Name: assessing functional performance in the mdx mouse model
Uploaded: 2014-03-27T21:45:00
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Nous tenons à remercier Margriet Hulsker pour son aide photographique et d&#39;aider à obtenir des images de la souris et les examinateurs pour leurs commentaires très constructifs. Ce travail a été soutenu par ZonMw, TREAT-NMD (numéro de contrat LSHM-CT-2006-036825) et la Duchenne Parent Project.

Les expériences décrites ici ont été approuvés par le Comité d&#39;éthique animale (DEC) de la Leiden University Medical Center (LUMC). Les souris ont été élevés par l&#39;animalerie du LUMC et gardés dans des cages individuellement ventilées avec 12 h de lumière de cycles sombres. Ils ont eu accès à volonté à l&#39;eau et une nourriture standard. Lors de l&#39;un des tests fonctionnels décrits ci-dessous, les conditions expérimentales doivent être strictement c...

<ol>
	<li>Blake, D. J., Weir, A., Newey, S. E., Davies, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Function+and+genetics+of+dystrophin+and+dystrophin-related+proteins+in+muscle.">Function and genetics of dystrophin and dystrophin-related proteins in muscle.</a> Physiol. Rev. 82, 291-329 (2002).</li><li>Hoffman, E. P., Brown, R. H., Kunkel, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dystrophin:+the+protein+product+of+the+Duchenne+muscular+dystrophy+locus.">Dystrophin: the protein product of the Duchenne muscular dystrophy locus.</a> Cell. 51, 919-928 (1987).</li><li>Bushby, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnosis+and+management+of+Duchenne+muscular+dystrophy,+part+1:+diagnosis,+and+pharmacological+and+psychosocial+management.">Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 1: diagnosis, and pharmacological and psychosocial management.</a> Lancet Neurol. 9, 77-93 .</li><li>Bulfield, G., Siller, W. G., Wight, P. A., Moore, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X+chromosome-linked+muscular+dystrophy+(mdx)+in+the+mouse.">X chromosome-linked muscular dystrophy (mdx) in the mouse.</a> Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 81, 1189-1192 (1984).</li><li>Bowles, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+1+gene+therapy+for+Duchenne+muscular+dystrophy+using+a+translational+optimized+AAV+vector.">Phase 1 gene therapy for Duchenne muscular dystrophy using a translational optimized AAV vector.</a> Mol. Ther. 20, 443-455 (2012).</li><li>Cirak, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exon+skipping+and+dystrophin+restoration+in+patients+with+Duchenne+muscular+dystrophy+after+systemic+phosphorodiamidate+morpholino+oligomer+treatment:+an+open-label,+phase+2,+dose-escalation+study.">Exon skipping and dystrophin restoration in patients with Duchenne muscular dystrophy after systemic phosphorodiamidate morpholino oligomer treatment: an open-label, phase 2, dose-escalation study.</a> Lancet. 378, 595-605 .</li><li>Goemans, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systemic+administration+of+PRO051+in+Duchenne's+muscular+dystrophy.">Systemic administration of PRO051 in Duchenne's muscular dystrophy.</a> N. Engl. J. Med. 364, 1513-1522 (2011).</li><li>Malik, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gentamicin-induced+readthrough+of+stop+codons+in+Duchenne+muscular+dystrophy.">Gentamicin-induced readthrough of stop codons in Duchenne muscular dystrophy.</a> Ann. Neurol. 67, 771-780 (2010).</li><li>Skuk, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+test+of+a+&amp;#34;high-density+injection&amp;#34;+protocol+for+myogenic+cell+transplantation+throughout+large+volumes+of+muscles+in+a+Duchenne+muscular+dystrophy+patient:+eighteen+months+follow-up.">First test of a &amp;#34;high-density injection&amp;#34; protocol for myogenic cell transplantation throughout large volumes of muscles in a Duchenne muscular dystrophy patient: eighteen months follow-up.</a> Neuromuscul. Disord. 17, 38-46 (2007).</li><li>van Putten, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+3+months+mild+functional+test+regime+does+not+affect+disease+parameters+in+young+mdx+mice.">A 3 months mild functional test regime does not affect disease parameters in young mdx mice.</a> Neuromuscul. Disord. 20, 273-280 (2010).</li><li>De Luca, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gentamicin+treatment+in+exercised+mdx+mice:+Identification+of+dystrophin-sensitive+pathways+and+evaluation+of+efficacy+in+work-loaded+dystrophic+muscle.">Gentamicin treatment in exercised mdx mice: Identification of dystrophin-sensitive pathways and evaluation of efficacy in work-loaded dystrophic muscle.</a> Neurobiol. Dis. 32, 243-253 (2008).</li><li>Radley-Crabb, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+single+30min+treadmill+exercise+session+is+suitable+for+'proof-of+concept+studies'+in+adult+mdx+mice:+A+comparison+of+the+early+consequences+of+two+different+treadmill+protocols.">A single 30min treadmill exercise session is suitable for 'proof-of concept studies' in adult mdx mice: A comparison of the early consequences of two different treadmill protocols.</a> Neuromuscul. Disord. , (2011).</li><li>van Putten, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+low+levels+of+dystrophin+on+mouse+muscle+function+and+pathology.">The effects of low levels of dystrophin on mouse muscle function and pathology.</a> PLoS.One. , (2012).</li><li>Willmann, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancing+translation:+Guidelines+for+standard+pre-clinical+experiments+in+mdx+mice.">Enhancing translation: Guidelines for standard pre-clinical experiments in mdx mice.</a> Neuromuscul. Disord. 1, 43-49 (2011).</li><li>Connolly, A. M., Keeling, R. M., Mehta, S., Pestronk, A., Sanes, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three+mouse+models+of+muscular+dystrophy:+the+natural+history+of+strength+and+fatigue+in+dystrophin-,+dystrophin/utrophin-,+and+laminin+alpha2-deficient+mice.">Three mouse models of muscular dystrophy: the natural history of strength and fatigue in dystrophin-, dystrophin/utrophin-, and laminin alpha2-deficient mice.</a> Neuromuscul. Disord. 11, 703-712 (2001).</li><li>Rafael, J. A., Nitta, Y., Peters, J., Davies, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+of+SHIRPA,+a+mouse+phenotypic+assessment+protocol+on+Dmd(mdx)+and+Dmd(mdx3cv)+dystrophin-deficient+mice.">Testing of SHIRPA, a mouse phenotypic assessment protocol on Dmd(mdx) and Dmd(mdx3cv) dystrophin-deficient mice.</a> Mamm. Genome. 11, 725-728 (2000).</li><li>Chapillon, P., Lalonde, R., Jones, N., Caston, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+development+of+synchronized+walking+on+the+rotorod+in+rats.+Effects+of+training+and+handling.">Early development of synchronized walking on the rotorod in rats. Effects of training and handling.</a> Behav. Brain Res. 93, 77-81 (1998).</li><li>Massett, M. P., Berk, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain-dependent+differences+in+responses+to+exercise+training+in+inbred+and+hybrid+mice.">Strain-dependent differences in responses to exercise training in inbred and hybrid mice.</a> Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 288, 1006-1013 (2005).</li><li>Lerman, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+variability+in+forced+and+voluntary+endurance+exercise+performance+in+seven+inbred+mouse+strains.">Genetic variability in forced and voluntary endurance exercise performance in seven inbred mouse strains.</a> J. Appl. Physiol. 92, 2245-2255 (2002).</li><li>Sharp, P. S., Jee, H., Wells, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+characterization+of+muscle+strength+with+variable+levels+of+dystrophin+restoration+in+mdx+mice+following+local+antisense+therapy.">Physiological characterization of muscle strength with variable levels of dystrophin restoration in mdx mice following local antisense therapy.</a> Mol. Ther. 19, 165-171 (2011).</li><li>Klein, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+in+vivo+assessment+of+muscle+impairment+in+the+mdx+mouse+model--a+comparison+of+two+common+wire+hanging+methods+with+two+different+results.">Noninvasive in vivo assessment of muscle impairment in the mdx mouse model--a comparison of two common wire hanging methods with two different results.</a> J. Neurosci. Methods. 203, 292-297 (2012).</li></ol>

Les tests fonctionnels présentés ici sont reproductibles, faciles à réaliser et applicable au type sauvage et une souris dystrophique indépendamment de leur âge. Les tests fournissent des outils utiles pour pré clinique évaluer la fonction musculaire, la force, l&#39;état et la coordination. Quand tester les effets d&#39;un composé sur l&#39;histoire naturelle de la maladie, les tests non invasifs décrits ici (force préhension des membres antérieurs, les deux tests suspendus et le test de la tige tournante)...

Dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est la maladie neuromusculaire la plus fréquente chez les garçons nouveau-nés 1:5000. Cette maladie du dépérissement musculaire sévère et progressive est causée par des mutations dans le gène DMD qui perturbent le cadre de lecture ouvert et empêchent la synthèse de la protéine dystrophine fonctionnelle. Les fibres musculaires qui n&#39;ont pas la dystrophine sont vulnérables à exercer dommages induits. Lors de l&#39;épuisement de la capacité de régénération du muscle, et en raison de l&#39;inflammation chronique des muscles endommagés, les fibres sont remplacées par du tissu conjonctif et de la graisse, ce qui conduit par la suite à une perte de fonction. Généralement, les patients DMD perdent la marche des membres inférieurs au début de la deuxième décennie. Plus tard, aussi les muscles des bras et de la ceinture scapulaire sont touchés et les patients développent souvent une scoliose dorso-lombaire raison de l&#39;affaiblissement asymétrique des muscles de soutien de la moelle épinière. La ventilation assistée est généralement nécessaire à la fin de l&#39;adolescence ou au début de la vingtaine. Respiratoire et l&#39;insuffisance cardiaque plombà la mort dans le troisième ou quatrième décennie 1. Bien que le gène responsable a été découvert il ya plus de 25 ans 2, il n&#39;existe aucun remède disponible pour la DMD. Cependant, l&#39;amélioration des soins de santé et l&#39;utilisation de corticostéroïdes ont augmenté l&#39;espérance de vie dans le monde occidental 3. Avec l&#39;utilisation de modèles animaux comme la souris mdx, de grandes avancées dans la découverte de stratégies thérapeutiques potentielles ont été faites. La souris mdx est le modèle de la souris DMD le plus couramment utilisé. Il a un point de mutation dans l&#39;exon 23 du gène de la DMD murine et manque par conséquent, la dystrophine 4. Au cours des deux dernières années, de nombreuses stratégies proposées ont progressé dans les essais cliniques 5-9. Dans ces essais, l&#39;amélioration de la fonction musculaire est le principal critère d&#39;évaluation, soulignant l&#39;importance de tester l&#39;intérêt des composés sur la fonction musculaire chez la souris lors de la phase préclinique d&#39;essais. Comme DMDpatients, aussi les dystrophine négatifs fibres musculaires de souris mdx sont vulnérables à exercer dommages induits et leur fonction musculaire est diminuée par rapport à des souris de type sauvage C57BL/10ScSnJ. Cette déficience peut être évaluée avec une variété de tests fonctionnels. Certains de ces tests sont non invasive et n&#39;interfèrent pas avec la pathologie musculaire (par exemple, des membres antérieurs de la force de préhension, les tests suspendus et rotarod fonctionnement). Par conséquent, ils peuvent être utilisés pour surveiller l&#39;évolution naturelle de la maladie ou de déterminer les effets de composés sur la progression de la maladie. Pour obtenir une image en profondeur l&#39;influence des composés sur la fonction musculaire chez la souris mdx, un régime de test fonctionnel qui n&#39;interfère pas avec la progression de la maladie composé de tous ces tests peut être utilisé 10. En variante, tapis roulant en marche forcée peut être utilisé pour exacerber intentionnellement progression de la maladie et de tester les capacités de protection des composés 11. Le tapis de course peut aussi êtreutilisé comme mesure de résultat dans lequel durée jusqu&#39;à l&#39;épuisement est mesurée 12, ou comme un outil de souris mdx de fatigue afin qu&#39;ils réussissent moins bien dans un test fonctionnel ultérieur assurer de plus grandes différences de performance entre les groupes de traitement 13. Lors du choix des tests fonctionnels, leur effet sur ​​la progression de la maladie doit être gardé à l&#39;esprit en particulier lors de l&#39;essai souris dystrophique comme la souris mdx 14. Nous décrivons ici en détail comment effectuer des tests les plus couramment utilisés fonctionnels d&#39;une manière fiable et reproductible sur la base de procédures normalisées d&#39;exploitation disponibles sur le réseau TREAT-NMD. <a href="http://www.treat-nmd.eu/resources/research-resources/dmd-sops/" target="_blank">Cliquez ici pour visiter TREAT-NMD</a> .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="832">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mouse grip strength meter</td>
			<td style="width:331px;">Chatillon DFE (re-sold by Columbus Instruments)</td>
			<td style="width:119px;"># 80529</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hanging wire 2 limbs device</td>
			<td style="width:331px;">Cloth hanger or custom made device</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hanging wire 4 limbs device</td>
			<td style="width:331px;">Lid of rat cage or custom made device</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rotarod</td>
			<td style="width:331px;">Ugo Basil</td>
			<td style="width:119px;"># 47600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Treadmill for mice Exer 3/6</td>
			<td style="width:331px;">Columbus Instruments</td>
			<td style="width:119px;"># 1055SRM</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing functional performance in the mdx mouse model

Dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une musculaire sévère et progressive perdre trouble pour lequel aucun traitement n&#39;est disponible. Néanmoins, plusieurs composés pharmaceutiques potentiels et des approches de thérapie génique ont progressé dans des essais cliniques. Avec l&#39;amélioration de la fonction musculaire soit le point final le plus important dans ces essais, beaucoup d&#39;accent a été mis sur la mise en place fiable, reproductible et facile à effectuer des tests fonctionnels de pré clinique évaluer la fonction musculaire, la force, l&#39;état et la coordination dans le modèle de souris mdx de DMD. Les deux tests invasifs et non invasifs sont disponibles. Tests qui ne aggravent la maladie peuvent être utilisés pour déterminer l&#39;histoire naturelle de la maladie et les effets des interventions thérapeutiques (p. ex. Des tests de résistance préhension des membres antérieurs, deux essais de suspension différents en utilisant soit un fil ou une grille et rotarod fonctionnement). Sinon, course sur tapis roulant forcé peut être utilisé pour améliorer la progression de la maladie et / ou évaluereffets protecteurs des interventions thérapeutiques sur la pathologie de la maladie. Nous décrivons ici comment effectuer ces tests fonctionnels les plus couramment utilisés d&#39;une manière fiable et reproductible. L&#39;utilisation de ces protocoles basés sur des procédures d&#39;exploitation standard permet de comparer les données entre les différents laboratoires.

La force de préhension des membres antérieurs de type sauvage et des souris mdx augmente entre l&#39;âge de 4-12 semaines et réduit de nouveau chez les souris âgées. Déficiences en vigueur peuvent déjà être observés chez les jeunes souris mdx. Des données représentatives de 9 semaines les souris femelles sont présentés dans les figures 1A et 1B. Bien que la fatigue ne diffère pas entre les souches encore à cet âge, les souris mdx sont plus fa...

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Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Évaluation de la performance fonctionnelle dans le<em&gt; MDX</em&gt; Modèle de souris

Le critère de jugement principal dans les essais cliniques pour les maladies neuromusculaires est généralement amélioré la fonction musculaire. Par conséquent, l&#39;évaluation de l&#39;effet des composés thérapeutiques potentiels sur la performance musculaire pré clinique dans des modèles de souris est d&#39;une grande importance. Nous décrivons ici plusieurs tests fonctionnels pour y remédier.

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe and progressive muscle wasting disorder for which no cure is available. Nevertheless, several potential ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

A Method for Investigating Age-related Differences in the Functional Connectivity of Cognitive Control Networks Associated with Dimensional Change Card Sort Performance

Une méthode d&#39;enquête sur les différences liées à l&#39;âge dans la connectivité fonctionnelle des réseaux de contrôle cognitif associé à changement dimensionnel carte Trier Performance

The ability to adjust behavior to sudden changes in the environment develops gradually in childhood and adolescence. For example, in the Dimensional ...

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