A medição da condução nervosa é uma ferramenta útil para avaliar modelos de rato de neurodegeneração, mas frequentemente é aplicado apenas para estimular o nervo ciático em membros traseiros. Aqui, descrevemos uma técnica para medir os compostos muscular potencial de ação (CMAP) na vivo dos músculos do membro anterior de rato inervados pelo plexo braquial.
Avaliar a funcionalidade do axônio nervo fornece informações detalhadas sobre a progressão de doenças neuromusculares. Eletrofisiológicas gravações fornecem uma abordagem sensível para medir a condução nervosa em humanos e modelos de roedores. Para ampliar as possibilidades técnicas para Eletromiografia em camundongos, a medição de potenciais de ação muscular composto (CMAPs) do nervo do plexo braquial no membro anterior usando eletrodos de agulha é descrita aqui. Gravações de CMAP após estimulação do nervo ciático em membros traseiros têm sido descritas anteriormente. O método recém-introduzidos aqui permite avaliar a condutividade do nervo em um site adicional e, portanto, fornece uma visão mais profunda da funcionalidade neuromuscular. A técnica fornece informações sobre o número relativo de axônios funcionais tanto a nível de mielinização. Desse modo, esse método pode ser aplicado para avaliar tanto axonal doenças, bem como condições desmielinizantes. Este método minimamente invasivo não exige a extração do nervo e, portanto, é apropriado para medições repetidas para acompanhamento longitudinal no mesmo animal. Gravações semelhantes são realizadas na clínicas configurações para enfatizar a relevância translacional do método.
Eletrofisiologia é usada como uma ferramenta de diagnóstico em doenças neuromusculares como miopatias, plexopatias, neuropatias, doenças da junção neuromuscular e doenças do neurônio motor. Em esclerose amiotrófica lateral (ALS), em que são afetados principalmente os neurônios motores, o dano axonal e de paralisia muscular1 são refletidas em amplitudes CMAP reduzidas na eletroneuromiografia (NCS). Na doença de Charcot-Marie-Tooth (CMT) ambos degeneração axonal e desmielinização podem ser estimados em nervos periféricos usando o NCS2. Esta técnica pode ser usada para confirmar o diagnóstico, bem como para avaliar a progressão de doença3,4. NCS permitem a estimativa da patologia axonal, que é deduzida a partir da magnitude do potencial de ação amplitude5, e a extensão da desmielinização – que resulta em velocidade de condução reduzida, prolongada latências distais, ou bloco de condução 6.
Medição de CMAP é um método rápido e sensível para avaliar a condução nervosa em humanos e ratos. Considerando que em pacientes NCS são realizadas rotineiramente em vários locais para gravar diferentes dos nervos e músculos, em camundongos, as medições CMAP normalmente são feitas apenas para o nervo ciático avaliar a funcionalidade do nervo dos membros posteriores. No entanto, em alguns estudos animais seria vantajoso para registro CMAP tanto no primeiro plano – e membros posteriores, por exemplo, a seguir a progressão da doença diferencial entre frente – e membros posteriores em modelos do rato ALS.
Aqui, apresentamos um método para gravação CMAPs partir os forelimbs de ratos utilizando eletrodos de agulha. Além disso, nós fornecemos uma abordagem para medir CMAPs de membros posteriores, da mesma forma com eletrodos de agulha. A medição do CMAPs de membros posteriores com eletrodos de anel foi apresentada anterior7,8. A gravação do CMAPs usando eletrodos de agulha é um método de medição rápido, não requer corte do pelo e o procedimento de medição hind – e patas dianteiras leva apenas 10 min por animal para um pesquisador experiente. Além disso, esta abordagem minimamente invasiva é viável para medidas repetidas permitir o acompanhamento longitudinal de múltiplos nervos em animais.
Métodos de gravação sensível são essenciais para avaliar a progressão da doença e especialmente a eficácia de uma terapia em modelos animais de doenças neuronais. Determinar os CMAPs é uma técnica minimamente invasiva eletrofisiológica, que rotineiramente é usada em clínicas e em instalações experimentais para avaliar a condução nervosa em desordens neuromusculares e neuropática3,18. Aqui, descrevemos um novo aplicativo para CMAP gravação em camundongos para medir a condução nervosa no nervo do plexo braquial do membro anterior. O método apresentado permite uma mais versátil e detalhada avaliação longitudinal da função neuronal no mouse modelos de neurodegeneração.
Os eletrodos de agulha são ligeiramente mais invasivos do que eletrodos de anel e especialmente em estudos longitudinais devem ter cuidado para minimizar os danos do tecido. Uma possível desvantagem do método é a lesão resultante da perfuração de um nervo ou músculo. No entanto, após cuidadosa subcutânea colocação dos eléctrodos, o prejuízo e o rompimento dos músculos e nervos podem ser prevenidas. Em contraste com o método utilizando eletrodos de anel, o método apresentado aqui não requer corte das peles de grandes partes do corpo. Como consequência, não há nenhum desconforto ou efeito sobre termorregulação para o animal.
O posicionamento dos eléctrodos é crítico para a gravação correta e consistente do CMAP amplitudes e latências. É aconselhável para reposicionar os eléctrodos e realizar duas ou três medições em cada local para confirmar que a estimulação máxima e respostas são alcançadas. Gravações corretas devem produzir curvas bifásico, como demonstrado na Figura 2. Para padronizar o método, ratos não-transgênicos sem lesões nervosas são os melhores modelos para estabelecer o eletrodo adequado e consistente de posicionamento para a estimulação ideal. Eletrodos agulha reutilizável são adequados para uso repetido se eles regularmente são esterilizados, por exemplo, com glutaraldeído por 20 minutos entre os animais e inspecionados para nitidez.
Em ratos adultos saudáveis, as amplitudes CMAP gravadas com o método apresentado são tipicamente 80-100 mV após estimulação do nervo ciático e o plexo braquial. Isto é notavelmente maior do que as respostas medidas com eletrodos de anel, porque há uma maior impedância causada pela pele para os eletrodos de anel que produz resultados de 20-40 mV8,19,20. Em modelos do rato ALS, as amplitudes CMAP após estimulação do nervo ciático ou plexo braquial em Membros paralisados diminuem para 10-30 mV. A magnitude da amplitude CMAP é menor em animais jovens, já que a amplitude do CMAP aumenta durante desenvolvimento21.
O método que descrevemos aqui é especialmente útil em modelos do rato de ALS, no qual denervação e subsequentes déficits motor, ocorrem no início dos membros posteriores do que nos membros dianteiros13. Além de denervação, o método pode detectar reinervação que é determinada como impedido ou retardado declínio na amplitude CMAP. A redução dramática na amplitude CMAP nos músculos dos membros posteriores, já na idade de aparecimento do sintoma dificulta o acompanhamento adicional de progressão da doença; como as amplitudes CMAP atingem valores muito baixos na fase inicial da doença, eles não diminuir ainda mais durante o processo da doença. Em contraste, perda axonal progride a um ritmo mais lento no nervo do plexo braquial dos membros dianteiros e apresenta uma opção mais sensível para medir a progressão da doença em uma duração mais longa da doença. Além disso, os membros dianteiros menos degenerados poderiam fornecer um site mais potente para avaliar abordagens terapêuticas que visam reforçar a função axonal.
É claro que a técnica apresentada fornece novas possibilidades para a caracterização do mouse modelos de desordens neuromusculares. CMAP recordings com eletrodos de agulha do nervo isquiático e do plexo braquial é um método rápido e reprodutível para avaliar a perda axonal e demyelination em posteriores-assim como nos membros dianteiros. A sensibilidade do método permite a detecção de déficits axonal mesmo antes de notável déficit motor pode ser gravado e, portanto, permite a quantificação precoce desses defeitos. Além disso, a possibilidade de testes repetidos reduz o número de animais necessários e fornece uma visão geral detalhada da progressão de doenças neuromusculares e neuropáticas em diferentes locais em um animal individual.
The authors have nothing to disclose.
Esta pesquisa foi apoiada pela KU Leuven (‘Abrindo o futuro’ e C1), o fundo para científico pesquisa Flandres (FWO-Vlaanderen), a Fundação de Latran Thierry, a associação Belge contre les Maladies neuro-Musculaires (ABMM), a Distrofia Muscular Associação (MDA), o e ALS Association e Liga o ALS (Bélgica). PVD detém um investigatorship sênior de FWO-Vlaanderen. RP foi apoiada por doações da Irlanda clínica correctores Central (CRC) e é suportado atualmente a Universidade Nacional da Irlanda (NUI) e o FWO.
Resuable subdermal needle electrode, Pl/Ir | Technomed | TE/S61-434 | The Needle is 13 mm (0.51") in length, 0.4 mm (27G) in diameter |
Natus electrodiagnostic system | Natus Neurology | UltraPro S100 | EMG device |
Synergy | Natus Neurology | version 20.1.0.100 | EMG software for UltraPro S100 |
Physitem Controller | Rothacher-Medical GmbH | TCAT-2LV | Heating pad |
combi-vet Base Anesthesia System Digital Flowmeter with TEC 3 Vaporize | Rothacher & Partner | CV 30-301-D | Isoflurane Vaporizer and flowmeter |
Iso-Vet 1000 mg/g | Piramal Healthcare UK Limited | AP/DRUGS/220/96 | Isoflurane |
SOD1-G93A mice | The Jackson Laboratory | #002726 | ALS tg and non-tg control littermates, only females |
PrP-hFUS-WT3 mice | The Jackson Laboratory | #017916 | ALS tg and non-tg control littermates, all groups balanced for males and females |
C57BL/6Jax mice | The Jackson Laboratory | #000664 | Non-tg mice for axotomy, male and female |
C61-PMP22 mice | Mouse line was generously donated by Prof. M. Sereda (The Max Planck Institute of Experimental Medicine, Göttingen, Germany). | CMT tg and non-tg control littermates, all groups balanced for males and females |