Method Article

Un modèle de rat prématuré pour les études sur la douleur

DOI:

10.3791/65800

⸱

February 9th, 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Laboratory of Neuroscience, Neuromodulation and Study of Pain (LANNED), UNIFAL-MG, 2SINPAIN Faculty

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ici, nous présentons un protocole concis pour la création d’un modèle de rat prématuré, facilitant la recherche sur la gestion précoce de la douleur postnatale. La méthode consiste à réaliser une césarienne trois jours avant la naissance prévue, à extraire des petits rats prématurés par hystérectomie et à les intégrer à la progéniture biologique d’une mère porteuse.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cette recherche se penche sur les conséquences d’une stimulation constante par piqûre d’épingle sur la progéniture prématurée afin de déterminer ses implications à long terme pour la sensibilité à la douleur. L’objectif principal de ce protocole était d’étudier l’impact des stimuli néonatals sur le seuil de douleur dans les derniers stades de la vie à l’aide d’un modèle de rat prématuré. En établissant ce modèle, nous visons à faire progresser la recherche sur la compréhension et la prise en charge de la douleur postnatale précoce associée à la prématurité. Les résultats de cette étude indiquent que même si les seuils de base pour les stimuli mécaniques n’ont pas été affectés, il y a eu une augmentation notable de l’hypersensibilité mécanique après l’injection complète de l’adjuvant de Freund (CFA) chez les rats adultes. Fait intéressant, par rapport aux rats mâles, les rats femelles ont présenté une hypersensibilité inflammatoire accrue. Notamment, le comportement maternel, le poids des portées et la trajectoire de croissance de la progéniture sont restés inchangés par la stimulation. La manifestation de réponses nociceptives altérées à l’âge adulte après des stimuli douloureux néonatals pourrait être indicative de changements dans le traitement sensoriel et le fonctionnement des récepteurs des glucocorticoïdes. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre les mécanismes sous-jacents impliqués et pour développer des interventions sur les conséquences de la prématurité et de la douleur néonatale chez les adultes.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Au cours de la période néonatale, les voies nociceptives subissent une maturation structurelle et fonctionnelle importante, et la présence de lésions tissulaires et de douleurs associées a de profondes implications pour le développement du traitement somatosensoriel1.

L’utilisation de modèles animaux permet la manipulation expérimentale contrôlée d’animaux non humains, ce qui permet une compréhension plus profonde des conséquences de la douleur néonatale sur le comportement plus tard dans la vie tout en atténuant les variables confusionnelles potentielles 2,3. Un résultat fréquemment observé est l’influence de la douleur néonatale sur une sensibilité accrue à la douleur à l’âge adulte 2,4,5. Dans l’unité de soins intensifs néonatals (USIN), la douleur néonatale est une source de stress très répandue, les prématurés subissant généralement une médiane de 10 procédures invasives par jour6. Les nouveau-nés prématurés de l’unité de soins intensifs néonatals sont confrontés à une gamme de facteurs de stress, notamment la douleur, les contacts maternels limités, les stimuli auditifs et l’éclairage excessif 7,8,9.

L’utilisation de modèles animaux est essentielle pour faire progresser notre compréhension des mécanismes sous-jacents impliqués dans ces processus et faciliter de nouvelles avancées dans ce domaine. En particulier, l’utilisation de modèles animaux prématurés dans les études peut grandement contribuer à élargir l’ensemble des connaissances sur les nourrissons prématurés et fournir des informations précieuses sur les interventions de gestion de la douleur chez les nouveau-nés prématurés10.

À l’heure actuelle, il existe un nombre limité de modèles de rongeurs qui traitent spécifiquement de la prématurité, la majorité de ces études portant principalement sur les effets de la prématurité sur le cerveau11, le développement pulmonaire12, l’entérocolite nécrosante13 ou les études nutritionnelles immunitaires14. Cependant, aucun de ces modèles n’examine la maturation du système douloureux, qui est particulièrement vulnérable en cas de prématurité.

La naissance prématurée et ses conséquences sur la prise en charge précoce de la douleur postnatale restent des domaines d’étude cruciaux. Par conséquent, le présent travail visait à contribuer à la littérature en établissant un modèle de rat prématuré. Ce modèle donne un aperçu de l’impact des stimuli néonatals sur les seuils de douleur au cours des stades ultérieurs de la vie, améliorant ainsi notre compréhension de la douleur liée à la prématurité.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Toutes les procédures expérimentales ont suivi le Guide pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire adopté par le Comité d’éthique de l’expérimentation animale de l’Université fédérale d’Alfenas (protocole 32/2016).

1. Animaux

  1. Procurez-vous des rats femelles mâles adultes et des rats femelles Wistar nullipares (âgés d’environ huit semaines) à l’animalerie centrale de l’Université fédérale d’Alfenas.
  2. Hébergez les rats dans des conditions de température et d’humidité contrôlées dans un cycle lumière-obscurité de 12:12 h et nourrissez-les avec de la nourriture et de l’eau à volonté dans les installations pour animaux de la Faculté de physiothérapie (Université fédérale d’Alfenas).

2. Vérifier la grossesse

  1. Pendant 1 mois, tous les matins entre 8h00 et 9h00, transportez chaque cage d’animal jusqu’à la salle d’expérimentation. Pour effectuer un lavage vaginal, introduisez soigneusement une pipette en plastique contenant 10 μL de solution de NaCl à 0,9 % dans le vagin du rat. Assurez-vous d’une insertion peu profonde pour éviter une pénétration profonde, puis retirez-la doucement pour recueillir les sécrétions vaginales.
  2. Placez le liquide vaginal recueilli sur des lames de verre individuelles, en attribuant une lame distincte à chaque cage d’animaux.
    1. Obtenez une seule goutte de matériau non taché de chaque rat à l’aide d’une pointe de pipette propre. Examinez le matériau au microscope optique à l’aide d’objectifs 10x et 40x, sans utiliser la lentille du condenseur.
    2. Identifiez trois types de cellules distinctes en fonction de leurs caractéristiques : les cellules épithéliales rondes et nucléées, les cellules cornifiées irrégulières sans noyau et les leucocytes petits et ronds15.
  3. Exposer à l’accouplement des rats femelles Wistar présentant une kératinisation intense et une desquamation vaginale, caractéristiques du cycle œstral et indiquant une réceptivité masculine accrue. Accouplez les rats en plaçant 2 femelles et 1 mâle par cage. Déterminez le jour 0 de la gestation en vérifiant la présence de spermatozoïdes et de cellules de la phase œstrale dans les frottis vaginaux.

3. Classification et gestion des mères gestantes et de leur progéniture

  1. Éliminez trois types de mères gestantes (2 mères chacune) en fonction de leur stade gestationnel : les mères prématurées, les mères à terme et les mères porteuses. Laissez les mères gestantes à terme accoucher naturellement au 22e jour de gestation et utilisez leurs portées pour le groupe à terme.
  2. Au 19e jour de gestation, effectuez une césarienne sur les mères prématurées, soit 3 jours avant la date prévue de l’accouchement. Utilisez ces portées pour le groupe des prématurés. Étant donné que cette procédure n’est pas propice à la survie de la mère, confiez les petits prématurés à des mères porteuses, qui avaient mis bas naturellement 2 jours avant la césarienne des mères prématurées.
  3. Gardez les petits de la mère porteuse avec elle pendant quelques heures, permettant à leurs odeurs de se mêler aux portées de prématurés. Après cette période, introduisez les portées prématurées et retirez les petits d’origine de la mère porteuse, en les sacrifiant ensuite avec l’inhalation à fortes doses d’isoflurane.
    REMARQUE : Cette étape est essentielle pour s’assurer que les mères porteuses ont déjà stimulé la production de lait dans leurs glandes mammaires, ce qui les positionne pour allaiter efficacement les petits prématurés16.

4. Césarienne

  1. Anesthésier partiellement les mères enceintes prématurées avec de l’isoflurane à 2 % et les euthanasier 3 jours avant la date prévue de l’accouchement en utilisant une luxation cervicale. Après l’euthanasie, extrayez la progéniture une par une hystérectomie.
  2. Faites une incision de 3 cm sur la ligne médiane du bas-ventre, suivie d’une incision longitudinale de 2 cm. Faites une incision le long de la bordure antitimerontérique dans la partie médiane de chaque trompe utérine à partir de ces coupes.
  3. Extraire doucement les petits rats et le placenta par hystérectomie 17,18. Extrayez immédiatement la progéniture une par une.

5. Soins postopératoires et préparation des chiots à l’adoption

  1. Utilisez la procédure d’adoption pour éviter que la mère opérée ne présente un comportement inapproprié en raison de l’intervention chirurgicale et de la douleur potentielle, ce qui pourrait affecter le comportement adulte des chiots.
  2. Nettoyez les voies respiratoires des petits rats à l’aide d’essuie-tout après la naissance. Nettoyez les ratons en leur donnant un bain pour éviter le cannibalisme par des mères porteuses. Lavez les petits rats dans de l’eau à 28 °C et séchez-les.
  3. Retirez toute trace de sang et placez les petits dans des boîtes de Pétri sous un éclairage infrarouge chauffé, en maintenant une température d’environ 28 °C jusqu’à ce que leur respiration devienne régulière.
  4. Coupez leurs cordons ombilicaux juste en dessous du placenta et utilisez du coton imbibé de H2O2 pour arrêter tout saignement du cordon ombilical. Enfin, proposez-les aux mères d’accueil pour adoption.

6. Interaction avec la mère nourricière et adoption de la progéniture prématurée

  1. Hébergez chaque mère d’accueil avec sa portée dans des cages en plastique séparées. Avant de transférer, marquez chaque terme chiot de la main d’accueil. Ce marquage est crucial pour les analyses ultérieures du comportement maternel. Maintenir l’intégrité des cages des mères d’accueil tout au long du processus d’adoption.
  2. Dans un premier temps, placez les bébés prématurés à l’extérieur du nid. Cette stratégie permet à la mère porteuse de reconnaître et de se familiariser avec l’odeur des nouveaux chiots dans un territoire neutre. De plus, sélectionnez un ou deux chiots de la mère d’accueil et placez-les à l’extérieur du nid à côté des chiots prématurés. Ce mélange incite la mère porteuse à recueillir à la fois ses propres petits et ceux des prématurés, favorisant ainsi l’acceptation et l’intégration des nouveaux petits dans son nid.
  3. Mélangez initialement la progéniture adoptive avec la progéniture biologique. Confirmer l’adoption effective. Retirez les chiots de la mère adoptive du nid et sacrifiez-les19.
    REMARQUE : Dans cette étude, la viabilité des rats prématurés était de 100 % et ils n’ont pas été rejetés par la mère porteuse.

7. Standardisation des portées

  1. Maintenir une portée de 8 petits par portée dans tous les groupes de chiots élevés par mère porteuse, avec 4 mâles et 4 femelles. Sacrifiez les rats chiots restants après la standardisation.

8. Conception expérimentale et mise en œuvre du protocole

REMARQUE : L’objectif de ce protocole était d’obtenir des petits prématurés viables pour la mise au point des procédures expérimentales suivantes.

  1. Utilisez un total de 20 mères gestantes pour les procédures. Divisez-les en deux groupes expérimentaux, chacun composé de 10 barrages.
    1. Stimulez les petits du premier groupe, le groupe PP, avec des stimuli par piqûre d’épingle du JPN 2 au JPN 15.
    2. Désignez le deuxième groupe comme le groupe CC, qui sert de contrôle, les chiots de ce groupe ne recevant pas de stimulation par piqûre d’épingle.
    3. Surveiller assidûment le comportement maternel des mères et le poids des portées tout au long de cette période.

9. Évaluations post-sevrage et tests comportementaux

  1. Sevrer la progéniture au JPN 22. Triez-les par sexe et hébergez-les dans des cages d’une capacité maximale de 4 animaux chacune jusqu’à ce qu’ils atteignent l’âge de 8 semaines environ.
  2. Ensuite, soumettez ces animaux à des évaluations de sensibilité à des stimuli douloureux à l’aide du test électronique de von Frey. Concentrez-vous spécifiquement sur la douleur induite par l’inflammation due à la CFA.
  3. Pour atténuer toute influence potentielle liée à la portée, sélectionnez 1 rat mâle et 1 rat femelle de chaque portée pour chaque groupe expérimental afin de subir des tests comportementaux à l’âge adulte.
  4. Utilisez chaque animal dans une seule expérience pour éviter l’interférence des facteurs hormonaux dans les réponses nociceptives des rats femelles. Plus précisément, assurez-vous que des tests sont effectués sur les femelles pendant la phase diestrus de leur cycle œstral.

10. Induction répétée de la douleur néonatale

  1. Induire des douleurs néonatales répétées à l’aide d’une technique de piqûre d’épingle similaire à celle décrite dans une étude précédente20. Initier des stimuli quotidiens par piqûre d’épingle pour les petits rats à partir du 2e jour postnatal (JPN 2) et poursuivre cette pratique jusqu’au JPN 15.
  2. Insérez soigneusement une aiguille de 22 G à une faible profondeur dans la zone médio-plantaire de la patte arrière droite.
    1. Assurez-vous que la pénétration est juste suffisante pour stimuler sans causer de blessures excessives. Calibrez la jauge pour éviter une pénétration plus profonde, en tenant compte du risque qu’elle passe entièrement par la patte à cet âge.
    2. En cas de saignement, arrêtez-le rapidement à l’aide d’un coton-tige ; En règle générale, cette intervention ne dure que quelques secondes. Administrez des stimuli 4 fois, en maintenant un intervalle de 2 minutes entre chacun, pour un total de 8 piqûres par jour.
  3. Pour minimiser les facteurs de confusion potentiels liés à la séparation maternelle et à la manipulation néonatale, séparez les petits rats de leur mère pendant un maximum de 5 minutes. Appliquez la même durée de séparation au groupe témoin. Après chaque série de stimuli, renvoyez rapidement les petits rats à leurs mères 5,21,22.

11. Évaluation des comportements maternels

  1. Pour évaluer le comportement maternel, il faut évaluer le comportement des mères dans les deux groupes expérimentaux (n = 10 par groupe) du JPN 2 au JPN 15. Effectuez l’évaluation en deux séances : l’une le matin, avant les stimuli de piqûre d’épingle sur les petits rats (entre 08h00 et 09h30), et l’autre l’après-midi, après les stimuli de piqûre d’épingle sur les petits rats (entre 15h00 et 16h30).
  2. Au cours de ces séances, observez, enregistrez et notez avec diligence le comportement de chaque mère toutes les 3 minutes pendant ces séances, ce qui permet d’obtenir 30 observations par période et par jour. Cela représente un total de 60 observations par mère et par jour.

12. Enregistrement des comportements maternels et non maternels

  1. Enregistrez les paramètres du comportement maternel qui englobent des actions telles que le toilettage ou le léchage (sur le corps ou la région anogénitale), l’allaitement, le maintien d’un dos arqué dans une posture de « couverture » en s’allongeant sur les petits, en s’allongeant passivement sur le dos ou sur le côté pendant l’allaitement, en construisant des nids et en s’auto-toilettant (y compris la stimulation des seins par l’autonettoyage).
  2. Documentez les paramètres du comportement non maternel, y compris les actions telles que l’alimentation, l’exploration du logement de la cage, la non-exploration et l’absence d’auto-toilettage maternel.
  3. Présentez les données en pourcentage du comportement maternel total et du comportement non maternel. Divisez le nombre d’observations de comportement cible enregistrées par le nombre total d’observations et multipliez le résultat par 100 5,23,24.

13. Évaluation du poids de la portée

  1. Tout au long de la phase de stimulation par piqûre d’épingle (JPN 2-15), surveiller le poids des portées dans les groupes PP et CC, comprenant chacun 8 portées.
  2. Pendant la phase de stimulation par piqûre d’épingle (JPN 2-15), contrôlez en permanence le poids des portées dans les groupes PP et CC, chacun composé de 8 portées.

14. Essai de seuil mécanique

  1. Dans cette expérience, administrez des injections de solution saline ou de CFA, chacune dans un volume de 100 μL, à des rats (âgés de 8 semaines) des groupes PP et CC. Ensuite, placez-les individuellement dans des cages en acrylique (42 cm × 24 cm × 15 cm) avec des sols grillagés 15 à 30 minutes avant le test pour évaluer l’hyperalgésie mécanique.
  2. Dans le test, induire un réflexe de flexion de la patte arrière à l’aide d’un transducteur de force manuel équipé d’une pointe en polypropylène2 de 0,5 mm (électronique von Frey).
    1. Appliquez progressivement la pointe entre les cinq coussinets distaux de la patte arrière droite, en augmentant la pression jusqu’à ce qu’une réponse soit observée.
      REMARQUE : Lorsque la rétraction de la patte se produit, le stimulus cesse automatiquement et sa force est documentée. Le test se termine par une réponse claire de tressaillement suivie d’un retrait de la patte. L’administration sous-cutanée de CFA induit une inflammation prolongée, culminant à 24 h et persistant pendant au moins 7 jours25.
  3. Effectuer des tests sur les animaux avant et à 4 h, 7 h, 10 h et 24 h après l’administration de solution saline ou de CFA4. Présentez les résultats en termes de seuil de retrait, mesuré en grammes (g), et calculez-le en faisant la moyenne de trois mesures.
  4. Pour éviter l’interférence de facteurs hormonaux potentiels dans les réponses nociceptives chez la progéniture féminine, assurez-vous que les tests sont effectués exclusivement pendant la phase diestrus de leur cycle œstral.

15. Analyse des données

  1. Traitez les données à l’aide d’un logiciel d’analyse statistique et présentez-les sous forme de moyenne ± d’erreur type de la moyenne (SEM). Pour identifier les différences statistiquement significatives entre les groupes, appliquez une analyse de variance à deux facteurs (ANOVA) avec des mesures répétées, en tenant compte de facteurs tels que l’évaluation des paramètres maternels par rapport aux paramètres non maternels et l’évaluation du poids de la portée.
  2. Plus précisément, analyser les stimuli PND et Pinprick pour les paramètres maternels et von Frey : CFA et les stimuli Pinprick pour l’évaluation du poids de la portée. Effectuer une analyse a posteriori à l’aide du test de Bonferroni si nécessaire.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dans cette étude, il n’y avait pas de différences dans le comportement maternel ou non maternel entre les mères, que leur progéniture ait subi une expérience de piqûre d’épingle pendant la période néonatale ou qu’elle soit prématurée ou à terme (Figure 1). En ce qui concerne le comportement maternel des mères adoptives de progéniture prématurée, l’ANOVA à deux facteurs a montré qu’il y avait un effet du JPN (jour postnatal) mais pas d’effet des stimuli de piqûre d’épingle ou d’interaction entre les deux facteurs sur l’évaluation du comportement maternel observé à 8 h. [Facteur de DPN : F(13, 140) = 6,31, p < 0,001 ; facteur de stimulus de piqûre d’épingle : F(1, 140) = 1,04, p = 0,30 ; Interaction stimulus piqûre d’épingle x DPN : F(13, 140) = 0,55, p = 0,88 ; Figure 1A] ; ou à 15 h [facteur de stimulation par piqûre d’épingle : F(13, 140) = 16,97, p < 0,001 ; facteur de stimulus par piqûre d’épingle : F(1, 140) = 3,27, p = 0,07 ; interaction stimulus par piqûre d’épingle x DGN : F(13, 140) = 1,82, p = 0,04 ; Figure 1C]. En ce qui concerne le comportement non maternel, il y avait un effet notable dû au DPN, mais il n’y avait pas d’influence significative des stimuli de piqûre d’épingle ou d’interaction entre ces deux facteurs à 8 h. [Facteur de DPN : F(13, 140) = 6,31, p < 0,001 ; facteur de stimulus de piqûre d’épingle : F(1, 140) = 1,04, p = 0,30 ; interaction entre le stimulus de piqûre d’épingle et le DPN : F(13, 140) = 0,55, p = 0,88 ; voir Figure 1B]. De même, bien que l’effet du DPN ait persisté, l’influence des stimuli de piqûre d’épingle et son interaction avec le DPN n’étaient pas statistiquement significatives à 15 h. [Facteur de DPN : F(13, 140) = 16,97, p < 0,001 ; facteur de stimulus de piqûre d’épingle : F(1, 140) = 3,27, p = 0,07. L’ANOVA à deux facteurs a révélé un effet notable du DPN et, surtout, une interaction significative entre les stimuli par piqûre d’épingle et le DPN à 15 h 00 (facteur de DPN : F(13, 182) = 13,82, p < 0,001 ; facteur de stimuli par piqûre d’épingle : F(1, 182) = 3,78, p = 0,05 ; Interaction PND x stimuli par piqûre d’épingle : F(13, 182) = 1,82, p = 0,04 ; reportez-vous à la figure 1D]. Cette interaction souligne un impact distinct des stimuli de piqûre d’épingle sur le comportement non maternel, particulièrement évident dans l’évaluation de l’après-midi.

figure-results-1
Figure 1 : Effets de la piqûre d’épingle pendant la période néonatale (JPN 2-15) sur le comportement maternel des mères adoptives de progéniture prématurée. (A) Nombre de comportements maternels enregistrés évalués à 8h00 (B) Nombre de comportements non maternels enregistrés évalués à 8h00 (C) Nombre de comportements maternels enregistrés évalués à 15h00 (D) Nombre de comportements non maternels enregistrés évalués à 15h00 Chaque point représente la moyenne ± SEM. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

La figure 2 montre le gain de poids de la portée prématurée pendant la période où le stimulus par piqûre d’épingle a été appliqué (JPN 2-15). Aucun changement dans le poids de la portée n’a été observé entre le groupe CC (contrôle) et le groupe PP (piqûre d’épingle). L’ANOVA bidirectionnelle a révélé un effet significatif du DPN, mais aucun effet significatif du stimulus par piqûre d’épingle ou de l’interaction entre les deux facteurs sur le poids de la portée [facteur de DPN : F(13, 140) = 247,5, p < 0,001 ; facteur de stimulus par piqûre d’épingle : F(1, 140) = 0,89, p = 0,34 ; stimulus par piqûre d’épingle × interaction avec le DPN : F(13, 140) = 0,05, p = 1,00].

figure-results-2
Figure 2 - Effets de la piqûre d’épingle pendant la période néonatale (JPN 2-15) sur le poids de la portée prématurée en grammes. Chaque point représente la moyenne ± MEB de 8 animaux. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Des effets principaux significatifs des stimuli de piqûre d’épingle et de la CFA sur le seuil de retrait de la patte ont été observés, avec une diminution substantielle (p < 0,001) observée chez les petits mâles des groupes CC/CFA et PP/CFA à tous les points temporels par rapport à ceux des groupes CC/Sal et PP/Sal (figure 3A). Cela souligne l’impact robuste des stimuli de piqûre d’épingle et de l’AFC sur les réponses nociceptives chez les petits mâles. Notamment, 4 heures après l’injection de CFA, une réduction significative du PWT (p < 0,001) a été observée dans le groupe PP/CFA par rapport au groupe CC/CFA [facteur CFA : F(4,112) = 13,12, p < 0,001 ; facteur de stimulus par piqûre d’épingle : F(3,112) = 14,45, p < 0,05 ; Interaction CFA x stimulus par piqûre d’épingle : F(12,112) = 5,14, p < 0,05]. En ce qui concerne les petits femelles (figure 3B), une diminution du seuil de retrait (p < 0,001) a été notée dans les groupes CC/CFA et PP/CFA à tous les points temporels par rapport à ceux des groupes CC/Sal et PP/Sal. Plus précisément, 4 h après l’injection de CFA, une réduction significative du seuil de sevrage (p < 0,05) a été observée dans le groupe PP/CFA par rapport au groupe CC/CFA [facteur CFA : F(4,112) = 31,16, p < 0,001 ; facteur de stimulus par piqûre d’épingle : F(3,112) = 18,22, p < 0,01 ; Interaction de stimulus CFA x piqûre d’épingle : F(12,112) = 58,13, p < 0,01]. Les adultes mâles et femelles ont montré une réduction du seuil de retrait des pattes entre le groupe PP/CFA et le groupe CC/CFA à tous les points temporels à partir de la marque des 4 h.

figure-results-3
Figure 3 - Effets de la piqûre d’épingle en période néonatale (JPN 2-15) chez les portées prématurées sur la nociception selon le test de von Frey avant et après injection de CFA intraplantaire ou de solution saline. Seuil de retrait de la patte, en grammes, chez (A) les rats mâles ou (B) les rats femelles. Chaque point représente la moyenne ± MEB de 8 animaux. * p < 0,05 et *** p < 0,001 par rapport aux groupes Contrôle et PP/Saline contre les groupes Contrôle et PP/CFA ; # p < 0,01 en comparant le groupe de contrôle CFA au groupe PP/CFA. BASAL représente le seuil nociceptif mesuré avant l’injection intraplantaire de CFA ou de solution saline. La flèche indique le moment de l’injection intraplantaire de CFA ou de solution saline. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dans cette enquête, nous avons observé que les comportements maternels et non maternels des mères n’étaient pas affectés par l’expérimentation néonatale de piqûres d’épingle. Cette tendance s’est également étendue au comportement non maternel. De plus, la prise de poids des portées prématurées pendant la période de stimulus par piqûre d’épingle n’était pas significativement différente entre les groupes témoin et les groupes par piqûre d’épingle. L’analyse du seuil de retrait des pattes a révélé une réduction notable du nombre de petits mâles et femelles des groupes Pinprick et CFA par rapport à ceux des groupes témoins. L’observation d’une réduction supplémentaire du seuil de retrait de la patte 4 heures après l’injection de CFA dans le groupe piqûre d’épingle/CFA par rapport au groupe témoin/CFA a été particulièrement frappante. Ces résultats nuancés soulignent les effets multidimensionnels de la stimulation néonatale par piqûre d’épingle sur le comportement maternel, la prise de poids de la portée et les réponses nociceptives chez la progéniture, soulignant l’importance de tenir compte à la fois des conditions prématurées et temporaires lors de l’interprétation des résultats.

Notre exploration des réponses nociceptives s’aligne sur les résultats de de Carvalho et al.26, qui ont signalé des altérations des réponses nociceptives et une hypersensibilité inflammatoire à l’âge adulte résultant d’une stimulation répétitive par piqûre d’épingle chez la progéniture prématurée. Cette convergence des résultats souligne l’impact durable des expériences néonatales sur les voies nociceptives, soulignant la robustesse de ces résultats dans toutes les études. L’augmentation de la sensibilité observée aux stimuli nocifs chez les petits mâles et femelles soumis à une stimulation néonatale par piqûre d’épingle suggère une tendance constante dans la modulation des réponses nociceptives, contribuant ainsi à notre compréhension des conséquences à long terme des facteurs de stress en début de vie.

Les résultats de cette étude s’alignent également sur les travaux de Gieré et al.27, qui ont exploré l’hypersensibilité nociceptive chez les rats adultes après une séparation maternelle néonatale. Leur étude a suggéré une origine centrale de l’hypersensibilité nociceptive, renforçant l’idée que les facteurs de stress précoces peuvent induire des changements durables dans les mécanismes de traitement de la douleur. La convergence des résultats met l’accent sur l’interaction complexe entre les événements précoces de la vie et les réponses nociceptives, soulignant ainsi la nécessité d’une compréhension globale des mécanismes centraux contribuant aux altérations à long terme de la sensibilité à la douleur.

L’impact des expériences précoces sur les voies nociceptives est également étayé par les résultats de Chang et coll.28, qui ont étudié les altérations de la connectivité fonctionnelle de la douleur dans le cortex somatosensoriel et préfrontal médial du rat à la suite d’expériences douloureuses précoces. Leurs travaux ont mis en évidence des changements à long terme dans les mécanismes de traitement de la douleur induits par les facteurs de stress au début de la vie, soulignant l’importance de comprendre les corrélats neuronaux des réponses nociceptives. L’intégration de ces résultats avec les observations d’une sensibilité accrue aux stimuli nocifs chez la progéniture prématurée soumise à une stimulation néonatale par piqûre d’épingle contribue à une compréhension plus complète des conséquences persistantes des expériences de douleur au début de la vie sur les circuits de la douleur à l’âge adulte.

De plus, van den Hoogen et coll.29 ont démontré que la stimulation répétée par le toucher et la piqûre à l’aiguille pendant la période néonatale augmentaient la sensibilité mécanique de base et l’hypersensibilité post-lésion dans les neurones sensoriels de la colonne vertébrale adulte. Les résultats actuels, qui s’alignent sur des recherches antérieures, soulignent les conséquences persistantes des expériences de douleur néonatale sur les voies nociceptives. Ensemble, ces études soulignent l’importance de reconnaître l’impact à long terme des expériences précoces sur la sensibilité à la douleur chez l’adulte, contribuant ainsi à une compréhension globale de l’interaction complexe entre les stimuli néonatals et les réponses nociceptives.

En combinant l’accouchement prématuré et l’exposition à des stimuli douloureux pendant la période néonatale, nous avons développé un modèle qui imite étroitement les expériences de vie précoces des prématurés humains, en tenant compte du besoin impératif de soins intensifs requis par la prématurité. Néanmoins, la pertinence translationnelle de ce modèle, en particulier en ce qui concerne les expériences des nourrissons prématurés en USIN, nécessite des éclaircissements plus approfondis. Notamment, aucune étude utilisant un modèle de prématurité similaire à celui utilisé dans la présente étude n’a été identifiée. Cependant, si l’on considère les premiers jours de la vie (1-2) comme une représentation de la prématurité, des recherches antérieures ont démontré que les mâles présentent une plus grande vulnérabilité aux stimuli nociceptifs que les femelles pendant cette période critique. Cette vulnérabilité a été confirmée par des tests nociceptifs appliqués à l’âge adulte, fournissant une justification partielle des résultats observés de cette étude30.

La présente étude a été la première à utiliser des animaux prématurés nés par césarienne à 19 jours de gestation pour évaluer le seuil nociceptif à l’âge adulte. Ce modèle novateur d’étude de la douleur chez les nouveau-nés prématurés offre une perspective unique sur cette population. Ce modèle soulève de nouvelles questions concernant les tests nociceptifs, tels que le test de von Frey, chez les animaux adultes des deux sexes, ainsi que tous les aspects impliqués dans les seuils nociceptifs de ces animaux, que ce soit pendant la période néonatale ou à l’âge adulte.

Bien que la présente étude se soit principalement concentrée sur l’impact des stimuli néonatals sur les seuils de douleur aux stades ultérieurs de la vie, il existe une piste prometteuse pour étendre cette recherche aux interventions et aux stratégies analgésiques postnatales. Des études futures pourraient évaluer l’efficacité de diverses interventions de gestion de la douleur dans un modèle de rat prématuré, en explorant des pistes potentielles pour atténuer les effets à long terme de la douleur néonatale. Il peut s’agir d’étudier de nouvelles approches analgésiques, d’évaluer la durée et l’intensité des interventions nécessaires et d’explorer les mécanismes sous-jacents influençant l’efficacité de ces interventions.

En conclusion, l’enquête approfondie menée dans le cadre de cette étude visait à disséquer l’interaction complexe de la stimulation néonatale par piqûre d’épingle, du comportement maternel et des conditions de naissance prématurée sur les réponses nociceptives chez la progéniture. L’analyse méticuleuse du comportement maternel, couplée à l’exclusion des facteurs de confusion potentiels tels que la naissance prématurée et les soins adoptifs, a réaffirmé la résilience du comportement maternel au stimulus nociceptif administré. La prise de poids des portées prématurées n’a pas été affectée, ce qui indique que les altérations observées dans les réponses nociceptives à l’âge adulte étaient plus probablement attribuées à la stimulation par piqûre d’épingle au début de la vie qu’aux soins maternels ou au développement de la progéniture. Les résultats de cette étude s’alignent sur la littérature sur les conséquences durables des expériences de douleur néonatale, en mettant l’accent sur une sensibilité accrue aux stimuli nocifs à l’âge adulte. De plus, l’exploration de théories mécanistes potentielles, y compris les altérations du traitement neuronal et de la fonction des récepteurs des glucocorticoïdes, fournit des informations précieuses sur les voies sous-jacentes contribuant aux altérations nociceptives. Ensemble, les résultats présentés ici et ceux d’études antérieures soulignent la complexité des expériences précoces de la vie dans les voies nociceptives, mettant en lumière les conséquences durables des stimuli néonatals sur les circuits de la douleur chez l’adulte. Bien que d’autres recherches soient nécessaires pour élucider les mécanismes sous-jacents nuancés impliqués, cette étude contribue au corpus croissant de connaissances visant à révéler l’impact à long terme des événements précoces de la vie sur les réponses nociceptives chez la progéniture adulte.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nous n’avons rien à divulguer.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ce travail a été soutenu par l’Université fédérale d’Alfenas - UNIFAL-MG et le Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brésil (bourse CAPES, Laura Pereira Generoso ; Natalie Lange Candido et Maria Gabriela Maziero Capello) - Code des finances 001.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Solution NaCl à 0,9 %Concare, Brésil
Cages en acrylique (42 cm & times ; 24 cm & times ; 15 cm) avec sols grillagésInsight Equipamentos, Brésil
Adjuvant complet de Freund (CFA)  ;Sigma Aldrich, Brésil
Electronic von Frey,InsightEquipamentos, Brésil
H2O2 (peroxyde d’hydrogène)ACS Cientifica, Brésil
Éclairage infrarougeCarci, Brésil
Isoflurane (2 %)Cristá ; lia, Brésil
Microscope droitNikon, BrésilMicroscope ECLIPSE Eiavec objectifs 10x et 40x

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Neonatal complete Freund's adjuvant-induced inflammation does not induce or alter hyperalgesic priming or alter adult distributions of C-fibre dorsal horn innervation. Pain Reports. 5 (6), e872(2020).">Cooper, A. H., Hanmer, J. M., Chapman, V., Hathway, G. J. Neonatal complete Freund's adjuvant-induced inflammation does not induce or alter hyperalgesic priming or alter adult distributions of C-fibre dorsal horn innervation. Pain Reports. 5 (6), e872(2020).
  2. Inflammatory neonatal pain disrupts maternal behavior and subsequent fear conditioning in a rodent model. Developmental Psychobiology. 62 (1), 88-98 (2020).">Davis, S. M., Rice, M., Burman, M. A. Inflammatory neonatal pain disrupts maternal behavior and subsequent fear conditioning in a rodent model. Developmental Psychobiology. 62 (1), 88-98 (2020).
  3. Neonatal pain and reduced maternal care alter adult behavior and hypothalamic-pituitary-adrenal axis reactivity in a sex-specific manner. Developmental Psychobiology. 62 (5), 631-643 (2020).">Mooney-Leber, S. M., Brummelte, S. Neonatal pain and reduced maternal care alter adult behavior and hypothalamic-pituitary-adrenal axis reactivity in a sex-specific manner. Developmental Psychobiology. 62 (5), 631-643 (2020).
  4. Experiencing early life maternal separation increases pain sensitivity in adult offspring. International Journal of Developmental Neuroscience. 62, 8-14 (2017).">Vilela, F. C., Vieira, J. S., Giusti-Paiva, A., Silva, M. L. D. Experiencing early life maternal separation increases pain sensitivity in adult offspring. International Journal of Developmental Neuroscience. 62, 8-14 (2017).
  5. Repeated neonatal needle-prick stimulation increases inflammatory mechanical hypersensitivity in adult rats. International Journal of Developmental Neuroscience. 78, 191-197 (2019).">de Carvalho, R. C., et al. Repeated neonatal needle-prick stimulation increases inflammatory mechanical hypersensitivity in adult rats. International Journal of Developmental Neuroscience. 78, 191-197 (2019).
  6. Epidemiology and treatment of painful procedures in neonates in intensive care units. JAMA. 300 (1), 60-70 (2008).">Carbajal, R., et al. Epidemiology and treatment of painful procedures in neonates in intensive care units. JAMA. 300 (1), 60-70 (2008).
  7. The impact of cumulative pain/stress on neurobehavioral development of preterm infants in the NICU. Early Human Development. 108, 9-16 (2017).">Cong, X., et al. The impact of cumulative pain/stress on neurobehavioral development of preterm infants in the NICU. Early Human Development. 108, 9-16 (2017).
  8. Noise levels of neonatal high-flow nasal cannula devices - An in-vitro study. Neonatology. 103 (4), 264-267 (2013).">König, K., Stock, E. L., Jarvis, M. Noise levels of neonatal high-flow nasal cannula devices - An in-vitro study. Neonatology. 103 (4), 264-267 (2013).
  9. Measuring preterm cumulative stressors within the NICU: the Neonatal Infant Stressor Scale. Early Human Development. 85 (9), 549-555 (2009).">Newnham, C. A., Inder, T. E., Milgrom, J. Measuring preterm cumulative stressors within the NICU: the Neonatal Infant Stressor Scale. Early Human Development. 85 (9), 549-555 (2009).
  10. Development, evaluation and adaptation of a critical realism informed theory of procedural pain management in preterm infants: The PAIN-Neo theory. Journal of Advanced Nursing. 79 (6), 2155-2166 (2023).">De Clifford-Faugère, G., Aita, M., Arbour, C., Colson, S. Development, evaluation and adaptation of a critical realism informed theory of procedural pain management in preterm infants: The PAIN-Neo theory. Journal of Advanced Nursing. 79 (6), 2155-2166 (2023).
  11. Nitric oxide production in the striatum and cerebellum of a rat model of preterm global perinatal asphyxia. Neurotoxicity Research. 31 (3), 400-409 (2017).">Barkhuizen, M., et al. Nitric oxide production in the striatum and cerebellum of a rat model of preterm global perinatal asphyxia. Neurotoxicity Research. 31 (3), 400-409 (2017).
  12. Effect of prenatal steroidal inhibition of sPLA2 in a rat model of preterm lung. Pulmonary Pharmacology & Therapeutics. 36, 31-36 (2016).">Remesal, A., et al. Effect of prenatal steroidal inhibition of sPLA2 in a rat model of preterm lung. Pulmonary Pharmacology & Therapeutics. 36, 31-36 (2016).
  13. Peroxisome proliferator-activated receptor-γ agonist pioglitazone reduces the development of necrotizing enterocolitis in a neonatal preterm rat model. Pediatric Research. 81 (2), 364-368 (2017).">Corsini, I., et al. Peroxisome proliferator-activated receptor-γ agonist pioglitazone reduces the development of necrotizing enterocolitis in a neonatal preterm rat model. Pediatric Research. 81 (2), 364-368 (2017).
  14. A preterm rat model for immunonutritional studies. Nutrients. 11 (5), 999(2019).">Grases-Pintó, B., et al. A preterm rat model for immunonutritional studies. Nutrients. 11 (5), 999(2019).
  15. Determination of the estrous cycle phases of rats: some helpful considerations. Brazilian Journal of Biology. 62 (4), 609-614 (2002).">Marcondes, F. K., Bianchi, F. J., Tanno, A. P. Determination of the estrous cycle phases of rats: some helpful considerations. Brazilian Journal of Biology. 62 (4), 609-614 (2002).
  16. Establishment of the patent ductus arteriosus model in preterm rats. Chinese Journal of Contemporary Pediatrics. 18, 372-375 (2016).">Zhu, M. -R., Liu, H. -Y., Liu, P. -P., Wu, H. Establishment of the patent ductus arteriosus model in preterm rats. Chinese Journal of Contemporary Pediatrics. 18, 372-375 (2016).
  17. Growth hormone treatment after cesarean delivery in rats increases the strength of the uterine scar. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 185 (3), 614-617 (2001).">Bowers, D., McKenzie, D., Dutta, D., Wheeless, C. R., Cohen, W. R. Growth hormone treatment after cesarean delivery in rats increases the strength of the uterine scar. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 185 (3), 614-617 (2001).
  18. Whey peptides improve wound healing following caesarean section in rats. The British Journal of Nutrition. 104 (11), 1621-1627 (2010).">Wang, J., et al. Whey peptides improve wound healing following caesarean section in rats. The British Journal of Nutrition. 104 (11), 1621-1627 (2010).
  19. Magnetic resonance imaging of pulmonary damage in the term and premature rat neonate exposed to hyperoxia. Pediatric Research. 50 (4), 502-507 (2001).">Appleby, C. J., Towner, R. A. Magnetic resonance imaging of pulmonary damage in the term and premature rat neonate exposed to hyperoxia. Pediatric Research. 50 (4), 502-507 (2001).
  20. Long-term behavioral effects of repetitive pain in neonatal rat pups. Physiology & Behavior. 66 (4), 627-637 (1999).">Anand, K. J., Coskun, V., Thrivikraman, K. V., Nemeroff, C. B., Plotsky, P. M. Long-term behavioral effects of repetitive pain in neonatal rat pups. Physiology & Behavior. 66 (4), 627-637 (1999).
  21. Extra-territorial pain in rats with a peripheral mononeuropathy: mechano-hyperalgesia and mechano-allodynia in the territory of an uninjured nerve. Pain. 57 (3), 375-382 (1994).">Tal, M., Bennett, G. J. Extra-territorial pain in rats with a peripheral mononeuropathy: mechano-hyperalgesia and mechano-allodynia in the territory of an uninjured nerve. Pain. 57 (3), 375-382 (1994).
  22. Neonatal repetitive pain in rats leads to impaired spatial learning and dysregulated hypothalamic-pituitary-adrenal axis function in later life. Scientific Reports. 6 (1), 39159(2016).">Chen, M., et al. Neonatal repetitive pain in rats leads to impaired spatial learning and dysregulated hypothalamic-pituitary-adrenal axis function in later life. Scientific Reports. 6 (1), 39159(2016).
  23. Continuous central infusion of cannabinoid receptor agonist WIN 55,212-2 decreases maternal care in lactating rats: consequences for fear conditioning in adulthood males. Behavioural Brain Research. 257, 31-38 (2013).">Costa, H. H., Vilela, F. C., Giusti-Paiva, A. Continuous central infusion of cannabinoid receptor agonist WIN 55,212-2 decreases maternal care in lactating rats: consequences for fear conditioning in adulthood males. Behavioural Brain Research. 257, 31-38 (2013).
  24. The CB1 cannabinoid receptor mediates glucocorticoid-induced effects on behavioural and neuronal responses during lactation. Pflugers Archiv: European Journal of Physiology. 465 (8), 1197-1207 (2013).">Vilela, F. C., Ruginsk, S. G., de Melo, C. M., Giusti-Paiva, A. The CB1 cannabinoid receptor mediates glucocorticoid-induced effects on behavioural and neuronal responses during lactation. Pflugers Archiv: European Journal of Physiology. 465 (8), 1197-1207 (2013).
  25. Models of inflammation: Carrageenan- or complete Freund's Adjuvant (CFA)-induced edema and hypersensitivity in the rat. Current Protocols in Pharmacology. , Chapter 5, Unit 5.4 (2012).">Fehrenbacher, J. C., Vasko, M. R., Duarte, D. B. Models of inflammation: Carrageenan- or complete Freund's Adjuvant (CFA)-induced edema and hypersensitivity in the rat. Current Protocols in Pharmacology. , Chapter 5, Unit 5.4 (2012).
  26. Effects of repetitive pinprick stimulation on preterm offspring: Alterations in nociceptive responses and inflammatory hypersensitivity in adulthood. Behavioural Brain Research. 454, 114633(2023).">de Carvalho, R. C., et al. Effects of repetitive pinprick stimulation on preterm offspring: Alterations in nociceptive responses and inflammatory hypersensitivity in adulthood. Behavioural Brain Research. 454, 114633(2023).
  27. Towards a central origin of nociceptive hypersensitivity in adult rats after a neonatal maternal separation. The European Journal of Neuroscience. 58 (10), 4155-4165 (2023).">Gieré, C., et al. Towards a central origin of nociceptive hypersensitivity in adult rats after a neonatal maternal separation. The European Journal of Neuroscience. 58 (10), 4155-4165 (2023).
  28. Early life pain experience changes adult functional pain connectivity in the rat somatosensory and the medial prefrontal cortex. The Journal of Neuroscience. 42 (44), 8284-8296 (2022).">Chang, P., Fabrizi, L., Fitzgerald, M. Early life pain experience changes adult functional pain connectivity in the rat somatosensory and the medial prefrontal cortex. The Journal of Neuroscience. 42 (44), 8284-8296 (2022).
  29. Repeated touch and needle-prick stimulation in the neonatal period increases the baseline mechanical sensitivity and postinjury hypersensitivity of adult spinal sensory neurons. Pain. 159 (6), 1166-1175 (2018).">vanden Hoogen, N. J., et al. Repeated touch and needle-prick stimulation in the neonatal period increases the baseline mechanical sensitivity and postinjury hypersensitivity of adult spinal sensory neurons. Pain. 159 (6), 1166-1175 (2018).
  30. Long-term effects of neonatal pain and stress on reactivity of the nociceptive system. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 161 (6), 755-758 (2016).">Butkevich, I. P., Mikhailenko, V. A. Long-term effects of neonatal pain and stress on reactivity of the nociceptive system. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 161 (6), 755-758 (2016).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Preterm Rat ModelPain SensitivityNeonatal PainPinprick StimulationMechanical HypersensitivityInflammatory HypersensitivityMaternal BehaviorGlucocorticoid ReceptorsHysterectomy ProcedureFoster Adoption

Related Articles