Name: a novel method to model chronic traumatic encephalopathy in drosophila
Uploaded: 2017-07-04T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila at JoVE.com

Os autores não têm nada a divulgar.

1. Montagem do Dispositivo de Strike ( Figura 1 ) <ol><li> Remova o êmbolo de uma seringa de tuberculina de 1 ml. Corte o barril na marca de 1 mL. </li><li> Remova uma barreira de aerossol (3 mm de altura x 4 mm de diâmetro) de uma ponta de pipeta de 200 μL e use-a como pêndulo. Coloque o pêndulo dentro do tambor da seringa. Toque suavemente o cano para mover o pêndulo para a extremidade da ponta, com o lado plano cobrindo a abertura do bico. </li><li> Conecte a extremidade da ponta...

<ol>
	<li>McKee, A. C., 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+first+NINDS/NIBIB+consensus+meeting+to+define+neuropathological+criteria+for+the+diagnosis+of+chronic+traumatic+encephalopathy.">The first NINDS/NIBIB consensus meeting to define neuropathological criteria for the diagnosis of chronic traumatic encephalopathy.</a> Acta Neuropathol. 131, 75-86 (2016).</li><li>Martland, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Punch+drunk.">Punch drunk.</a> JAMA. 91 (15), 1103-1107 (1928).</li><li>Millspaugh, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dementia+pugilistica.">Dementia pugilistica.</a> US Naval Med Bull. 35, 297-303 (1937).</li><li>Omalu, B. 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=Chronic+traumatic+encephalopathy+in+a+national+football+league+player:+part+II.">Chronic traumatic encephalopathy in a national football league player: part II.</a> Neurosurgery. 59 (5), 1086-1092 (2006).</li><li>Goldstein, L. 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=Chronic+traumatic+encephalopathy+in+blast-exposed+military+veterans+and+a+blast+neurotrauma+mouse+model.">Chronic traumatic encephalopathy in blast-exposed military veterans and a blast neurotrauma mouse model.</a> Sci Transl Med. 4 (134), (2012).</li><li>Mez, J., Stern, R. A., McKee, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+traumatic+encephalopathy:+where+are+we+and+where+are+we+going?.">Chronic traumatic encephalopathy: where are we and where are we going?.</a> Curr Neurol Neurosci Rep. 13 (12), 407 (2013).</li><li>McKee, A. C., 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+spectrum+of+disease+in+chronic+traumatic+encephalopathy.">The spectrum of disease in chronic traumatic encephalopathy.</a> Brain. 136 (Pt 1), 43-64 (2013).</li><li>Petraglia, A. L., 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+spectrum+of+neurobehavioral+sequelae+after+repetitive+mild+traumatic+brain+injury:+a+novel+mouse+model+of+chronic+traumatic+encephalopathy.">The spectrum of neurobehavioral sequelae after repetitive mild traumatic brain injury: a novel mouse model of chronic traumatic encephalopathy.</a> J Neurotrauma. 31 (13), 1211-1224 (2014).</li><li>Hirth, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+melanogaster+in+the+study+of+human+neurodegeneration.">Drosophila melanogaster in the study of human neurodegeneration.</a> CNS Neurol Disord Drug Targets. 9 (4), 504-523 (2010).</li><li>Littleton, J. T., Ganetzky, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+channels+and+synaptic+organization:+analysis+of+the+Drosophila+genome.">Ion channels and synaptic organization: analysis of the Drosophila genome.</a> Neuron. 26 (1), 35-43 (2000).</li><li>Appel, L. F., 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+Drosophila+Stubble-stubbloid+gene+encodes+an+apparent+transmembrane+serine+protease+required+for+epithelial+morphogenesis.">The Drosophila Stubble-stubbloid gene encodes an apparent transmembrane serine protease required for epithelial morphogenesis.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 90 (11), 4937-4941 (1993).</li><li>Piyankarage, S. C., Featherstone, D. E., Shippy, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoliter+hemolymph+sampling+and+analysis+of+individual+adult+Drosophila+melanogaster.">Nanoliter hemolymph sampling and analysis of individual adult Drosophila melanogaster.</a> Anal Chem. 84 (10), 4460-4466 (2012).</li><li>Katzenberger, R. J., 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+Drosophila+model+of+closed+head+traumatic+brain+injury.">A Drosophila model of closed head traumatic brain injury.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 110 (44), E4152-E4159 (2013).</li><li>Barekat, 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=Using+Drosophila+as+an+integrated+model+to+study+mild+repetitive+traumatic+brain+injury.">Using Drosophila as an integrated model to study mild repetitive traumatic brain injury.</a> Sci Rep. 6, 25252 (2016).</li><li>Katzenberger, R. J., 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+Method+to+Inflict+Closed+Head+Traumatic+Brain+Injury+in+Drosophila.">A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila.</a> J Vis Exp. (e52905), (2015).</li><li>Branson, K., Robie, A. A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+ethomics+in+large+groups+of+Drosophila.">High-throughput ethomics in large groups of Drosophila.</a> Nat Methods. 6 (6), 451-457 (2009).</li><li>Straw, A. D., Dickinson, M. 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=Motmot,+an+open-source+toolkit+for+realtime+video+acquisition+and+analysis.">Motmot, an open-source toolkit for realtime video acquisition and analysis.</a> Source Code Biol Med. 4 (5), 1-10 (2009).</li><li>Talavage, T. 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=Functionally-detected+cognitive+impairment+in+high+school+football+players+without+clinically-diagnosed+concussion.">Functionally-detected cognitive impairment in high school football players without clinically-diagnosed concussion.</a> J Neurotrauma. 31 (4), 327-338 (2014).</li><li>Theadom, 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=Frequency+and+impact+of+recurrent+traumatic+brain+injury+in+a+population-based+sample.">Frequency and impact of recurrent traumatic brain injury in a population-based sample.</a> J Neurotrauma. 32 (10), 674-681 (2015).</li><li>Drobysheva, 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=An+optimized+method+for+histological+detection+of+dopaminergic+neurons+in+Drosophila+melanogaster.">An optimized method for histological detection of dopaminergic neurons in Drosophila melanogaster.</a> J Histochem Cytochem. 56 (12), 1049-1063 (2008).</li></ol>

Modelos de animais que modelam fielmente as características de CTE, incluindo alterações neurofisiológicas, características neuropatológicas e déficits neurocomportamentais, são essenciais para descobrir mecanismos de doenças e para desenvolver alvos diagnósticos e terapêuticos. É compreensível que nenhum modelo animal de uma doença humana seja perfeito na imitação de todos os pontos finais clinicamente relevantes. No entanto, acreditamos que um modelo CTE robusto deve satisfazer os seguintes três requi...

A Encefalopatia Traumática Crônica (CTE) recentemente foi reconhecida como um distúrbio neurodegenerativo distinto, separado de outras tauopatias, como a doença de Alzheimer 1 . Ao contrário da doença de Alzheimer e outras tauopatias comuns - cujos fatores de risco mais importantes estão avançando em idade e história familiar de demência, o CTE, como indicado pelo seu nome, implica uma estreita associação com história de trauma cerebral, muito provavelmente visto em atletas de esportes de contato, Como boxers e jogadores de futebol, bem como em veteranos militares 2 , 3 , 4 , 5 . É pensado para ser iniciado por golpes repetidos de concussão e subconcussão na cabeça. Os pacientes podem apresentar sintomas e sinais como déficits cognitivos, mudanças de humor e comportamento e disfunção do movimento, que se sobrepõem significativamente com a doença de Alzheimer, frontotemporalDemência, demência do corpo de Lewy e doença de Parkinson 6 . Em contrapartida, os exames pós-mortem do tecido cerebral revelam um padrão distinto de acumulação de tau hiperfosforilada em torno de pequenos vasos sanguíneos nas profundezas dos sulcos corticais, uma característica patognomônica não observada nas outras condições degenerativas 7 . No entanto, até agora, muito pouco se sabe sobre a patogênese que leva à manifestação da doença. Isto é em grande parte devido à falta de um modelo animal fiel - apenas recentemente foram gerados modelos de roedores 5 , 8 . Esses organismos modelo apresentam as desvantagens dos cuidados intensivos em custos e uma vida útil relativamente longa, que não são adequadas para estudos de doenças neurodegenerativas. Em comparação com homólogos de mamíferos, animais invertebrados, como Drosophila, são uma excelente alternativa, com sua manutenção econômica,Ferramentas extensivas para dissecar determinantes genéticos e vida útil relativamente curta 9 . Notavelmente, a mosca e os cérebros humanos compartilham caminhos molecular e celular evolutivamente conservados, bem como semelhanças anatômicas 10 , 11 , 12 . Dois modelos engenhosos de Drosophila para estudar lesão cerebral traumática foram relatados anteriormente 13 , 14 . O primeiro dispositivo &quot;High Impact Trauma&quot; (HIT) projetado por Katzenberger e colegas continha moscas de movimento livre em um frasco de plástico que estava ligado à extremidade livre de uma mola metálica 13 , 15 . Quando o frasco de plástico foi inclinado verticalmente e liberado, ele atingiu uma almofada de poliuretano e transmitiu trauma para as moscas enquanto eles saltavam para a parede do frasco e se recuperaram. Em contraste, Barekat e colegas desenharam um método de entrega diferente, nósNa plataforma de homogeneizador Omni Bead Ruptor-24 14 . As moscas foram incapacitadas com CO 2 e colocadas em um tubo de rosca de rosca de 2 mL que foi fixado ao homogeneizador e submetido a condições de agitação pré-programadas. Um dos benefícios do uso do sistema de homogeneizador de tecido é que o experimentador poderia modular a intensidade do ferimento, a duração da lesão e o número de episódios de lesões. No entanto, ambos os regimes sofrem a mesma desvantagem: lesões primárias na cabeça são inflacionadas aleatoriamente em termos de localização e força de impacto. Além disso, ambos os métodos resultaram em mortalidade considerável, causada por danos colaterais inevitáveis ​​a outras partes do corpo e órgãos internos. Aqui, descrevemos um novo método para induzir o mTBI nas moscas da fruta. Nosso aparelho consiste em um pêndulo balístico a gás. Comparado com os modelos Drosophila existentes 14 , 15 , nosso método tem a vantagem única de fornecer medidasImpacto de urable, dirigido apenas para a cabeça de mosca de movimento livre, permitindo o controle preciso de vários fatores, como a gravidade do impacto, o intervalo de tempo entre os impactos e o número total de impactos sofridos.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="692">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Aerosol Barrier</td>
			<td style="width:151px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1120-8810</td>
			<td style="width:207px;">Used as an impactor</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">200 ul Pipette Tip</td>
			<td style="width:151px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1111-0706</td>
			<td>Used as a fly head holder</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">1000 ul Pipette Tip</td>
			<td style="width:151px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1122-1830</td>
			<td>Used as a connector</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">1 ml Tuberculin Syringe</td>
			<td style="width:151px;">Becton Dickinson</td>
			<td style="width:119px;">309625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">60 mm Petri Dishes</td>
			<td style="width:151px;">Fisher Scientific</td>
			<td>FB0875713A</td>
			<td>Used as a tracking arenas</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Flow Regulator</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">59-122WC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Standard Clamp Holder/stand</td>
			<td style="width:151px;">EISCO Scientific</td>
			<td style="width:119px;">CH0688</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Fine Brush</td>
			<td style="width:151px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">59-204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Flypad</td>
			<td style="width:151px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">59-114</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Sylgard Silicone Elastomer</td>
			<td style="width:151px;">Dow Corning</td>
			<td>4019862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CCD Camera</td>
			<td style="width:151px;">Microsoft&#160;</td>
			<td style="width:119px;">HD-5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ctrax Walking Fly Tracker</td>
			<td style="width:151px;">Caltech</td>
			<td style="width:119px;">Ctrax 0.2.11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">MATLAB Image Processing Toolbox</td>
			<td style="width:151px;">MATLAB</td>
			<td style="width:119px;">R2015b</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel method to model chronic traumatic encephalopathy in drosophila

A encefalopatia traumática crônica (CTE) é uma doença neurodegenerativa estabelecida que está intimamente associada à exposição a lesões cerebrais traumáticas leves repetitivas (mTBI). Os mecanismos responsáveis ​​por suas complexas mudanças patológicas permanecem bastante evasivos, apesar de um consenso recente para definir os critérios neuropatológicos. Aqui, descrevemos um novo método para desenvolver um modelo de CTE em Drosophila melanogaster ( Drosophila ), na tentativa de identificar os genes e caminhos chave que levam ao acúmulo de tau hiperfosforilizado característico e a morte neuronal no cérebro. Os impactos de resistência ajustável para infligir feridas fechadas leves são entregues diretamente na cabeça da mosca, submetendo a cabeça a aceleração e desaceleração rápidas. Nosso método elimina os problemas potenciais inerentes a outros modelos de mTBI de Drosophila ( por exemplo, a morte de animais pode ser induzida por danos aOutras partes do corpo ou órgãos internos). O menor cuidado de animais com uso intensivo de mão-de-obra e custo, vida curta e extensas ferramentas genéticas tornam a mosca da fruta ideal para estudar a patogênese do CTE e possibilitar a realização de telas genéticas e farmacológicas avançadas em grande escala, genômicas. Prevemos que a caracterização contínua do modelo gerará importantes insights mecanísticos sobre prevenção de doenças e abordagens terapêuticas.

Para estabelecer um modelo CTE usando Drosophila adulta, determinamos a eficácia do nosso dispositivo ao infligir um único ferimento na cabeça fechada. Para eliminar as variações relativas ao genótipo, ao sexo ou à idade, utilizamos moscas fêmeas Canton-S WT de 2 dias na experiência. Poderíamos facilmente controlar a força do pêndulo, regulando a taxa de fluxo de CO 2 a uma pressão de gás constante de 100 kPa. As moscas expostas a uma única greve com a ...

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A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Aqui, descrevemos uma nova abordagem para infligir lesões cerebrais traumáticas de cabeça fechada em Drosophila melanogaster . Nosso método tem a vantagem de entregar diretamente impactos repetitivos com força ajustável para a cabeça sozinho. Uma maior exploração do sistema de invertebrados ajudará a iluminar a patogênese da encefalopatia traumática crônica.

Um novo método para modelar a encefalopatia traumática crônica em<em&gt; Drosophila</em

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement

Aparelho novo e Método para Reforço de Drogas

Animal models of reinforcement have proven to be useful for understanding the neurobiological mechanisms underlying drug addiction.  Operant drug ...

Neurociência

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Percussão Fluid lateral: Modelo de Lesão em Ratos

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and ...

Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

Métodos para caracterizar espontânea e surpreender-induzida Locomotion em um modelo de doença de Parkinson induzida por Rotenone de<em&gt; Drosophila</em

Parkinson&#8217;s disease is a neurodegenerative disorder that results from the degeneration of dopaminergic neurons in the central nervous system, ...

Quantitative Analysis of Climbing Defects in a Drosophila Model of Neurodegenerative Disorders

Análise Quantitativa de Defeitos de escalada em um modelo de Drosophila de doenças neurodegenerativas

Locomotive defects resulting from neurodegenerative disorders can be a late onset symptom of disease, following years of subclinical degeneration, and ...

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Um Método para infligir Cabeça Fechada Lesão cerebral traumático em<em&gt; Drosophila</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Gravação de EEG em Ratos Neonatais de Movimentação Livre Usando um Novo Método

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

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Romance Ensaio para Fria nocicepção em<em&gt; Drosophila</em&gt; Larvas

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory ...

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

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Um modelo de romance In Vitro de explosão traumatismo crânio-encefálico

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Efeitos de Neurotrauma induzida por explosão em roedores pressurizado artérias cerebrais de médio

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

Construction and Implementation of Carbon Fiber Microelectrode Arrays for Chronic and Acute In Vivo Recordings

Construction and Implementation of Carbon Fiber Microelectrode Arrays for Chronic and Acute In Vivo Recordings

Construção e Implementação de Matrizes de Microeletrodos de Fibra de Carbono para Gravações In Vivo Crônicas e Agudas

Multichannel electrode arrays offer insight into the working brain and serve to elucidate neural processes at the single-cell and circuit levels. ...