Elettronico von Frey associato alla scala della smorfia del topo per valutare l'allodinia e il dolore nei topi infetti da Trypanosoma evansi
Summary
Qui, presentiamo un protocollo per valutare la nocicezione in topi infettati da Trypanosoma evansi, utilizzando l’apparato elettronico di von Frey come strumento, misurando le soglie meccaniche della zampa posteriore e dei visceri.
Abstract
La patogenesi delle malattie infettive è ancora un campo complesso da studiare. Il decorso di diversi segni clinici, come l’allodinia e il dolore, può essere osservato negli animali domestici. Tuttavia, la conoscenza dei loro percorsi e il corretto trattamento richiedono esperimenti controllati, molti dei quali utilizzando animali da laboratorio. Misurare i cambiamenti nelle soglie meccaniche della zampa posteriore e dei visceri è una tecnica utile per osservare i cambiamenti nella percezione del dolore nei roditori. La risposta di astinenza può essere misurata prima nei test di base, il che crea un migliore controllo dei gruppi sperimentali. I test successivi possono essere eseguiti dopo aver indotto l’infezione e aver aggiunto farmaci al protocollo. L’uso di un apparato elettronico di von Frey associato all’uso di una scala facciale per osservare i cambiamenti simili al dolore consente una valutazione semplice, precisa e coerente per valutare l’allodinia e il dolore nei topi. Pertanto, gli esperimenti che utilizzano la presente metodologia per l’infezione da Trypanosoma evansi rappresentano un metodo utile per valutare l’allodinia e il dolore negli animali infetti da laboratorio, che può essere applicato al trattamento convenzionale per gli animali da reddito.
Introduction
Il Trypanosoma evansi è l’agente eziologico della malattia chiamata “surra” o “mal-das-cadeiras” in Sud America 1,2. Colpisce comunemente equini e bovini, ma anche la fauna selvatica, essendo trasmessa da pipistrelli ematofagi, tabanidi e stomi morsi di mosca 1,3. La Surra è una malattia importante negli animali domestici, che può essere fatale in assenza di un trattamento corretto, presentando segni clinici aspecifici come anemia, perdita di appetito e peso, debolezza muscolare e aborto, che possono variare a seconda dell’ospite e della regione geografica 2,4,5,6.
L’espressione dell’allodinia e del dolore negli animali infetti durante il decorso della malattia è ancora un argomento nuovo 2,7. L’urgenza di comprendere la patogenesi dietro questi segni è un passo importante per migliorare e affinare il trattamento attualmente in uso aggiungendo farmaci analgesici efficaci al classico protocollo tripanocida 5,6. In questo scenario, la possibilità di replicare la malattia utilizzando un modello murino rappresenta un vantaggio, in quanto i topi possono essere facilmente tenuti in ambienti controllati in laboratorio e quindi produrre risultati più coerenti rispetto agli esperimenti sul campo con il bestiame.
Una soglia meccanica è comunemente ottenuta utilizzando un apparato elettronico di von Frey (EvF) per la valutazione dell’allodinia in un vasto numero di esperimenti 2,8,9. Questo dispositivo viene utilizzato per valutare la sensibilità dei tessuti alla stimolazione meccanica: una volta che l’apparato tocca la zampa dell’animale, attraverso una punta da 20-200 μL attaccata al dispositivo, viene registrata la forza con cui l’animale ritira la zampa.
I roditori sono solitamente usati come animali standard in questi esperimenti e la maggior parte dei risultati sono estrapolati ad altre specie, poiché la maggior parte delle malattie studiate proviene da altre specie in cui sarebbe difficile condurre uno studio controllato. Inoltre, l’allodinia e il dolore sono intimamente correlati. L’uso di una specifica scala facciale per valutare il dolore nei topi infetti svolge un ruolo importante come adiuvante di conferma per affermare la presenza di dolore durante il corso dell’infezione da T. evansi 2,10.
In questo protocollo, dimostriamo un nuovo modello per valutare l’allodinia e il dolore in topi infettati sperimentalmente da T. evansi, mostrando un’elevata correlazione tra le variabili, dimostrando così di essere un modello forte. Inoltre, richiede un numero ridotto di ricercatori per eseguire l’intera procedura, diminuendo la possibilità di interferenza umana durante l’esperimento. Consente inoltre allo sperimentatore di replicare la malattia bersaglio durante un decorso acuto e di aggiungere diversi farmaci di trattamento nel disegno sperimentale, ottenendo così risultati coerenti in un breve periodo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Un passaggio critico negli esperimenti che coinvolgono animali infetti è il controllo dei livelli di parassitemia. Diversi ceppi di T. evansi possono comportarsi in modi divergenti nei topi, portando da infezioni acute a croniche 2,4,5,6. Inoltre, le variazioni della dose di infezione possono ridurre o prolungare il tempo di sopravvivenza dei topi. Pertanto, si raccomanda di ottenere …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori ringraziano in particolare l’Università Statale di Santa Catarina per il sostegno finanziario, il Laboratorio di Farmacologia per gli animali e lo spazio e il Laboratorio di Biochimica degli Emoparassiti e dei Vettori per il campione di sangue crioconservato infettato da T. evansi utilizzato in questi esperimenti.
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).
