vectors Biochemistry Laboratory |
| Universal type 10 µL polypropylene tip | CRALPLAST | 18171 | Polypropylene to be used on eletronic von Frey apparatus, recommended for visceral allodynia assessment |
References
- Desquesnes, M., et al. Trypanosoma evansi and surra: a review and perspectives on origin, history, distribution, taxonomy, morphology, hosts, and pathogenic effects. BioMed Research International. 2013, 194176 (2013).
- Cipriani, D. S., et al. Experimental Trypanosoma evansi infection induces pain along with oxidative stress, prevented by COX-2 inhibition. Experimental Parasitology. 247, 108477 (2023).
- Paim, F. C., et al. Cytokines in rats experimentally infected with Trypanosoma evansi. Experimental Parasitology. 128 (4), 365-370 (2011).
- Gillingwater, K., et al. In vivo investigations of selected diamidine compounds against Trypanosoma evansi using a mouse model. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 53 (12), 5074-5079 (2009).
- Dkhil, M. A., et al. Treatment of Trypanosoma evansi-infected mice with Eucalyptus camaldulensis led to a change in brain response and spleen immunomodulation. Frontiers in Microbiology. 13, 833520 (2022).
- Dkhil, M. A., et al. Murine liver response to Allium sativum treatment during infection induced-trypanosomiasis. Saudi Journal of Biological Sciences. 28 (6), 3270-3274 (2021).
- Martins de Moraes, C., et al. Infection by Trypanosoma evansi in horses from Brazil. Revista Portuguesa de Ciências Veterinárias. 102 (561-562), 159-163 (2007).
- Martinov, T., et al. Measuring changes in tactile sensitivity in the hind paw of mice using an electronic von Frey apparatus. Journal of Visualized Experiments. 82, e51212 (2013).
- Rodríguez-Angulo, H., et al. Role of TNF in sickness behavior and allodynia during the acute phase of Chagas’ disease. Experimental Parasitology. 134 (4), 422-429 (2013).
- Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nature Methods. 7, 447-449 (2010).
- Eijkelkamp, N., et al. Increased visceral sensitivity to capsaicin after DSS-induced colitis in mice: spinal cord c-Fos expression and behavior. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 293 (4), 749-757 (2007).
- Mekata, H., et al. Expression of regulatory dendritic cell-related cytokines in cattle experimentally infected with Trypanosoma evansi. Journal of Veterinary Medical Science. 77 (8), 1017-1019 (2015).
- Mukaka, M. M. Statistics corner: a guide to appropriate use of correlation coefficient in medical research. Malawi Medical Journal. 24 (3), 69-71 (2012).
- Schober, P., et al. Correlation coefficients: appropriate use and interpretation. Anesthesia and Analgesia. 126 (5), 1763-1768 (2018).
- Kamidi, C. M., et al. Differential virulence of camel Trypanosoma evansi isolates in mice. Parasitology. 145 (9), 1235-1242 (2018).
- Mekata, H., et al. Isolation, cloning, and pathologic analysis of Trypanosoma evansi field isolates. Parasitology Research. 112, 1513-1521 (2013).
- Silva, A. S., et al. Trypanosoma evansi pathogenicity strain in rats inoculated with parasite in fresh and cryopreserved blood. Ciência Rural. 39 (6), 1842-1846 (2009).
- Silva, A. S., et al. Acetylcholinesterase activity and lipid peroxidation in the brain and spinal cord of rats infected with Trypanosoma evansi. Veterinary Parasitology. 175, 237-244 (2011).
- Diógenes, A. K. L., et al. Concurrent validity of electronic von Frey as an assessment tool for burn associated pain. Burns. 46 (6), 1328-1336 (2020).
- Kalueff, A. V., et al. Neurobiology of rodent self-grooming and its value for translational neuroscience. Nature Reviews Neuroscience. 17, 45-59 (2016).
