La durée du repas comme mesure des réponses nociceptives orofaciales chez les rongeurs

Summary

Un allongement de la durée du repas représente un comportement nociceptif orofacial chez les rongeurs similaire au comportement de garde des humains souffrant de douleur orofaciale. Manger est un comportement qui ne nécessite aucune formation ou manipulation animale, nécessite une participation corticale et n’est pas en concurrence avec d’autres comportements induits expérimentalement, distinguant ce test des mesures réflexes ou opérantes alternatives.

Abstract

Un allongement de la durée du repas peut être utilisé pour mesurer une augmentation de l’hyperalgésie mécanique orofaciale ayant des similitudes avec le comportement de protection des humains avec douleur orofaciale. Pour mesurer la durée des repas, les rats non retenus sont continuellement maintenus dans des modules d’alimentation informatisés et atténués pendant des jours à des semaines pour enregistrer le comportement alimentaire. Ces chambres à atténuation du son sont équipées de distributeurs de granulés chow. Le distributeur a une auge de granulés avec un photobeam placé au fond de l’auge et lorsqu’un rongeur retire un granulé de l’auge d’alimentation, ce faisceau n’est plus bloqué, signalant à l’ordinateur de laisser tomber un autre granulé. L’ordinateur enregistre la date et l’heure où les granulés ont été prélevés dans l’auge et à partir de ces données, l’expérimentateur peut calculer les paramètres de la farine. Lors du calcul des paramètres de repas, un repas a été défini sur la base de travaux antérieurs et a été fixé à 10 min (en d’autres termes, lorsque l’animal ne mange pas pendant 10 min, ce serait la fin de la farine de l’animal), la taille minimale du repas a également été fixée à 3 granulés. La durée du repas, le numéro de repas, l’apport alimentaire, la taille du repas et l’intervalle entre les repas peuvent ensuite être calculés par le logiciel pour toute période de temps que l’opérateur souhaite. Parmi les paramètres d’alimentation qui peuvent être calculés, la durée du repas s’est avérée être un marqueur biologique non invasif continu de la nociception orofaciale chez les rats et souris mâles et les rats femelles. Les mesures de durée des repas sont quantitatives, ne nécessitent aucune formation ou manipulation animale, nécessitent une participation corticale et ne sont pas en concurrence avec d’autres comportements induits expérimentalement. Ces facteurs distinguent ce dosage d’autres méthodes opératoires ou réflexes d’enregistrement de la nociception orofaciale.

Introduction

Des modèles animaux ont été utilisés pour étudier la douleur et la nociception associées aux dommages oro-aciaux et/ou à l’inflammation^1,2, mais l’absence de modèles animaux appropriés entraîne une compréhension incomplète des mécanismes. Bien que les modèles actuels nous aident à comprendre divers mécanismes impliqués dans la douleur oro-faciale aiguë et chronique, ces modèles animaux présentent des forces et des faiblesses.

De nombreux modèles mesurent les réponses nociceptives comportementales pendant de courtes durées. Le toilettage du visage est une réponse comportementale connue suite à une constriction des nerfs faciaux³. D’autres études ont mesuré le frottement du visage avec l’avant ipsilatéral ou l’arrière-train, ainsi que le bronchage de la tête après l’administration d’injections de forine dans l’articulation temporo-mandibulaire (ATM) ou la lèvre^4-7. Les latences de retrait de la tête sont un autre modèle de mesure du comportement nociceptif où un analgésiomètre à feuillet de queue modifié est utilisé pour quantifier la réponse nociceptive(c’est-à-dire le retrait de la tête) après application de chaleur sur le coussinet de vibrisses rasées d’un rat^8. L’activité musculaire digastrique et massétère a également été enregistrée comme corrélat de la douleur après des injections de glutamate dans l’ATM⁹. Une autre étude a mesuré les changements dans les paramètres de sommeil pour évaluer les réponses nociceptives chez les rats mâles et femelles avec une ATM enflammée, ces paramètres comprenaient la latence du sommeil, le mouvement oculaire rapide (REM), le pourcentage de sommeil non paradoxal et le pourcentage de sommeil paradoxal^10. La plupart des modèles animaux qui mesurent les réponses nociceptives comportementales utilisent un court laps de temps, c’est-à-dire des minutes à des heures par jour^11-14. En outre, la plupart des tests de modèles animaux ont lieu pendant la phase légère et chez un animal nocturne, comme un rat, cela peut provoquer un stress qui peut confondre les résultats nociceptifs^15-18. Les tests ci-dessus mesurent la réponse nociceptive dans des conditions orofaciales variables mais pour une courte durée et ne peuvent donc être utilisés que pour étudier les troubles aigus. Un test alternatif a utilisé l’expression faciale comme mesure de la nociception de durée modérée, mais cette méthodologie peut être subjective¹⁹.

Pour évaluer la nociception orofaciale persistante ou chronique, certains ont utilisé l’application d’un filament de von Frey à la surface de la peau pour évaluer la sensibilité mécanique des animaux soumis à une constriction nerveuse ou à une inflammation de l’ATM^3,20. Liverman et coll. 2009 ont mesuré les réponses de sevrage à l’aide de monofilaments classés à la suite d’injections de CFA dans le muscle masster de rats ^21,22. Yamazaki et coll. (2008) ont injecté à l’ATM du CFA, puis, pendant 14 jours, des comportements nociceptifs quantifiés à la stimulation mécanique ou thermique ou froide appliquée sur la région de l’ATM. Malheureusement, ces tests comportementaux nociceptifs impliquent la contention animale, qui produisent des hormones de stress, l’apprentissage ou des comportements alternatifs qui peuvent interférer avec les résultats mesurés.

Les modèles pour mesurer la nociception dans les dents utilisent le réflexe d’ouverture de la mâchoire mais cette méthode peut être peu fiable²³ ou imprécise²⁴. L’activité électromyographique a été utilisée pour mesurer la nociception dentaire²⁵, mais cette méthode exige généralement que l’animal soit inconscient, bien que dans une étude, la nociception dentaire ait été étudiée chez des rats en mouvement^{libre 26}. En 2008, Khan a étudié la relation entre la nociception dentaire et la fonction masticatoire à l’aide d’une jauge de contrainte sensible^27, mais ce modèle de durée de morsure nécessite de retenir l’animal de l’activité normale ²⁸. La force de morsure est une mesure fiable de la douleur dentaire chez l’homme, mais parce que les rats ont besoin de formation et / ou de retenue pour mesurer la force de morsure, une source de stress est introduite qui peut produire des résultats avec une signification physiologique douteuse^29-31

Certaines limites de la contention et du stress peuvent être surmontées en utilisant une conception opérante pour évaluer les comportements nociceptifs. Un modèle opérationnel utilise l’évitement d’une température inconfortable pour évaluer et caractériser la nociception orofaciale^32-35. Ce modèle récompense-conflit est basé sur une récompense de lait sucré pour inciter le rongeur à positionner volontairement son visage contre une sonde thermique chauffée ou refroidie^34,36. Cependant, le test nécessite une formation des animaux, mais l’une des forces du test est que les données sont collectées de manière automatisée.

Encore un autre modèle animal a employé le dysfonctionnement rongeant nociception-induit comme index de nociception orofacial^37. Cependant, le rongeur est confiné dans un tube et sa seule échappatoire est de ronger à travers une cheville pour sortir. Un avantage de ce modèle est qu’il mesure la fonction de la mâchoire après une blessure aiguë ou chronique à la mâchoire chez la souris. Cependant, le rongeur est confiné, ce qui ajoute un comportement concurrent alternatif confondant, c’est-à-dire une évasion, ce qui serait stressant et pourrait donc influencer les résultats du test de nociception.

La durée des repas a été utilisée pour mesurer la nociception chez les animaux atteints d’arthrite de l’ATM^38-41,l’exposition à la pulpe dentaire⁴²et les lésions musculaires^43. Un rongeur qui a éprouvé la nociception orofaciale a mangé plus lentement après que l’animal ait initié un repas. Les patients souffrant de douleurs à l’ATM prennent également plus de temps à mâcher leur nourriture et la durée du cycle raccourcit lorsque la douleur de l’ATM est diminuée^{de 44 à 46}. L’allongement de la durée du repas lorsque la douleur de l’ATM est présente devrait être un « comportement de protection », défini opérationnellement comme un comportement nociceptif^47.

La durée du repas mesure la nociception de l’ATM à l’aide d’une méthode non invasive jusqu’à 19 jours chez les rats mâles et femelles et 6 jours (période la plus longue testée) chez les souris mâles et pourrait être décrite comme un marqueur biologique de la nociception^38-41. À l’appui que la durée du repas mesure les réponses nociceptives, la nociception peut être réduite par une intervention pharmacologique, ce qui fait revenir la durée de la farine de l’animal à la normale^38,40,41. Cela a également été confirmé lorsque les neurones nociceptifs ont été détruits à l’aide de la capsaïcine; après destruction de nerf la durée de farine d’animaux n’a pas été augmentée après injection de CFA dans le TMJ 40.

Vous trouverez ci-dessous le protocole sur la façon d’obtenir et d’analyser statistiquement les données sur la durée des repas.

Protocol

Dans ce modèle, les rats ou les souris ont reçu de la nourriture et de l’eau ad libitum. Le Texas A&M University Baylor College of Dentistry Institutional Animal Care and Use Committee a approuvé tous les protocoles expérimentaux. Ci-dessous les paramètres spécifiques sont indiqués en italique et sont utilisés spécifiquement pour le modèle d’arthrite de l’ATM chez le rat. Les souris peuvent également être utilisées dans ce modèle et des modèles animaux alternatifs de douleur dentaire et de d…

Representative Results

La durée des repas est un corrélat comportemental de la douleur oro-faciale et des mesures de la durée des repas ont été appliquées aux animaux atteints d’arthrite de l’ATM(figure 2)et de carie dentaire(figure 3). Dans une expérience, des rats ont eu l’arthrite d’ATM après avoir administré une dose élevée de 250 mg de CFA et ce traitement a induit une augmentation significative de la durée des repas pendant 19 jours (Figure 2). Une dose plus faible de…

Discussion

Les patients atteints d’ATM souffrant de douleur orofaciale signalent une douleur accrue avec un temps de mastication accru, de sorte que le cycle de mastication s’allonge plus la personne mâche^45,53-56. Notre test comportemental permet des tests similaires chez les rats et les souris lors de la mesure de la durée du repas³⁹. Une étude récente non publiée a suggéré que l’essai de filament de von Frey ait eu une plus grande sensibilité que des mesures de durée de repas, montrant un cha…

Materials

Animal Monitor software	Med Assoc. Inc	SOF-710	East Fairfield, VT
Dustless Precision Pellets, Rodent, Grain-Based	Bio-Serv	F0165	45 mg pellets, 50,000/box
Dustless Precision Pellets, Rodent, Grain-Based	Bio-Serv	FO163	20 mg pellets
Complete Freund's Adjuvant	Chondrex, Inc.	7001	No loger provides the 5 mg/ml concentration.  Can use CFA from other sources as long as the investigator consistently uses this source