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Method Article
Des méthodes d’induction simple et rapide d’un modèle de mal de dos chez la souris sont fournies ici à l’aide d’une injection intraligamentaire d’activateur urinaire du plasminogène.
Un modèle de lombalgie persistante peut être induit chez la souris avec la méthodologie simple décrite ici. Des méthodes étape par étape pour l’induction simple et rapide d’un modèle de mal de dos persistant chez la souris sont fournies ici à l’aide d’une injection d’activateur de plasminogène de type urokinase (urokinase), une protéase à sérine présente chez l’homme et d’autres animaux. La méthodologie d’induction de la lombalgie persistante chez la souris implique une simple injection d’urokinase le long de la région d’insertion ligamentaire de la colonne lombaire. L’agent inflammatoire urokinase active le plasminogène en plasmine. En règle générale, le modèle peut être induit en 10 minutes et l’hypersensibilité persiste pendant au moins 8 semaines.
L’hypersensibilité, les troubles de la marche et d’autres mesures standard de type anxiété et dépression peuvent être testés dans le modèle persistant. Le mal de dos est le type de douleur le plus répandu. Pour améliorer la sensibilisation aux maux de dos, l’Association internationale pour l’étude de la douleur (IASP) a nommé 2021 « Année mondiale sur les maux de dos » et 2022 « Année mondiale pour la traduction des connaissances sur la douleur en pratique ». L’une des limites de l’avancement thérapeutique de la thérapie de la douleur est le manque de modèles appropriés pour tester la douleur persistante et chronique. Les caractéristiques de ce modèle sont adaptées pour tester des thérapies potentielles visant à réduire les maux de dos et leurs caractéristiques auxiliaires, contribuant ainsi à la désignation de 2022 par l’IASP comme l’Année mondiale de l’application des connaissances sur la douleur à la pratique.
La lombalgie est l’une des causes les plus fréquentes d’invalidité, avec 1 personne sur 5 qui en souffre dans le monde1. Malgré ces efforts, peu de modèles animaux fiables de maux de dos sont couramment utilisés dans la recherche animale dans le domaine de la douleur, en particulier chez la souris. Les modèles précédents utilisaient presque exclusivement des rats pour l’induction de maux de dos chroniques (CBP) tels que ceux induits par l’injection d’un activateur urinaire du plasminogène (uPA) dans l’articulation facettaire lombaire 2,3, l’injection de facteur de croissance nerveuse (NGF) dans la musculature du tronc4, ou d’iodoacétate monosodique (MIA)5 ou d’interleukine-1bêta6 injection dans le disque intravertébral. Bien sûr, les rats sont préférés pour ces modèles, principalement en raison de leur plus grande taille et de leur facilité d’accès pour l’injection d’agents inflammatoires.
Pour être clair, il existe des modèles murins de maux de dos, tels que le modèle murin de dégénérescence du disque intervertébral SPARC-null utilisé depuis de nombreuses années7, mais ils sont plus coûteux et plus longs à établir que les modèles basés sur l’injection. Une étude récente sur la souris a établi un modèle de douleur au bas du dos en combinant l’injection de NGF dans les muscles du bas du dos avec un stress de contention chronique verticale8. Dans le protocole suivant, nous avons adapté le modèle CBP induit par l’uPA à partir de rats pour la souris2. L’hypersensibilité s’établit en 1 semaine et persiste jusqu’à 6 à 8 semaines. De plus, nous établissons que les souris développent des comportements anxieux et dépressifs. Compte tenu de la prévalence des maux de dos et de l’utilisation plus courante de souris dans la recherche moléculaire sur la douleur, ce modèle durable est facilement établi pour être utilisé dans le développement de nouvelles stratégies de traitement pour soulager les maux de dos.
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Toutes les procédures décrites sur les animaux sont conformes au Guide des NIH pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire. Les études ont été approuvées par le comité local de soins et d’utilisation en établissement (IACUC #23-201364-HSC) du Centre des sciences de la santé de l’Université du Nouveau-Mexique. Toutes les études sont conformes aux politiques énoncées dans le cadre de l’assurance de conformité du BALAW (A3002-01) sur l’utilisation d’animaux dans la recherche, tel qu’il est décrit dans la partie III. II. Assurances et certifications. Les animaux sont hébergés dans les installations d’hébergement du Centre de ressources animales (CRA) entretenues par le personnel du laboratoire et le personnel de la Division des ressources de laboratoire et des animaux (DLAR). La méthode d’euthanasie (100 μL d’injection de pentobarbital à 59 mg/mL) est rapide et fiable et permet la dissection et le prélèvement de divers tissus pour des recherches plus approfondies.
1. Animaux
2. Induction du modèle
Figure 1 : Configuration de l’induction de l’urokinase CBP. (A) La plaque de base Fine Science Tools recommandée pour les chirurgies de la souris. Les bords nervurés peuvent avoir une ficelle accrochée pour maintenir la souris en place. (B) Station de récupération. Il est recommandé d’utiliser une cage de boîtier vide, à moitié sur le coussin chauffant, à moitié éteinte. Un chiffon propre est placé sur le fond pour donner à la souris une zone de repos confortable. (C) Recommandation de configuration de l’appareil d’anesthésie. À l’aide d’un système d’administration à deux canaux, installez un tuyau vers la chambre d’induction et un autre vers le poste de chirurgie. (D) Une vue des dispositifs de retenue des souris. Deux cordes sont nouées sur les bords nervurés de la plaque de base, puis tirées doucement sur le manche et l’arrière de la souris respectivement. Assurez-vous de ne pas trop retenir la souris pour qu’elle puisse continuer à respirer normalement. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Induction de la CBP par injection d’urokinase. (A) Vue de l’emplacement du site d’injection. Comme illustré, tâtez avec les doigts pour trouver le bas de la cage thoracique de la souris pour un point de référence pour L4-L5. (B) Une vue du processus d’injection, montrant l’angle d’injection approprié. (C) Un angle de 45° est préférable ici, mais ajustez au besoin pour vous assurer que l’aiguille arrive là où elle doit aller. Si nécessaire, rasez le site d’injection pour une meilleure visualisation. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Schéma du site d’injection. (A) Une photographie de l’emplacement du site d’injection. L’encre est utilisée ici pour indiquer où le liquide entrera dans le ligament interépineux entre les vertèbres L2 et L3. (B) Un schéma montrant le bon positionnement de l’aiguille et l’emplacement du site d’injection, vu de côté. (C) Un schéma montrant une vue de haut en bas des vertèbres et des sites d’injection des ligaments interépineux. Les injections se font généralement sur les ligaments interépineux à côté de la colonne vertébrale, mais l’aiguille peut également être insérée dans l’espace entre les vertèbres et les vertèbres intertransverses. L’utilisation d’un colorant bleu dans les essais pilotes est recommandée, comme indiqué en (A). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
3. Tests comportementaux
Figure 4 : Hypersensibilité mécanique et thermique suite à l’induction du CBP. La douleur est mesurable une semaine après l’induction du modèle et persiste pendant 8 semaines. (A) Critère de von Frey. Le test de seuil mécanique est effectué avec des filaments von Frey appliqués sur le repose-pieds à travers une table supérieure en maille avec la méthode haut-bas comme indiqué ici sur une période de 4 semaines. Le seuil du mâle naïf (vert) est caché sous la ligne bleue pour les souris femelles naïves. Les souris CBP (n = 4 mâles, 4 femelles) ont montré une sensibilité mécanique significativement accrue par rapport aux témoins naïfs (n = 2 mâles, 2 femelles). Une ANOVA bidirectionnelle (test de comparaisons multiples de Dunnett) a été réalisée sur ces données : n = 4 par groupe. Dans les analyses post-hoc, l’ajustement de Bonferroni à toutes les valeurs de P pour les comparaisons semaine par semaine du CBP par rapport à Naïve a donné les 11 valeurs < 0,0011. p < 0,0001. (B) Critère de Hargreaves. Le seuil de chaleur a été testé sur le repose-pieds avec le test de Hargreaves (50 °C). Les souris CBP (n = 12 mâles, 12 femelles) ont montré une sensibilité à la chaleur significativement accrue par rapport aux témoins naïfs (n = 6 mâles, 6 femelles). Le test t bilatéral de Mann-Whitney a été effectué pour tester la signification (p < 0,0001). (C) Sensibilité au froid. L’essai de la sonde froide a été effectué en plaçant des souris sur l’appareil à plaque froide refroidi à -9 °C. La latence de retrait a été enregistrée comme le temps en secondes entre le placement de la souris sur l’appareil et le moment où la souris commence à soulever, à lécher ou à secouer le pied. Dans les données présentées, une sonde froide refroidie à -9 °C a été placée sous la patte arrière de la souris pendant que la souris est en cage au sommet d’un grillage. Toutes les souris ont été testées 1 à 3 semaines après l’injection. Les souris CBP (n = 4 mâles, 6 femelles) ont montré une sensibilité au froid significativement accrue par rapport aux témoins naïfs (n = 2 mâles, 4 femelles). Le test t bilatéral de Mann-Whitney a été effectué pour tester la signification (p = 0,0002). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
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Tests comportementaux liés à la nociceptivité et analyse des données
Mesures évoquées
L’hypersensibilité sur le coussinet plantaire se développe dans la journée suivant l’injection d’urokinase. En 1 semaine, le seuil de sevrage est significativement diminué et persiste jusqu’à l’euthanasie ; c’est ce que montre la semaine postopératoire 4 (Figure 4A). La latence de retrait des pattes est analysée à l’aide de la méthode de v...
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Ce modèle de mal de dos chronique est simple à induire, et l’hypersensibilité établie en 1 semaine peut durer jusqu’à (et peut-être au-delà) 8 semaines. Cela permet une étude précise de l’état de douleur chronique, contrairement à d’autres modèles aigus qui ne durent qu’une semaine ou deux. Bien que nous montrions le modèle chez la souris, le modèle CBP induit par l’uPA peut également être établi chez le rat2. L’un des avantages du modèle est que l’évolution prol...
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Les auteurs déclarent qu’il n’y a pas d’intérêts financiers concurrents. KNW reconnaît avoir consulté de manière non rémunérée NeuroChronix, Bessor Pharma et USA Elixeria BioPharm, Inc.
La subvention a été fournie par NIH HEAL UG3 NS123958. Les installations d’hébergement ont été inspectées et accréditées par l’AAALAC. Les animaux étaient hébergés dans les locaux du Centre des ressources animales (ARC) entretenus par le personnel du laboratoire et le personnel de la Division des ressources de laboratoire et des animaux (DLAR). Les procédures de test comportemental sont des méthodes standard dans le domaine, approuvées par l’American Pain Society et l’Association internationale pour l’étude de la douleur. La méthode d’euthanasie est conforme aux recommandations du groupe d’experts sur l’euthanasie de l’American Veterinary Medical Association.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Animals and Consumables | |||
70% ethanol | Local Source | ||
BALB/c mice | Envigo | 20-25 g | |
Cotton balls | Fisher Scientific | 19-090-702 | |
Cotton-tipped applicators | Fisher Scientific | 19-062-616 | |
Isoflurane inhalant anesthetic | MedVet | RXISO-250 | |
Labeling tape | Fisher Scientific | NGFP7002 | |
Nitrile exam gloves | Fisher Scientific | ||
Oxygen tank | Local Source | ||
Surgical drape, Steri-Drape Utility Sheet, Absorbent Prevention | VWR | 76246-788 | cut into 15 x 15 cm pieces |
Tygon tubing with 3 mm inner diameter | Grainger | 22XH87 | |
Equipment | |||
#11 carbon steel scalpel blades | VWR | 21909-612 | |
Anesthesia induction chamber | Summit Medical Equipment Company | AS-01-0530-LG | |
Autoclave | Local Unit | ||
Biology Dumont #5 forceps | Fine Science Tools | 11252-30 | |
Glass bead sterilizer Germinator 500 | VWR | 102095-946 | |
IITC Life Sciences Series 8 Model PE34 Hot/Cold Plate Analgesia Meter | IITC | PE34 | |
Integra Miltex cotton & dressing pliers | Safco Dental Supply | 66-317 | |
OPTIKA CL31 double arm LED illuminator | New York Microscope Company | OPCL-31 | |
Plantar Test System with InfraRed Emitter, i. e. Hargreaves Apparatus | Ugo Basile | 37370-001 and 37370-002 | |
Scalpel Handle No. 3 | VWR | 25607-947 | |
Small animal heating pad | Valley Vet Supply | 47375 | |
Student Vannas spring scissors, straight blade | Fine Science Tools | 91500-09 | |
Table top animal research portable anesthesia workstation “PAM” | Patterson Scientific | AS-01-0007 | |
Von Frey Filaments | Ugo Basile | 37450-275 |
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