Mesure progressive neurologique invalidité dans un modèle murin de la sclérose en plaques
Summary
An optimized testing protocol is presented in this paper for the Rotarod performance test, used for measuring progressive neurological disability in TMEV-infected mice.
Abstract
After intracerebral infection with the Theiler’s Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating disease, with clinical features similar to the progressive forms of multiple sclerosis (MS). The mice show progressive disability with loss of motor and sensory functions, which can be assessed with multiple apparatuses and protocols. Among them, the Rotarod performance test is a very common behavioral test, its advantage being that it provides objective measurements, but it is often used assuming that it is straightforward and simple. In contrast to visual scoring systems used in some models of MS, which are highly subjective, the Rotarod test generates an objective, measurable, continuous variable (i.e., length of time), allowing almost perfect inter-rater concordances. However, inter-laboratory reliability is only achieved if the various testing parameters are replicated. In this manuscript, recommendations of specific testing parameters, such as size, speed, and acceleration of the rod; amount of training given to the animals; and data processing, are presented for the Rotarod test.
Introduction
Murins encéphalomyélite virus de Theiler (TMEV) est un virus à ARN simple brin neurotrope qui infecte la persistance du système nerveux central murin (CNS). Chez les souris sensibles, l'infection par TMEV provoque, une maladie démyélinisante à médiation immunitaire chronique progressive, connue comme la maladie démyélinisante TMEV induite (TMEV-IDD). L'infection expérimentale de souris prend une évolution de la maladie ressemblant à celle observée dans les formes progressives de la sclérose en plaques (SEP). TMEV-IDD est caractérisée par deux phases distinctes: la phase aiguë et la phase chronique. La phase aiguë est une légère, généralement subclinique encéphalite 1,2. La deuxième phase, chronique, commençant environ un mois après l' infection, se compose d'un handicap à évolution lente caractérisée par une démyélinisation, l' inflammation et des lésions axonales 1,2. La faiblesse observée chez les souris est associée à la spasticité et, parfois, des spasmes toniques sévères.
Parce qu'il n'y a pas actuellement medications pour améliorer l'invalidité progressive chez les patients, les chercheurs sont particulièrement attirés par TMEV-IDD, qui représente un modèle animal optimal pour surveiller l'impact des médicaments modificateurs de la maladie sur la progression de la maladie. Cependant, chez la souris, ainsi que chez les patients atteints de sclérose en plaques, la surveillance de la progression de l'invalidité nécessite une observation clinique continue pendant des périodes de temps prolongées. Chez les souris, la surveillance à long terme pour la progression du handicap peut être accompli avec le test de performance Rotarod.
Le test de performance Rotarod est un test de comportement standard qui évalue les fonctions motrices associées telles que la coordination, l'équilibre et la fatigue chez les rongeurs. Les souris doivent garder leur équilibre sur une tige tournante, qui tourne à l'accélération continue; le temps de latence à l'automne de cette tige est enregistrée. Les animaux atteints de troubles neurologiques sont incapables de rester sur la tige de rotation aussi longtemps que les contrôles, et ils tombent normalement quand la vitesse de rotation est supérieure à leurla capacité du moteur. La perte de valeur plus neurologique que les animaux ont, plus vite ils tombent hors de la tige, et plus le temps de latence est.
L'avantage du test Rotarod sur les systèmes traditionnels de notation visuelle est qu'il génère un objectif, mesurable variable le temps de latence, qui peut finalement être utilisée pour des analyses statistiques pour quantifier les effets des thérapies et des procédures expérimentales 3.
Dans le laboratoire de neuro – immunologie (LONI) à Dartmouth, les souris sont soumises à un protocole d'adaptation, où ils sont testés avant l'infection TMEV afin de les familiariser avec la machine et d'évaluer leur «base» de la coordination de l' équilibre normal et le contrôle moteur 4, 5. Une fois la ligne de base est établie et les souris sont infectées par le TMEV, ils sont testés une fois ou deux fois par semaine sur une période de plusieurs mois. Le protocole de test réel dure en moyenne 150 jours, permettant ainsi une évaluation dele déclin de l'équilibre, la coordination et le contrôle du moteur pendant toute la durée de la maladie démyélinisante.
Plusieurs centaines de TMEV-IDD et faux-souris traitées ont été testées à ce jour pour le dysfonctionnement neurologique à Dartmouth. Ces souris avaient reçu divers traitements immunomodulateurs, mais aucun agent pharmacologique n'a été trouvé pour être efficace dans l' amélioration de la progression du handicap 6,7. Le présent article et le protocole lié décrivent comment caractériser l'atteinte neurologique progressive affichée par les souris TMEV-IDD. En particulier, le protocole propose des recommandations de paramètres de test spécifiques jugées généralement appropriées pour étudier le handicap neurologique chez les souris TMEV-IDD en utilisant le test Rotarod. Cette procédure fournit une base de référence pour évaluer (1) la pertinence de ce modèle de souris pour la SP progressive et (2) son utilité pour tester les thérapies visant à traiter les maladies neurologiques progressives telles que la sclérose en plaques. De toute évidence, laRotarod test de performance et le protocole des paramètres de test optimisés et en cours ne sont pas seulement utiles à la détection de handicap neurologique progressive dans le modèle de la souris TMEV-IDD, mais sont également utiles dans la découverte de déficiences dans d'autres modèles viro-induits et / ou souris génétique des maladies neurodégénératives.
Protocol
Representative Results
Discussion
Malgré certaines limites, le test de performance Rotarod représente un outil important pour l'évaluation de la fonction motrice et le dysfonctionnement dans TMEV-IDD ainsi que l'effet des interventions pharmacologiques sur la progression du handicap chez les souris.
Le test Rotarod a été décrite pour la première en 1957 comme un outil de mesure des déficits neurologiques chez les rongeurs 11. Rongeurs doivent marcher sur une tige tournante, avec l'augmentation …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank the staff of the Center for Comparative Medicine and Research (CCMR) at Dartmouth for their expert care of the mice used for these studies. The authors also acknowledge Emily Clough for her excellent administrative support.
Materials
| Mice SJL/JCrHsd 4 to 6 week old | Envigo | #052 | |
| TMEV virus stock | |||
| Isoflurane vaporizer | Harvard Apparatus | #340471 | |
| Insulin Syringes U- 100 29g x 0.5cc | BD | #328203 | |
| Rotamex-5 4 Lane Rota-Rod for Mice with RS-232 and Software | Columbus Instruments | #0890M |
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