Name: assessing functional performance in the mdx mouse model
Uploaded: 2014-03-27T21:45:00
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Nos gustaría dar las gracias a Margriet Hulsker por su ayuda fotográfico y ayudar en la obtención de imágenes de los ratones y los revisores por sus comentarios muy constructivos. Este trabajo fue apoyado por ZonMw, TREAT-NMD (número de contrato LSHM-CT-2006 hasta 036.825) y el Proyecto de Padres de Duchenne.

Los experimentos descritos aquí fueron aprobados por el Comité de Ética Animal (DEC) del Centro Médico de la Universidad de Leiden (LUMC). Los ratones fueron criados por el animalario del LUMC y se mantienen en jaulas ventiladas individualmente con 12 ciclos de oscuridad luz hr. Tenían acceso ad libitum al agua y al pienso estándar. Al realizar alguna de las pruebas funcionales se describen a continuación, las condiciones experimentales tienen que ser estrictamente controlada...

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	<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>

Las pruebas funcionales que se presentan aquí son reproducibles, fácil de realizar y aplicable a la de tipo salvaje y ratones distróficos con independencia de su edad. Las pruebas proporcionan herramientas útiles para pre clínicamente evaluar la función muscular, la fuerza, condición, y la coordinación. Al probar los efectos de un compuesto sobre la historia natural de la enfermedad, las pruebas no invasivas describen aquí (fuerza de agarre de la extremidad anterior, ambas pruebas colgantes y la prueba de rotar...

La distrofia muscular de Duchenne (DMD) es la enfermedad neuromuscular más común que afecta a 1:5.000 varones recién nacidos. Esta enfermedad pérdida de masa muscular severa y progresiva es causada por mutaciones en el gen de la DMD que alteran el marco de lectura abierto y previenen la síntesis de la proteína distrofina funcional. Las fibras musculares que carecen de distrofina son vulnerables al daño inducido por el ejercicio. En caso de agotamiento de la capacidad de regeneración del músculo, y debido a la inflamación crónica del músculo dañado, fibras son reemplazadas por tejido conectivo y grasa, que posteriormente conducen a una pérdida de la función. En general, los pacientes con DMD pierden la deambulación de los miembros inferiores primeros en la segunda década. Más tarde, también los músculos de los brazos y la cintura escapular son afectados y los pacientes a menudo desarrollan escoliosis toracolumbar debido al debilitamiento asimétrica de los músculos que sostienen la columna vertebral. La ventilación asistida se requiere generalmente en la adolescencia o veinteañeros. Respiratorio y el corazón de plomo fracasoa la muerte en la tercera o cuarta década 1. Aunque el gen causante se ha descubierto hace más de 25 años 2, no existe una cura disponible para la DMD. Sin embargo, la mejora de la atención de salud y el uso de corticosteroides han aumentado la esperanza de vida en el mundo occidental 3. Con el uso de modelos animales como el ratón mdx, grandes avances en el descubrimiento de posibles estrategias terapéuticas se han hecho. El ratón mdx es el modelo de ratón DMD más utilizado. Tiene un punto de mutación en el exón 23 del gen murino Dmd y, en consecuencia carece de distrofina 4. Durante el último par de años, muchas de las estrategias propuestas han progresado en los ensayos clínicos 5-9. En estos ensayos, la mejora de la función muscular es el criterio principal de valoración, que subyace a la importancia de probar el beneficio de los compuestos sobre la función muscular en ratones durante la etapa de pre clínica de las pruebas. Como DMDpacientes, también las fibras musculares negativas distrofina de ratones mdx son vulnerables al daño inducido por el ejercicio y la función muscular se deteriora en comparación con los ratones de tipo salvaje C57BL/10ScSnJ. Este deterioro se puede evaluar con una variedad de pruebas funcionales. Algunas de estas pruebas son no invasivos y no interfieren con la patología muscular (por ejemplo, la fuerza de prensión de la extremidad anterior, las pruebas que cuelgan y rotarod ejecución). Por lo tanto pueden ser utilizados para controlar la historia natural de la enfermedad o para determinar los efectos de los compuestos sobre la progresión de la enfermedad. Para obtener una imagen en profundidad de la influencia de los compuestos sobre la función muscular en ratones mdx, un régimen de ensayo funcional que no interfiera con la progresión de la enfermedad que consiste en todas estas pruebas se puede utilizar 10. Alternativamente, forzada la cinta rodante puede ser utilizado para exacerbar intencionalmente progresión de la enfermedad y probar las capacidades de protección de compuestos 11. La cinta también puede serutiliza como medida de resultado en el que tiempo de funcionamiento hasta el agotamiento se mide 12, o como una herramienta para los ratones mdx de fatiga para que rinden menos en una prueba de funcionamiento posterior garantizar mayores diferencias en el rendimiento entre los grupos de tratamiento 13. Al elegir las pruebas funcionales, su efecto sobre la progresión de la enfermedad se debe tener en cuenta especialmente cuando se prueba los ratones distróficos como el ratón mdx 14. Se describen en detalle cómo realizar las pruebas funcionales más utilizadas de una manera fiable y reproducible sobre la base de los procedimientos de operación estándar disponibles de la red TREAT-NMD. <a href="http://www.treat-nmd.eu/resources/research-resources/dmd-sops/" target="_blank">Haga clic aquí para visitar 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

La distrofia muscular de Duchenne (DMD) es un músculo severa y progresiva perder trastorno para el que no hay cura disponible. Sin embargo, varios compuestos farmacéuticos potenciales y estrategias de terapia génica han progresado en los ensayos clínicos. Con la mejora en la función muscular es el punto final lo más importante en estos ensayos, mucho énfasis se ha puesto en la creación de fiable, reproducible y fácil de realizar pruebas funcionales de comprobar la validez clínicamente evaluar la función muscular, la fuerza, la condición y la coordinación en la modelo de ratón mdx de la DMD. Ambas pruebas invasivas y no invasivas disponibles. Los exámenes que no agraven la enfermedad pueden ser usados ​​para determinar la historia natural de la enfermedad y los efectos de las intervenciones terapéuticas (p. ej. Prueba de la fuerza de agarre de la extremidad anterior, dos pruebas que cuelgan diferentes utilizando ya sea un cable o una rejilla y rotarod ejecución). Alternativamente, forzada la cinta rodante puede ser utilizado para mejorar la progresión de la enfermedad y / o evaluarefectos protectores de las intervenciones terapéuticas en patología de la enfermedad. Se describen cómo realizar estas pruebas funcionales más utilizadas de una manera fiable y reproducible. El uso de estos protocolos basados ​​en procedimientos operativos estándar permite la comparación de datos entre diferentes laboratorios.

La fuerza de agarre de la extremidad anterior de tipo salvaje y ratones mdx aumenta entre la edad de 4-12 semanas y reduce de nuevo en ratones de más edad. Deficiencias en vigor ya se pueden observar en los ratones mdx jóvenes. Los datos representativos de 9 semanas de edad ratones hembra se muestran en las Figuras 1A y 1 B. Aunque la fatiga no difiere entre las cepas aún a esta edad, los ratones mdx son más débiles que los ratones de tipo salvaje. No ten...

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Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Evaluación del desempeño funcional en el<em&gt; Mdx</em&gt; Modelo de ratón

La medida de resultado primaria en los ensayos clínicos de trastornos neuromusculares en general se mejoró la función muscular. Por lo tanto, la evaluación del efecto de los compuestos terapéuticos potenciales sobre el rendimiento muscular pre clínica en modelos de ratón es de gran importancia. Se describen varias pruebas funcionales para abordar esta cuestión.

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

Un método para investigar las diferencias relacionadas con la edad en la conectividad funcional de las redes de control cognitivo asociado con el cambio dimensional Card Ordenar Performance

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

Investigación

Comportamiento

The Emotional Stroop Task: Assessing Cognitive Performance under Exposure to Emotional Content

La tarea Stroop emocional: Evaluación del desempeño cognitivo bajo la exposición a contenido emocional

The emotional Stroop effect (ESE) is the result of longer naming latencies to ink colors of emotion words than to ink colors of neutral words. The ...

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

The Rodent Psychomotor Vigilance Test rPVT: A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

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The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article ...

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Medición activa y pasiva mansedumbre por separado en ratones

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