Monitoramento Contínuo Simples de Glicose em Camundongos em Movimento Livre
Summary
Aqui, descrevemos um método simples para implantar um monitor de glicose contínuo comercial projetado para pacientes em camundongos e fornecemos os scripts para analisar os resultados.
Abstract
Camundongos são um organismo modelo comum usado para estudar doenças metabólicas, como diabetes mellitus. Os níveis de glicose são tipicamente medidos por sangramento de cauda, que requer o manuseio dos camundongos, causa estresse e não fornece dados sobre camundongos que se comportam livremente durante o ciclo escuro. A medição contínua de glicose de última geração em camundongos requer a inserção de uma sonda no arco aórtico do camundongo, bem como um sistema de telemetria especializado. Esse método desafiador e caro não tem sido adotado pela maioria dos laboratórios. Aqui, apresentamos um protocolo simples envolvendo a utilização de monitores contínuos de glicose disponíveis comercialmente usados por milhões de pacientes para medir a glicose continuamente em camundongos como parte da pesquisa básica. A sonda de detecção de glicose é inserida no espaço subcutâneo na parte de trás do mouse através de uma pequena incisão na pele e é mantida firmemente no lugar usando um par de suturas. O dispositivo é suturado à pele do rato para garantir que permanece no lugar. O dispositivo pode medir os níveis de glicose por até 2 semanas e envia os dados para um receptor próximo sem qualquer necessidade de lidar com os ratos. São fornecidos roteiros para a análise dos dados básicos dos níveis glicêmicos registrados. Este método, desde a cirurgia até a análise computacional, é custo-efetivo e potencialmente muito útil na pesquisa metabólica.
Introduction
O diabetes mellitus (DM) é uma doença devastadora caracterizada por níveis elevados de glicose no sangue. O DM tipo 1 pode ser resultado de um ataque autoimune às células beta produtoras de insulina no pâncreas. Já o DM tipo 2 e o DM gestacional são caracterizados pela falha das células beta em secretar insulina suficiente em resposta ao aumento dos níveis glicêmicos1. O camundongo é um organismo modelo comum usado para estudar o DM, uma vez que tem fisiologia semelhante, e seus níveis normais de glicose são próximos aos dos seres humanos. Além disso, linhagens específicas de camundongos podem desenvolver DM devido a mutações em vias de sinalização chave ou após exposição a dietas específicas, o que permite a modelagem da doença 2,3,4.
A glicose no sangue é comumente medida em camundongos usando glicosímetros projetados para pacientes extraindo uma pequena gota de sangue (1-2 μL) da ponta da cauda do camundongo. Esse método causa estresse e requer o manuseio do camundongo, o que afeta os níveis de glicose e proíbe a medição dos níveis de glicose no sangue em camundongos de comportamento livre ou quando o pesquisador não está perto de5. Sangrar os camundongos pode causar estresse em camundongos próximos, particularmente em camundongos da mesma gaiola cuja glicemia ainda não foi medida, afetando os resultados. Os ratos respondem de forma diferente dependendo do manipulador, e a pessoa que mede a glicose pode afetar os níveis de glicose dos camundongos. Essas armadilhas exigem um planejamento experimental cuidadoso e estão na base de algumas inconsistências entre os experimentos.
É possível medir a glicose em camundongos em movimento livre sem sangramento implantando sensores de glicose no arco aórtico dos camundongos usando telemetria de última geração6. As medições resultantes são muito boas e podem ser sustentadas por um longo período, mas é um desafio implantar esses sensores, e o sistema de telemetria é caro, levando a uma adoção moderada dessa metodologia e não adoção em laboratórios não especializados. Sensores de glicose subcutâneos ou outros adaptados às dimensões dos camundongos e sua fisiologia têm sido desenvolvidos nos últimos anos, mas estes novamente requerem especialistas altamente qualificados e, em alguns casos, são dispendiosos 6,7,8,9,10.
Monitores comerciais contínuos de glicose (MCG) que foram originalmente desenvolvidos para monitorar os níveis de glicose de pacientes com DM oferecem outra opção para medir a glicose em camundongos em movimento livre, com menor custo e requisitos de conhecimento técnico do que as sondas implantadas. Tais sondas têm sido utilizadas em pesquisa básica por alguns laboratórios5,11,12,13,14,15, incluindo nossos colegas que utilizaram esseprotocolo16. Esses dispositivos geralmente incluem um sensor, um dispositivo de montagem, um receptor e um aplicativo de software. O sensor tem uma cânula que guia o glicossensor enzimático, fita adesiva, uma fonte de energia, memória de curto prazo e um módulo de comunicação sem fio que armazena e envia os dados para o receptor. O receptor pode mostrar os níveis de glicose atuais e envia os dados para um servidor; Esse receptor pode ser um celular. O aplicativo de software fornece dados para o paciente e a equipe de atendimento médico sobre a glicemia do paciente. Em pacientes, o sensor é acoplado facilmente usando o dispositivo de montagem. A cânula é inserida subcutaneamente pressionando o dispositivo de montagem contra a pele, e o sensor permanece no lugar com a ajuda de fita adesiva.
Este é um protocolo detalhado para adaptar um dispositivo CGM comercial para medir os níveis de glicose em camundongos. Este protocolo descreve como inserir cirurgicamente o sensor de glicose e conectá-lo ao mouse. Scripts para análise básica de dados e visualização de dados são fornecidos. As possíveis armadilhas, solução de problemas e exemplos de resultados padrão são fornecidos. O protocolo abaixo é específico para um determinado CGM, mas pode ser facilmente adaptado a outros tipos de CGMs comerciais à medida que se tornam disponíveis.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este protocolo oferece um método simples e barato para monitorar os níveis de glicose em camundongos que não requer microcirurgia desafiadora e não envolve sangramento ou manuseio dos camundongos. O método é fácil de implementar em todas as instalações e não causa mortalidade, dor ou desconforto excessivo aos camundongos. A etapa mais crítica do protocolo é inserir a cânula do sensor de glicose sob a pele do camundongo. A adição de algumas suturas permite que a cânula permaneça no local por mais tempo. O…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos a Dvir Mintz DVM e ao pessoal veterinário e de criação do biotério, bem como aos membros do nosso grupo, pelas discussões frutíferas. Este estudo foi apoiado por uma bolsa 1541/21 da Israel Science Foundation concedida a D.B.Z. D.B.Z. é uma faculdade de STEM Zuckerman.
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 |
Referências
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