Tests comportementaux à haut débit sur le vieillissement et la durée de vie à l’aide de la machine Lifespan

Résumé

La plateforme d’imagerie « The Lifespan Machine » automatise l’observation à vie de grandes populations. Nous montrons les étapes nécessaires pour effectuer des tests de durée de vie, de résistance au stress, de pathogenèse et de vieillissement comportemental. La qualité et l’étendue des données permettent aux chercheurs d’étudier les interventions dans le vieillissement malgré la présence de variations biologiques et environnementales.

Résumé

Les animaux génétiquement identiques maintenus dans un environnement constant présentent une large distribution de la durée de vie, reflétant un grand aspect stochastique non génétique du vieillissement conservé dans tous les organismes étudiés. Cette composante stochastique signifie que pour comprendre le vieillissement et identifier les interventions efficaces qui prolongent la durée de vie ou améliorent la santé, les chercheurs doivent surveiller simultanément de grandes populations d’animaux de laboratoire. L’évaluation manuelle traditionnelle de la mort limite le débit et l’échelle requis pour les tests d’hypothèses à grande échelle, ce qui a conduit au développement de méthodes automatisées pour les tests de durée de vie à haut débit. La Lifespan Machine (LSM) est une plate-forme d’imagerie à haut débit qui combine des scanners à plat modifiés avec un logiciel personnalisé de traitement d’images et de validation des données pour le suivi à vie des nématodes. La plateforme constitue une avancée technique majeure en générant des données de durée de vie hautement résolues temporellement à partir de grandes populations d’animaux à une échelle sans précédent et avec une précision statistique et une exactitude égales à des tests manuels effectués par des chercheurs expérimentés. Récemment, le LSM a été développé pour quantifier les changements comportementaux et morphologiques observés au cours du vieillissement et les relier à la durée de vie. Ici, nous décrivons comment planifier, exécuter et analyser une expérience automatisée de durée de vie à l’aide du LSM. Nous soulignons en outre les étapes critiques nécessaires à la collecte réussie de données comportementales et à des courbes de survie de haute qualité.

Introduction

Le vieillissement est un processus complexe et multidimensionnel caractérisé par un déclin de la fonction physiologique d’un organisme, ce qui entraîne une augmentation du risque de maladie et de décès au fil du temps¹. La durée de vie, mesurée comme le temps écoulé entre la naissance ou le début de l’âge adulte jusqu’à la mort, fournit un résultat sans ambiguïté du vieillissement² et une approximation indirecte mais rigoureusement quantitative pour mesurer le taux relatif de vieillissement entre les populations³. Les études sur le vieillissement dépendent souvent de mesures précises de la durée d....

Protocole

1. Configuration logicielle et matérielle requise

1. Scanners à plat : En principe, le LSM peut être mis en œuvre à l’aide d’une variété d’appareils d’imagerie. Des instructions détaillées pour les modifications du scanner et la mise au point sont disponibles ailleurs¹³. Le matériel LSM est illustré à la figure supplémentaire 1.
2. Outils d’analyse de données : le logiciel LSM comporte trois composants interactifs : un progiciel de contrôle de scanner basé sur Linux, un progiciel de gestion des métadonnées basé sur un navigateur Web et un progiciel d’analyse d’images client Windows et Linux. Repor....

Discussion

Ici, nous fournissons un protocole détaillé et accessible pour effectuer une expérience à l’aide de la dernière version de la Lifespan Machine. Nous avons montré que l’étape critique pour obtenir des courbes de survie bien résolues est l’exclusion manuelle des objets non-vermifuges lors de l’acquisition post-image. L’annotation manuelle de l’heure de décès a un faible effet sur la forme globale des courbes de survie, ce qui démontre que l’estimation entièrement automatisée de l’heure de déc?.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
1-Naphtaleneacetic  acid (Auxin)	Sigma	N0640	Solubilize Auxin in 1M potassium hydroxide and add into molten agar
5-fluoro-2-deoxyuridine (FUDR)	Sigma	F0503	27.5 μg/mL of FUDR was used to eliminate progeny from populations on UV-inactivated bacteria
Glass cleaner	Kristal-M	QB-KRISTAL-M125ml
Hydrophobic anti-fog glass treatment	Rain-X Scheibenreiniger	C. 059140
Rubber matt	Local crafstman		Cut on a high-strength EPDM rubber sheet stock
Scanner glass	Local hardware supplier		9" x 11.5" inch glass sheet
Scanner plates	Life Sciences	351006	50 mm x 9 mm, polystyrene petri dish
USB Reference Thermometer	USB Brando	ULIFE055500	For calibrating temperature of scanners