Surveillance continue simple de la glycémie chez des souris en mouvement libre
Summary
Ici, nous décrivons une méthode simple pour implanter un glucomètre continu commercial conçu pour les patients sur des souris et fournir les scripts pour analyser les résultats.
Abstract
Les souris sont un organisme modèle commun utilisé pour étudier les maladies métaboliques telles que le diabète sucré. Les niveaux de glucose sont généralement mesurés par saignement de la queue, ce qui nécessite la manipulation des souris, provoque du stress et ne fournit pas de données sur le comportement libre des souris pendant le cycle sombre. La mesure continue de pointe de la glycémie chez la souris nécessite l’insertion d’une sonde dans l’arc aortique de la souris, ainsi que d’un système de télémétrie spécialisé. Cette méthode difficile et coûteuse n’a pas été adoptée par la plupart des laboratoires. Ici, nous présentons un protocole simple impliquant l’utilisation de glucomètres continus disponibles dans le commerce utilisés par des millions de patients pour mesurer le glucose en continu chez la souris dans le cadre de la recherche fondamentale. La sonde de détection de glucose est insérée dans l’espace sous-cutané à l’arrière de la souris à travers une petite incision sur la peau et est maintenue fermement en place à l’aide de quelques sutures. L’appareil est suturé à la peau de la souris pour s’assurer qu’elle reste en place. L’appareil peut mesurer les niveaux de glucose jusqu’à 2 semaines et envoie les données à un récepteur à proximité sans avoir besoin de manipuler les souris. Des scripts pour l’analyse des données de base des niveaux de glucose enregistrés sont fournis. Cette méthode, de la chirurgie à l’analyse informatique, est rentable et potentiellement très utile dans la recherche métabolique.
Introduction
Le diabète sucré (DM) est une maladie dévastatrice caractérisée par une glycémie élevée. Le diabète de type 1 peut être le résultat d’une attaque auto-immune sur les cellules bêta productrices d’insuline dans le pancréas. Le DM de type 2 et le DM gestationnel, en revanche, sont caractérisés par une incapacité des cellules bêta à sécréter suffisamment d’insuline en réponse à une augmentation du taux de glucose1. La souris est un organisme modèle commun utilisé pour étudier le DM car elle a une physiologie similaire et ses niveaux normaux de glucose sont proches de ceux des humains. De plus, des souches de souris spécifiques peuvent développer un DM en raison de mutations dans les principales voies de signalisation ou à la suite d’une exposition à des régimes spécifiques, ce qui permet la modélisation de la maladie 2,3,4.
La glycémie est couramment mesurée chez la souris à l’aide de glucomètres conçus pour les patients en extrayant une petite goutte de sang (1-2 μL) du bout de la queue de la souris. Cette méthode provoque un stress et nécessite la manipulation de la souris, ce qui affecte les niveaux de glucose et interdit la mesure de la glycémie chez les souris se comportant librement ou lorsque le chercheur n’est pas à proximitéde 5. Le saignement des souris peut causer du stress aux souris voisines, en particulier aux souris de la même cage dont la glycémie n’a pas encore été mesurée, affectant ainsi les résultats. Les souris réagissent différemment selon le manipulateur, et la personne qui mesure le glucose peut affecter les niveaux de glucose des souris. Ces pièges exigent une conception expérimentale minutieuse et sous-tendent certaines incohérences entre les expériences.
Il est possible de mesurer le glucose chez des souris en mouvement libre sans saignement en implantant des capteurs de glucose dans l’arc aortique des souris à l’aide de la télémétriede pointe 6. Les mesures résultantes sont très bonnes et peuvent être maintenues sur une longue période, mais il est difficile d’implanter ces capteurs, et le système de télémétrie est coûteux, ce qui conduit à une adoption modérée de cette méthodologie et à aucune adoption dans les laboratoires non spécialisés. Des capteurs de glucose sous-cutanés ou autres adaptés aux dimensions des souris et à leur physiologie ont été développés ces dernières années, mais ceux-ci nécessitent à nouveau des experts hautement qualifiés et sont dans certains cas coûteux 6,7,8,9,10.
Les glucomètres continus (CGM) commerciaux qui ont été développés à l’origine pour surveiller les niveaux de glucose des patients atteints de DM offrent une autre option pour mesurer le glucose chez les souris en mouvement libre, avec des exigences de coût et d’expertise technique inférieures à celles des sondes implantées. De telles sondes ont été utilisées en recherche fondamentale par quelques laboratoires 5,11,12,13,14,15 y compris nos collègues qui ont utilisé ce protocole 16. Ces périphériques comprennent généralement un capteur, un dispositif de montage, un récepteur et une application logicielle. Le capteur dispose d’une canule guidant le glucocapteur enzymatique, d’un ruban adhésif, d’une source d’énergie, d’une mémoire à court terme et d’un module de communication sans fil qui stocke et envoie les données au récepteur. Le récepteur peut afficher les niveaux de glucose actuels et envoyer les données à un serveur; Ce récepteur peut être un téléphone portable. L’application logicielle fournit des données au patient et à l’équipe médicale sur la glycémie du patient. Chez les patients, le capteur se fixe facilement à l’aide du dispositif de montage. La canule est insérée par voie sous-cutanée en pressant le dispositif de montage contre la peau, et le capteur reste en place à l’aide de ruban adhésif.
Il s’agit d’un protocole détaillé pour adapter un dispositif CGM commercial pour mesurer les niveaux de glucose chez la souris. Ce protocole décrit comment insérer chirurgicalement le capteur de glucose et le fixer à la souris. Des scripts pour l’analyse et la visualisation des données de base sont fournis. Les pièges potentiels, le dépannage et des exemples de résultats standard sont fournis. Le protocole ci-dessous est spécifique à un certain CGM, mais peut être facilement adapté à d’autres types de CGM commerciaux dès qu’ils deviennent disponibles.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ce protocole offre une méthode simple et peu coûteuse pour surveiller les niveaux de glucose chez la souris qui ne nécessite pas de microchirurgie difficile et n’implique pas de saignement ou de manipulation des souris. La méthode est facile à mettre en œuvre dans tous les établissements et ne cause pas de mortalité, de douleur ou d’inconfort excessif aux souris. L’étape la plus critique du protocole consiste à insérer la canule du capteur de glucose sous la peau de la souris. L’ajout de quelques sutur…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions Dvir Mintz DVM et le personnel vétérinaire et d’élevage de l’animalerie, ainsi que les membres de notre groupe, pour leurs discussions fructueuses. Cette étude a été soutenue par une subvention 1541/21 de la Fondation israélienne des sciences accordée à D.B.Z. D.B.Z. est une faculté Zuckerman STEM.
Materials
| 2% Chlorhexidine Gluconate and 70% Isopropyl Alcohol | 3M | ID 7000136290 | |
| 5% Dextrose and 0.45% Sodium Chloride Injection, USP | Braun | L6120 | |
| Castroviejo needle holder | FST | 12061-02 | |
| Extra Fine Bonn scissors | FST | 14084-08 | |
| FreeStyle Libre 1 reader | Abbott | ART27543 | |
| FreeStyle Libre sensor | Abbott | ART36687 | |
| FreeStyle Libre sensor applicator | Abbott | ART36787 | |
| Gauze pads | Sion medical | PC912017 | |
| Graefe Forceps | FST | 11052-10 | |
| Hair Removal Cream | Veet | 3116523 | |
| High-fat high-sucrose diet | Envigo Teklad diets | TD.08811 | |
| Isoflurane, USP Terrell | Piramal | 26675-46-7 | |
| Meloxicam 5 mg/mL | Chanelle Pharma | 08749/5024 | |
| MiniARCO Clipper kit | Moser | CL8787-KIT | |
| PROLENE Polypropylene Suture 5-0 | Ethicon | 8725H | |
| Puralube Opthalmic Ointment | Perrigo | 574402511 | |
| Q-tips | B.H.W | 271676 | |
| SomnoSuite Low-Flow Anesthesia System | Kent Scientific | SOMNO |
Riferimenti
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