Summary

Eletrônica de von Frey associada à Escala de Cartas de Camundongos para Avaliação de Alodinia e Dor em Camundongos Infectados por Trypanosoma evansi

Published: July 19, 2024
doi:

Summary

Aqui, apresentamos um protocolo para avaliar a nocicepção em camundongos infectados com Trypanosoma evansi, utilizando o aparelho eletrônico de von Frey como ferramenta, medindo limiares mecânicos da pata traseira e vísceras.

Abstract

A patogênese das doenças infecciosas ainda é um campo complexo de estudar. O curso de vários sinais clínicos, como alodinia e dor, pode ser observado em animais domésticos. No entanto, o conhecimento de suas vias e o tratamento correto necessitam de experimentos controlados, muitos deles utilizando animais de laboratório. A medição de alterações nos limiares mecânicos da pata traseira e das vísceras é uma técnica útil para observar mudanças na percepção da dor em roedores. A resposta de abstinência pode ser medida primeiro em testes de linha de base, o que cria um melhor controle dos grupos experimentais. Testes subsequentes podem ser realizados após a indução da infecção e adição de medicamentos ao protocolo. O uso de um aparelho eletrônico de von Frey associado ao uso de uma escala facial para observar alterações semelhantes à dor permite uma avaliação simples, precisa e consistente para avaliar a alodinia e a dor em camundongos. Assim, experimentos utilizando a presente metodologia para infecção por Trypanosoma evansi representam um método útil para avaliar alodinia e dor em animais infectados em laboratório, que pode ser aplicado ao tratamento convencional para animais de criação.

Introduction

O Trypanosoma evansi é o agente etiológico da doença denominada “surra” ou “mal-das-cadeiras” na América do Sul 1,2. Comumente acomete equinos e bovinos, mas também a fauna silvestre, sendo transmitida por morcegos hematófagos, tabanídeos e picadas de moscas estomoxas 1,3. A surra é uma doença importante em animais domésticos, que pode ser fatal na ausência do tratamento correto, exibindo sinais clínicos inespecíficos, como anemia, perda de apetite e peso, fraqueza muscular e aborto, que podem variar de acordo com o hospedeiro e a região geográfica 2,4,5,6.

A expressão de alodinia e dor em animais infectados durante o curso da doença ainda é um tópico novo 2,7. O desejo de entender a patogênese por trás desses sinais é um passo importante para melhorar e refinar o tratamento atualmente utilizado, adicionando drogas analgésicas eficazes ao protocolo tripanocidaclássico 5,6. Nesse cenário, a possibilidade de replicar a doença usando um modelo murino representa uma vantagem, pois os camundongos podem ser facilmente mantidos em ambientes controlados em laboratório e, portanto, produzir resultados mais consistentes do que experimentos de campo usando gado.

Um limiar mecânico é comumente obtido usando um aparelho eletrônico de von Frey (EvF) para a avaliação da alodinia em um grande número de experimentos 2,8,9. Este dispositivo é usado para avaliar a sensibilidade do tecido à estimulação mecânica: uma vez que o aparelho toca a pata do animal, através de uma ponta de 20-200 μL acoplada ao dispositivo, a força com que o animal retira a pata é registrada.

Os roedores são geralmente usados como animais padrão nesses experimentos, e a maioria dos resultados é extrapolada para outras espécies, já que a maioria das doenças pesquisadas vem de outras espécies nas quais seria difícil realizar um estudo controlado. Além disso, alodinia e dor estão intimamente relacionadas. O uso de uma escala facial específica para avaliar a dor em camundongos infectados desempenha um papel importante como adjuvante confirmador para afirmar a presença de dor durante o curso da infecção por T. evansi 2,10.

Neste protocolo, demonstramos um novo modelo para avaliar alodinia e dor em camundongos experimentalmente infectados com T. evansi, mostrando uma alta correlação entre as variáveis, mostrando-se assim um modelo forte. Além disso, requer um pequeno número de pesquisadores para realizar todo o procedimento, diminuindo a chance de interferência humana durante o experimento. Também permite ao investigador replicar a doença-alvo durante um curso agudo e adicionar vários medicamentos de tratamento diferentes no desenho experimental, obtendo assim resultados consistentes em um curto período.

Protocol

Todos os experimentos foram realizados com camundongos Swiss fêmeas adultas de 10 semanas de idade (35-55 g). Os animais foram alojados em gaiolas de polissulfona (3-5 animais por gaiola) em uma sala com temperatura controlada (21 ± 1 °C), ciclo de 12 h de luz/12 h de escuridão e ração de laboratório padrão e água ad libitum. Dez animais foram designados para cada grupo em cada teste para demonstrar os efeitos consistentes dos tratamentos medicamentosos. O delineamento experimental foi submetido e aprov…

Representative Results

Diminuição do limiar mecânico devido à infecção por T. evansi avaliada pelo aparelho eletrônico de von Frey tanto na pata traseira direita quanto nos tecidos visceraisO experimento foi conduzido ao longo de 5 dias, de acordo com dados prévios relacionados à amostra disponível de T. evansi 2. Os camundongos infectados começaram a mostrar uma diferença significativa no limiar mecânico na pata traseira direita no dia 3 após a infecção e permanece…

Discussion

Uma etapa crítica em experimentos envolvendo animais infectados é o controle dos níveis de parasitemia. Diferentes cepas de T. evansi podem se comportar de maneiras divergentes em camundongos, levando de infecções agudas a crônicas 2,4,5,6. Além disso, alterações na dose de infecção podem diminuir ou prolongar o tempo de sobrevivência dos camundongos. Portanto, a obtenção…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores agradecem especialmente à Universidade do Estado de Santa Catarina pelo apoio financeiro, ao Laboratório de Farmacologia pelos animais e pelo espaço, e ao Laboratório de Bioquímica de Hemoparasitas e Vetores pela amostra de sangue criopreservado infectado com T. evansi utilizada nesses experimentos.

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Paim, F. C., et al. Cytokines in rats experimentally infected with Trypanosoma evansi. Experimental Parasitology. 128 (4), 365-370 (2011).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nature Methods. 7, 447-449 (2010).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Mukaka, M. M. Statistics corner: a guide to appropriate use of correlation coefficient in medical research. Malawi Medical Journal. 24 (3), 69-71 (2012).
  14. Schober, P., et al. Correlation coefficients: appropriate use and interpretation. Anesthesia and Analgesia. 126 (5), 1763-1768 (2018).
  15. Kamidi, C. M., et al. Differential virulence of camel Trypanosoma evansi isolates in mice. Parasitology. 145 (9), 1235-1242 (2018).
  16. Mekata, H., et al. Isolation, cloning, and pathologic analysis of Trypanosoma evansi field isolates. Parasitology Research. 112, 1513-1521 (2013).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Kalueff, A. V., et al. Neurobiology of rodent self-grooming and its value for translational neuroscience. Nature Reviews Neuroscience. 17, 45-59 (2016).

Play Video

Cite This Article
Cipriani, D. S., Borges, G. K., Miletti, L. C., Bastos-Pereira, A. L. Electronic von Frey associated with the Mouse Grimace Scale to Assess Allodynia and Pain in Trypanosoma evansi-Infected Mice. J. Vis. Exp. (209), e65743, doi:10.3791/65743 (2024).

View Video