Method Article
Nous avons développé une mesure évoquée de la douleur arthritique et elle couplée avec une méthode normalisée de mesure de la douleur spontanée dans différents modèles murins d’arthrite induite chimiquement. Ces mesures sont sensible et reproductible pour différents types de douleurs articulaires.
La douleur est la principale cause d’invalidité de l’arthrite. Il y a actuellement un besoin non comblé pour les traitements adéquats pour la douleur arthritique. Les modèles précliniques sont nécessaires et utiles pour étudier les mécanismes de la douleur et à l’évaluation de l’efficacité des traitements de l’arthrite. Il est difficile de mesurer la douleur chez des modèles animaux de l’arthrite. Nous avons développé des méthodes pour mesurer la douleur spontanée et évoquée dans trois modèles d’arthrite murine. Nous quantifier les réponses évoquées douleur des souris soumises à une palpation ferme d’un genou douloureux. Nous évaluons également la douleur spontanée par la proportion de poids et la quantité de temps placés sur chacun des 4 membres après l’induction de la douleur de l’arthrite à un genou. Douleurs articulaires dans ces modèles de souris produit une augmentation significative de la douleur évoquée réponses et une altération du roulement de poids. Puisque les souris sont quadrupèdes, ils déchargent le membre douloureux au membre controlatéral, les membres antérieurs, ou une combinaison. Ces méthodes sont simples, requièrent un équipement minimal et sont reproductibles et sensible pour la détection de la douleur. Ils sont utiles pour étudier les modificateurs des traitements de l’arthrite et les analgésiques chez les souris.
La douleur est la principale cause d’invalidité de l’arthrite1,2. Actuellement disponibles analgésiques sont souvent inefficaces, toxiques et potentiellement contribuent au problème de stupéfiants à l’échelle nationale3. La chirurgie n’est pas toujours une option pour arthrite terminale, en particulier les personnes âgées, qui peuvent avoir de multiples comorbidités. Viscosupplémentation et stéroïdes intra-articulaires peuvent être efficaces pour précoce de la maladie mais en général perdent de leur efficacité en fin de maladie de stade4. Il y a un grand besoin non comblé d’efficaces analgésiques pour la douleur de l’arthrite qui ne peuvent être traités avec des traitements actuellement disponibles.
Les modèles précliniques sont utiles pour comprendre le mécanisme d’action des thérapies de la douleur et pour prédire la toxicité limitante, mais la mesure de la douleur chez les animaux est difficile5. Mesures de la douleur peuvent être directe et spontanée (statique ou dynamique en roulement de poids, le pied posture, analyse de la démarche, mouvement spontané et sensibilité mécanique ou thermique) ou indirects/évoquée (test de retrait des membres postérieurs, force de compression du genou ou imagerie cérébrale) 6. pour les formes légères de monoarthritis, analyse de la démarche est insensible et manque de cohérence7. Roulement de poids statique est utile pour mesurer la douleur dans les membres postérieurs de rat, mais peut être difficile chez les souris. Des mesures de sensibilité mécanique comme le critère de von Frey indirectement détecter une sensibilisation de la garniture de pied dans le cadre d’arthrite au genou, mais ne mesurent pas directement une douleur au genou et sont difficiles à effectuer. Force de compression du genou telle que mesurée avec le dispositif de p.a.M. (mesure de la pression demande) peut être utilisé chez les rats, mais le dispositif important est difficile à utiliser chez les souris sans produire des comportements négatifs qui ne reflètent pas nécessairement la douleur8.
Nous avons développé des méthodes pour mesurer la douleur spontanée et évoquée en trois modèles différents d’arthrite murin qui sont sensible et reproductible pour mesurer la sévérité de la douleur et les effets analgésiques des thérapies intra-articulaire9, 10. nous pouvons également établir une corrélation entre soulagement de la douleur avec d’autres marqueurs histologiques de la douleur et l’écran des médicaments expérimentaux qui ne serait pas possibles chez les humains. Nous pouvons évaluer la synergie des analgésiques modestement efficaces pour identifier les thérapies de combinaison plus efficaces. En utilisant des méthodes éprouvées pour douleur fois évoquée et spontanée, nous éviter l’écueil de l’omission d’identifier une douleur qui se reflète dans un type de comportement de la douleur mais pas l’autre et plus étroitement miroir douleur mesure l’homme11. En limitant l’évaluation de la douleur aux deux méthodes, nous réduire le stress sur les animaux, qui peut affecter le comportement de la douleur et maximiser la productivité du laboratoire.
Tous les protocoles et procédures animaux ont été approuvés par le Comité d’urbanisme et de Minneapolis vétérans affaires Health Care System (VAHCS) animalier institutionnel et conforme au « Guide for the Care and use of Laboratory Animals » (National Academic Press, USA) 12.
1. choix des animaux
Remarque : Souris C57Bl6 sont utilisés pour tous les trois modèles de l’arthrite.
2. intra-articulaire injections dans le genou
3. production de l’arthrite
4. mesure de la douleur articulaire évoquée
5. mesure de la douleur articulaire spontanée.
Remarque : Le dispositif Advanced Dynamic poids portant (ADWB) calcule le pourcentage du temps total de que l’animal passe sur chaque branche et le pourcentage du poids total à la charge sur chaque branche.
Aiguës et chroniques douleurs articulaires inflammatoires et chroniques dégénératives a été produit par injection de IA dans le genou gauche de souris mâles et femelles de C57BL/6J avant l’évaluation de la douleur en utilisant le protocole décrit ci-dessus. Douleurs articulaires a été mesurée comme douleur évoquée scores (EPS) et des comportements de douleur spontanée mesurée avec un dispositif de roulement (ADWB) poids dynamique avancée. Aux fins du présent rapport, des comparaisons ont été faites en utilisant le test t de Student. Pour expériences où sont comparés les doses analgésiques, analyse de la variance peut être une comparaison statistique plus appropriée.
EPS (la somme de combats a récolté plus de vocalisations) a augmenté avec les trois types de douleurs articulaires (Figure 1). Mesures ADWB de pourcentage poids portant sur le membre postérieur gauche par rapport aux souris naïves ont été réduits à des douleurs articulaires inflammatoires aiguës et chroniques. Les femelles, mais pas les hommes avec chronique dégénératives commune douleur (COL) ont montré des réductions similaires mesures ADWB (Figure 2A). Les hommes avec des douleurs articulaires inflammatoires aiguës transféré plus de poids aux membres antérieurs que les animaux naïfs. Poids portant sur les membres antérieurs ont augmenté chez les souris femelles par rapport aux naïfs, mais pas chez les hommes avec des douleurs articulaires dégénératives chroniques (COL) (Figure 2B). Mesures ADWB du pourcentage de temps sur la patte gauche touchée a diminué par rapport à la naïve chez des souris avec des douleurs articulaires inflammatoires aiguës et chroniques, mais cela n’était pas statistiquement significative. Ces animaux n’ont dépensé beaucoup moins de temps sur le membre postérieur gauche que sur la patte droite. Chez les mâles et les femelles avec des douleurs articulaires dégénératives chroniques, il n’y avait aucune différence dans le temps passé sur les membres postérieurs gauche par rapport au naïf. Femelles avec des douleurs articulaires dégénératives chroniques passé plus de temps sur la patte droite nonarthritic par rapport aux naïfs (Figure 3A). Souris avec aiguë inflammatoires communes la douleur et les femelles avec des douleurs articulaires dégénératives chroniques passé nettement plus de temps sur les membres antérieurs qu’animaux naïfs (Figure 3B).
Figure 1 . Évoque les scores de la douleur pour les membres postérieurs (colonne rouge) de droite et de gauche (colonne bleue). Droit des membres postérieurs ont servi de témoins internes et n’a pas subi des injections d’IA. On a mesuré dans les conditions suivantes : action naïve (mâles et femelles), inflammatoire induite par le carraghénane arthrite aiguë (voiture), Complete inflammatoire chronique arthrite induite par l’Adjuvant de Freund (ACF) et chronique non inflammatoire Arthrite induite par la collagénase (COL - mâle et femelle). Dans animaux naïfs, l’EPS du genou arrière gauche n’était pas statistiquement différente de la droite dans les mâles et seulement très peu différent chez les femelles (**P = 0,038) probablement en raison de certaines augmenté réponse de douleur dans le genou examiné seconde (gauche) en raison de douleurs crossover réponse. Dans tous les groupes arthritiques le genou gauche arthritique EPS a été significativement plus élevé que le genou droit controlatéral nonarthritic. Lorsque l'on compare l’EPS du genou gauche des groupes de l’arthrite pour animaux naïfs, tous les groupes d’arthrite avaient des scores significativement plus élevées de EPS dans le genou gauche arthritique comparativement à genoux gauche naïve. Cela était vrai chez les mâles et les femelles. P < 0,05 par rapport aux hommes naïfs, #P < 0,05 par rapport aux femmes naïves. Toutes les barres d’erreur sont SEM dans tous les chiffres. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Comportement de douleur spontanée mesurée en pourcentage de poids sur les branches. (A) le comportement spontané de la douleur mesuré par le pourcentage total de poids sur les membres postérieurs (colonne rouge) de droite et de gauche (colonne bleue). Chez les animaux mâles et femelles naïves, il n’y avait aucun différence significative entre le pourcentage poids supporté sur les membres postérieurs gauche et droite. Des souris mâles avec voiture et CFA induit des douleurs articulaires et les femelles avec COL induite par la douleur articulaire alésage significativement moins de poids sur le membre postérieur gauche par rapport à la naïve. P < 0,05 par rapport aux hommes naïfs, #P < 0,05 par rapport aux femmes naïves. Comportement de douleur spontanée (B) mesurée par le pourcentage total de poids placé sur les membres antérieurs. Chez les mâles avec voiture induite des douleurs articulaires aiguës et femelles avec COL induit des douleurs articulaires chroniques, il y avait une augmentation significative d’un montant de poids sur les membres antérieurs. Ce n’était pas considéré chez les mâles avec CFA ou COL induit des douleurs articulaires. Naïfs les femelles tendent à supporter plus de poids sur les membres antérieurs que les mâles naïve (P = 0,02). Poids supplémentaire peut supporté par les autres parties du corps comme la queue ou la croupe. Ceux-ci sont généralement minimes et n’ont pas contribué significativement à la compréhension de la réponse de douleur et n’apparaissent donc pas. P < 0,05 par rapport aux hommes naïfs, #P < 0,05 par rapport à naïve femelle et mâle 4 semaine COL en portantes des membres antérieurs. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 3: comportement de douleur spontanée, mesurée par le pourcentage de temps passé sur les branches. Comportement de douleur spontanée (A) mesuré par le pourcentage de temps total passé sur les membres postérieurs (colonne rouge) de droite et de gauche (colonne bleue). Il n’y avait aucun différence significative entre la droite et à gauche des membres postérieurs chez les souris mâles et femelles naïve en ce qui concerne le temps passé sur le limbe. Des souris mâles avec voiture et CFA provoquée par l’arthrite est apparu à dépenser moins portantes de temps avec les arthritiques patte gauche comparé au naïf, mais cela n’était pas statistiquement significative, et probablement dû à a augmenté la variabilité de cette mesure chez ces souris. Il y avait une différence significative chez ces animaux comparant de droite à gauche comme le membre postérieur droit consacré plus temps total portantes que la gauche. Chez les femmes souffrant d’arthrite induite de COL, la patte droite était portantes une plus grande proportion de temps que chez les femmes naïves. P < 0,05 comparant de droite à gauche, #P < 0,05 par rapport à naïve femelle et mâle 4 semaine COL dans le temps passé sur ses pattes avant. Comportement de douleur spontanée (B) mesurée par le montant total de temps passé sur les membres antérieurs. Chez les sujets souffrant d’arthrite induite de voiture avec COL induite par l’arthrite, les souris a passé significativement plus portantes de temps sur les membres avant que ne les animaux naïfs. Souris naïves femmes passent plus de temps sur les membres antérieurs que les animaux mâles naïf. P < 0,05 par rapport aux hommes naïfs, #P < 0,05 par rapport aux femmes naïves. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Mesure des douleurs articulaires dans les modèles précliniques de l’arthrite inflammatoire et dégénérative est un outil de plus en plus précieux pour évaluer de nouveaux traitements pour la douleur arthritique et pour la restauration de la fonction articulaire9,10. Il est difficile de mesurer les comportements de la douleur chez des souris avec des maladies dégénératives chroniques. Comme les quadrupèdes, ils peuvent décharger un membre douloureux à n’importe quelle combinaison des trois autres membres ou de la queue. Diminution de la fonction dans une branche ne s’affichent pas comme évidemment que c’est chez l’homme bipède. Comme animaux de proies, les souris ont un avantage de survie afin de minimiser les comportements de la douleur.
Ce rapport démontre que des douleurs articulaires de différents mécanismes pathologiques peuvent être mesurées chez les souris des méthodes simples et relativement peu coûteux. Douleurs articulaires inflammatoires provoque des changements plus portant le temps et la répartition du poids et peuvent donc être un modèle plus sensible pour la détection de l’analgésie. Toutefois, les autres modèles de douleurs articulaires sera importants lors de l’évaluation de nouveaux analgésiques possibles car les mécanismes de déclenchement de la douleur et l’entretien sont susceptibles différent avec une pathologie différente. Nous avons constaté des différences dans les profils de déchargement entre hommes et femmes et entre les différents modèles de la douleur arthritique.
Il est important de reconnaître qu’il peut être de souche ainsi que sexe différences dans le comportement de la douleur en souris14,15,16. On sait aussi qu’il y a des différences distinctes de la souche dans des seuils de douleur. Nous avons constaté que chez les souris C57/Bl6, femelles démontré significativement plus spontané douleur des comportements (augmentation du poids et le temps sur ses pattes avant) que les souris mâles avec des douleurs articulaires dégénératives chroniques (Figure 2 et Figure 3). On n’a pas déterminé la phase d’oestrus chez ces souris mâle, donc nous ne pouvons pas dire si cela a eu un effet sur nos résultats, mais d’autres ont déterminé cette phase d’oestrus n’a pas expliqué les différences entre les sexes observés dans de souris C57/Bl617.
Comportement de douleur évoquée est sensible à tous les types de douleurs articulaires testé et a bonne reproductibilité. Il est crucial que l’examinateur est formé pour livrer la pression uniforme et normalisé de palpation et utilisent des méthodes cohérentes retenue permet à la gamme du comportement de la douleur pour détecter la douleur et analgésie. Il est important de toujours examiner le genou normal tout d’abord pour minimiser la réponse de douleur dans le genou normal en raison d’un effet de filtre passif et maximiser la différence de réponse douloureuse du genou normal et douloureux. À l’aide d’un deuxième observateur à compiler les réponses de douleur qui composent l’EPS est nécessaire afin que l’examinateur met l’accent sur la palpation cohérente et afin que les vocalises et les combats sont toujours comptés. Il peut être nécessaire de pratiquer la méthode retenue en particulier pour s’assurer que l’animal peut réagir de façon adéquate à la douleur, mais ne réagit pas trop facilement afin de diluer la réponse de douleur. Des avantages de la mesure de l’EPS, c’est qu’il est analogue à la mesure commune tendresse chez des patients humains.
Nous pensons que ces méthodes sont supérieures aux méthodes existantes qu’ils mesurent directement la douleur provenant de l’articulation du genou, des souris, ils peuvent être utilisés dans différents modèles de monoarthritis douleur, ils comprennent les deux réponses de douleur spontanée et évoquée et sont relativement peu coûteux mais fiable et reproductible. Comme thérapies sont développés afin de mieux traiter l’arthrite, ces méthodes seront utiles pour confirmer si les traitements sont réellement efficaces pour le résultat plus invalidante de l’arthrite, douleur.
Nos méthodes ont certaines limites. Principalement, la mesure de l’EPS est limitée par l’exigence d’un seul examinateur et observateur et la nécessité d’une technique très cohérent. Les mesures évoquées douleur sont plus automatisés et ne sont pas sous réserve des différences inter observateur. Affinement de la mesure de l’EPS peut inclure des méthodes automatisées pour compter les vocalisations en réponse à la palpation, telles que l’utilisation d’un détecteur d’ultrasons chauve-souris pour compter les vocalisations. Cette méthode devrait être comparé à notre méthode actuelle pour confirmer la sensibilité et la spécificité avant elle pourrait être largement mis en œuvre.
En résumé, nous décrivons deux mesures de comportement différentes douleurs pour quantifier les douleurs articulaires chez les souris. Les différences entre les sexes et de la souche doivent considérer avant de choisir un modèle expérimental. Mesure de la douleur évoquée nécessite formation attentive et mise en œuvre cohérente par l’examinateur. Les deux comportements spontanés et évoqués douleur sont recommandés pour évaluer la sévérité de la douleur et la limitation fonctionnelle et doivent être utilisés pour évaluer pleinement les effets de nouveaux analgésiques potentiels.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Financé par le ministère des anciens combattants affaires MERIT award 2 I01 RX000379-05.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Advanced Dynamic Weightbearing Device | Bioseb In Vivo Research Instruments, Vitrolles, France | Model: BIO-DWB-M - For mice | |
C57/Bl6 mice (male and female) | Jackson Labs, Bar Harbor ME | Stock No: 000664 | Black 6 | |
Carrageenan | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 22049-5G-F | |
Complete Freund's Adjuvant | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | F5881 | |
Palpometer | Palpometer Systems, Inc. Victoria, B.C | Not available - no longer in business | |
Type IV Collagenase | Worthington Biomedical Corp, Lakeville, NJ | LS004210 |
Demande d’autorisation pour utiliser le texte ou les figures de cet article JoVE
Demande d’autorisationThis article has been published
Video Coming Soon