Name: multifactorial assessment of motor behavior in rats after unilateral sciatic nerve crush injury
Uploaded: 2021-07-31T14:30:00
Duration: 14 min 50 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multifactorial Assessment of Motor Behavior in Rats after Unilateral Sciatic Nerve Crush Injury at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par le ministère fédéral allemand de l’Éducation et de la Recherche (BMBF DysTract to C.W.I.) et par le Centre interdisciplinaire de recherche clinique (IZKF) de l’Université de Wurtzbourg (N-362 à C.W.I.; Z2-CSP3 à L.R.). En outre, ce projet a reçu un financement du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne dans le cadre de l’EJP RD COFUND-EJP N° 825575 (EurDyscover to J.V.), et de la Fondation VERUM. En outre, C.W.I. est financé par la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fondation allemande de recherche) Project-ID 424778381-TRR 295, par la Deutsche Stiftung Neurologie et ParkinsonFonds. L.R. est également soutenu par la Dystonia Medical Reseach Foundation.
Les auteurs remercient Keali Röhm, Veronika Senger, Heike Menzel et Louisa Frieß pour leur assistance technique ainsi que Helga Brünner pour les soins aux animaux.

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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Ce protocole d’évaluation comportementale fournit une vue d’ensemble des avantages et des inconvénients aussi bien que des lectures possibles de la batterie comportementale choisie de test dans un modèle de rongeur après des dommages d’écrasement de nerf sciatique. 
Pour obtenir des résultats comparatifs des dommages d’écrasement de nerf sciatique, une technique cohérente d’écrasement est obligatoire. L’utilisation d’une pince non dentelée (Ultra Fine Hemostat) au lieu de pinces peut améliorer la consistance de l’écrasement. Utilisez la même pince ainsi que la même position d’écrasement pour garantir une compression nerveuse égale. L’utilisation exclusive de la pince pour la blessure par écrasement et la manipulation de la pince avec soin améliore la cohérence. En outre, effectuez la procédure de la blessure par écrasement avec soin. Des dommages supplémentaires au nerf pendant la chirurgie, comme une traction indésirable du nerf, peuvent entraîner des effets secondaires indésirables comme l’automutilation. Par conséquent, une préparation nerveuse minutieuse ainsi qu’une administration d’un analgésique pendant au moins deux jours sont recommandées. 
L’évaluation multifactorielle du comportement de moteur peut caractériser le phénotype après des dommages d’écrasement de nerf chez les rats à de divers niveaux. Nous avons utilisé l’OFT, l’analyse de la démarche CatWalk XT, la tâche de marche de faisceau et la tâche de marche d’échelon d’échelle. Une procédure expérimentale en aveugle et une analyse des données aux groupes expérimentaux sont essentielles pour ces expériences. Avant l’évaluation du comportement, les animaux ont été acclimatés dans la salle d’essai dans des conditions d’essai pendant au moins 30 minutes. Tous les tests comportementaux appliqués ici ont l’avantage que la privation de nourriture ou d’eau n’est pas requise. Le même groupe d’animaux a été utilisé dans tous les tests comportementaux décrits. Un maximum de deux tests comportementaux différents par jour ont été effectués pour chaque animal. Si les tests comportementaux sont effectués à intervalles réguliers, faites attention à une procédure comparable, comme effectuer le test dans le même ordre animal et à la même heure de la journée. Un autre aspect important pour l’analyse comportementale est le cycle jour-nuit des rats. Envisagez un cycle jour-nuit inversé pour obtenir des niveaux d’activité plus naturels et plus élevés au cycle de jour (cycle sombre). Cela doit être considéré en particulier pour la mesure du comportement spontané, comme l’OFT. Dans cette expérience, un cycle jour-nuit inversé n’a pas pu être mis en œuvre, mais une acclimatation adéquate aux conditions d’essai a été assurée. Un éclairage parfait est essentiel pour les vidéos haute résolution pour la tâche de marche de faisceau et la tâche de marche d’échelon d’échelle. Cette qualité vidéo élevée ne peut pas être atteinte lors de l’exécution d’expériences dans l’obscurité. 
L’évaluation de la démarche nécessite une exécution continue des tâches. Le premier aspect important d’une exécution continue d’une tâche est de convaincre les animaux de traverser la configuration. Pour augmenter la motivation, placez de petites granulés alimentaires (45 mg) à la fin de la configuration. Pour que les animaux se familiarisent avec les granulés alimentaires, ceux-ci doivent leur être donnés avant l’essai. En outre, une boîte d’objectif à la fin de la configuration peut être utile. La configuration du CatWalk comprend déjà une boîte de but, mais les rats hésitent parfois à entrer dans la boîte de but. Alternativement, vous pouvez ajouter une petite cage dans la boîte de but, mais la cage à domicile des rats ne rentre pas dans la boîte de but. Laissez le rat s’habituer dans la cage pendant quelques minutes avant l’acquisition. De plus, un autre rat de la même cage à domicile peut être placé dans la boîte de but ou dans la cage à l’intérieur de la boîte de but. Assurez-vous que le deuxième rat reste dans la boîte et ne bloque pas l’entrée de la boîte de but. De plus, il est également possible de retirer la boîte à buts du système CatWalk et de placer la cage d’accueil du rat à la fin de la passerelle, ce qui permet au rat d’entrer dans son « territoire d’origine » après chaque course. Pour la configuration de la tâche de marche de faisceau et de la tâche de marche d’échelon d’échelle, nous vous recommandons d’ajouter une boîte de but ou la cage à domicile à la fin de la configuration. Pour assurer la cohérence, la passerelle, la tâche de marche de faisceau et la tâche de marche d’échelle doivent être effectuées au moins une fois par semaine avec six à dix courses.
Bien que toutes les analyses n’ont pas donné lieu à des différences significatives dans cette étude, considérez qu’une inclusion d’animaux génétiquement modifiés ou de groupes de traitement pourrait produire des données précieuses qui peuvent distinguer les groupes des mêmes tests comportementaux. 
Les dommages d’écrasement de nerf n’ont eu aucun effet sur l’activité locomotrice du rat, qui a été mesurée dans un OFT de cinq minutes. L’analyse de la démarche Catwalk XT est un outil plus objectif et sensible pour analyser le placement de la démarche, des pattes et des autres. Après un entraînement intensif, les rats apprennent à traverser la passerelle de l’appareil CatWalk XT aux paramètres par défaut. La lésion nerveuse ne réduit pas la capacité des rats à traverser la passerelle. Le calcul automatique de divers paramètres présente les données de manière objective. Des informations supplémentaires peuvent être obtenues en utilisant le module « Mesures interactives de l’empreinte » et, en effet, ces analyses ont donné des différences significatives dans divers paramètres de propagation des orteils, de longueur d’impression et d’angle des pattes par rapport à l’axe du corps en comparant les rats avec et sans lésion nerveuse.
Les rats peuvent être entraînés facilement pour la tâche de marche du faisceau. Des différences dans le temps de latence pour traverser le faisceau et dans le nombre de glissements de pied par étape de l’arrière-train nerf-blessé ont été détectées en comparant naïfs avec les rats écrasement-blessés. Un inconvénient de l’analyse des rats blessés par les nerfs avec la tâche de marche du faisceau est la taille du faisceau. Dans les deux premières semaines après la blessure d’écrasement du nerf sciatique, les rats ont besoin d’aide pour traverser le faisceau car leur équilibre est altéré. Bien que certains rats puissent être capables de traverser la poutre, le risque de blessures causées par une chute est élevé. Les animaux écrasés par les nerfs doivent donc être aidés à traverser la poutre pendant les deux premières semaines après une blessure par écrasement du nerf sciatique ou plus longtemps, si nécessaire. Cependant, il est difficile de comparer les courses avec et sans assistance. En outre, l’équilibre moteur est un paramètre important évalué par la tâche de marche du faisceau. Nous avons considéré que ce paramètre n’était pas pertinent pour notre modèle de rat d’écrasement nerveux. Par conséquent, les scores décrits par Ohwatashi et al. et Johansson &Ohlsson n’ont pas pu être utilisés et les essais avec une traversée de faisceau incomplète ont été exclus pour l’analyse des données18,19.
L’échelle de 7 catégories de Metz et al. peut analyser à la fois les pattes avant et arrière et distinguer les différents niveaux de gravité des erreurs de tous les membres au cours de la tâche de marche de l’échelon de l’échelle16,17. En analysant les erreurs les plus importantes, qui incluent les catégories de 0 à 2, aucune différence d’erreurs par étape n’a pu être détectée dans l’arrière-train en comparant les rats de poids blessés aux nerfs avec les rats de poids naïfs. En outre, le temps de latence de traverser l’appareil d’échelon d’échelle n’a pas différé entre les rats nerf-blessés de poids et les rats naïfs de poids. Les modèles d’apprentissage profond pourraient améliorer et accélérer l’analyse des données de la tâche de marche échelon d’échelle grâce à une approche automatisée.
Il est important de mentionner que la blessure par écrasement des nerfs ainsi que tous les tests comportementaux décrits peuvent facilement se traduire chez les souris, en adaptant les paramètres et les tailles des configurations. L’utilisation de souris comme organisme modèle a pour effet bénéfique d’exister des modèles transgéniques pour de nombreuses maladies humaines.

Les rongeurs sont d’excellents organismes modèles pour approfondir la compréhension des maladies humaines1,2 en testant des hypothèses à plusieurs niveaux biologiques. Un niveau biologique fondamental pour la caractérisation des modèles de rongeurs est le niveau de phénotype, mesuré par des évaluations comportementales. En fonction du modèle animal et de la question de recherche scientifique, la sélection d’une batterie de test comportemental puissante et fiable est essentielle pour couvrir un large éventail d’aspects comportementaux tels que pour les modèles animaux de la maladie de Parkinson et de la dystonie3,4,5,6.
Le nerf sciatique est le plus grand nerf du corps humain avec des fibres motrices et sensorielles. Les blessures du nerf sciatique peuvent résulter facilement d’une variété d’événements tels que les accidents de la circulation et les chirurgies7,8. Par conséquent, les activités de recherche utilisant des modèles de rongeurs présentant des lésions du nerf sciatique sont d’une valeur translationnellement pertinente. Même si l’aspect translationnel de la régénération nerveuse du rat à l’homme doit être considéré de manière critique9,la lésion d’écrasement du nerf sciatique (axonotmesis) dans les modèles de rongeurs est une méthode couramment utilisée pour analyser les processus de dégénérescence et de régénération des nerfs périphériques10,11. En cas de blessure par écrasement, le nerf n’est pas complètement transecté. Il endommage l’axone, entraînant un bloc de conduction directement après une blessure par écrasement suivie de processus de régénération 4,12,13.
D’ailleurs, dans la recherche de dystonia, la blessure unilatérale d’écrasement de nerf sciatique est une méthode établie pour déclencher des mouvements dystonia-comme (DLM) dans les modèles génétiquement prédisposés de rongeur de dystonia, qui ne montrent pas DLM en soi4,14. On suppose que le traumatisme nerveux périphérique perturbe l’intégration sensorimotrice en affectant les fibres nerveuses sciatiques, qui sont responsables des fonctions motrices et sensorielles15.
Nous fournissons ici une description détaillée pour une blessure normalisée d’écrasement du nerf sciatique et une batterie d’évaluations de comportement moteur qui se compose de l’essai en plein champ (OFT), de l’analyse de démarche de CatWalk XT, de la tâche de marche de faisceau et de la tâche de marche d’échelon d’échelle chez les rats naïfs de type sauvage (poids) (n = 8-9) et les rats de poids cinq semaines après la blessure unilatérale d’écrasement de nerf sciatique (n = 10). L’OFT fournit des informations sur l’activité locomotrice générale, tandis qu’une analyse détaillée de la démarche est réalisée par le système automatisé d’analyse de la démarche CatWalk XT. La tâche de marche du faisceau est utilisée pour évaluer la coordination motrice en évaluant le temps de traversée du faisceau et le nombre d’erreurs de placement du pied. Pour l’analyse de la performance de la démarche, la tâche de marche de l’échelon d’échelle donne des informations sur le placement du pied ou de la patte et les erreurs sur un appareil d’échelon d’échelle horizontal avec un motif d’échelon constant mais irrégulier.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetic acid, &#8805;99.8%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>33209-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Appose ULC skin stapler 35W</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>8886803712</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beam</td>
			<td>self made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bepanthen eye cream</td>
			<td>Bayer Vital GmbH</td>
			<td>81552983</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Box for OFT</td>
			<td>self made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camcorder GC-PX100</td>
			<td>JVC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Catwalk XT</td>
			<td>Noldus</td>
			<td></td>
			<td>&#160;setup and software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chamber for isofluran</td>
			<td>GT-Labortechnik</td>
			<td></td>
			<td>custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable scalpel No. 11</td>
			<td>Feather</td>
			<td>20.001.30.011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dr&#228;ger Vapor 19.3 isoflurane system</td>
			<td>Dr. Wilfried M&#252;ller GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #2 - laminectomy forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11223-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5 forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11251-30</td>
			<td>super-fine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dustless precision pellets 45 mg</td>
			<td>Bio-Serv</td>
			<td>F0021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EthoVision XT</td>
			<td>Noldus</td>
			<td></td>
			<td>&#160;setup and software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps 160 mm</td>
			<td>Hartenstein</td>
			<td>PZ09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas anesthesia mask, rat</td>
			<td>Dr. Wilfried M&#252;ller GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goal box for ladder rung walking task apparatus</td>
			<td>self made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hair clipper Magnum 5000</td>
			<td>Wahl GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hardened fine scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14090-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating table</td>
			<td>MEDAX</td>
			<td>13801</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isofluran CP 1ml/ml, 250 ml</td>
			<td>cp-pharma</td>
			<td>1214</td>
			<td>prescription needed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kinovea</td>
			<td>www.kinovea.org</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ladder rung walking task apparatus</td>
			<td>self made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needleholder</td>
			<td>KLS Martin</td>
			<td>20-526-14-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Octeniderm</td>
			<td>Sch&#252;lke</td>
			<td>118211</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rimadyl 50 mg/ml, injectable</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td></td>
			<td>Carprofen, prescription needed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber band retractors</td>
			<td>self made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spacer for beam</td>
			<td>self made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spacer for ladder rung walking task apparatus</td>
			<td>self made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture Silkam 4/0 DS 19</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>C0762202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra fine hemostats (non-serrated clamp)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>13020-12</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multifactorial assessment of motor behavior in rats after unilateral sciatic nerve crush injury

L’induction d’une lésion nerveuse périphérique est une méthode largement utilisée en neurosciences pour l’évaluation des mécanismes de réparation et de douleur, entre autres. En outre, dans le domaine de recherche des troubles du mouvement, des dommages sciatiques d’écrasement ont été employés pour déclencher un phénotype dystonia-like dans les modèles génétiquement prédisposés de rongeur dYT-TOR1A de dystonia. Pour obtenir des résultats cohérents, reproductibles et comparables après une blessure d’écrasement de nerf sciatique, une méthode normalisée pour induire l’écrasement de nerf est essentielle, en plus d’une caractérisation phénotypique normalisée. Une attention particulière doit être accordée non seulement à l’assortiment spécifique de tests comportementaux, mais également aux exigences techniques, à l’exécution correcte et à l’analyse des données consécutives. Ce protocole décrit en détail comment exécuter une blessure d’écrasement de nerf sciatique et fournit une batterie comportementale d’essai pour l’évaluation des déficits de moteur chez les rats qui inclut l’essai en plein champ, l’analyse de démarche de CatWalk XT, la tâche de marche de faisceau, et la tâche de marche d’échelon d’échelle.

Les résultats représentatifs de l’OFT de cinq minutes montrent que la blessure par écrasement des nerfs cinq semaines après la chirurgie n’a aucun effet sur l’activité locomotrice (Figure 1).
L’analyse de la démarche avec le système CatWalk XT (Figure 2) génère de nombreux paramètres différents. Des paramètres sélectifs ont été statistiquement analysés en comparant des rats naïfs de poids avec des rats de poids nerf-blessés cinq semaines après l’écrasement de nerf (figure 2D). Des altérations significatives ont pu être détectées pour la vitesse moyenne de course, la longueur de la foulée et la zone d’impression de la patte postérieure (droite) blessée par les nerfs. Une analyse plus détaillée de la patte postérieure blessée par les nerfs a été effectuée avec le module « Mesures interactives de l’empreinte ». Une réduction significative des paramètres de propagation des interteils, de propagation intermédiaire des interteils et de longueur d’impression a été observée chez les rats en poids blessés par les nerfs par rapport aux rats naïfs en poids. De plus, l’axe du corps de l’angle de la patte et le vecteur de mouvement de l’angle de la patte diffèrent considérablement lorsqu’on compare des rats en poids blessés aux nerfs avec des rats naïfs en poids(figure 2E).
La figure 3 présente les données de coordination motrice obtenues par l’évaluation des tâches de marche par faisceau. Les rats en poids blessés par les nerfs ont montré un temps de latence significativement accru pour traverser le faisceau par rapport aux rats naïfs en poids cinq semaines après la blessure (Figure 3B). Comme lecture supplémentaire de la tâche de marche de faisceau, des glissades pleines et des demi-glissades de l’arrière-train nerf-blessé ont été comptées et considérées comme une erreur pour l’analyse statistique. Le pourcentage d’erreurs par étape de l’arrière-train (droit) nerf-blessé a été sensiblement augmenté chez les rats nerf-blessés de poids comparés aux rats naïfs de poids.
Les données représentatives de la tâche de marche de l’échelon de l’échelle (figure 4) ne montrent pas de modifications significatives du temps de latence pour traverser la passerelle de l’appareil de l’échelon de l’échelle (figure 4C) ou du pourcentage d’erreurs par étape de l’arrière-train (droit) blessé aux nerfs (figure 4D). L’analyse du pourcentage d’erreur par étape de l’arrière-train nerveusement blessé n’a pris en compte que le score de 0 à 2 de l’échelle de 7 catégories de Metz et al. La distribution de toutes les catégories de score par étape à partir de l’échelle de 7 catégories de l’arrière-train blessé aux nerfs et de l’arrière-train non blessé aux nerfs (gauche) est illustrée à la figure 4E.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig01.jpg"> Figure 1: Évaluation de l’activité locomotrice lors d’essais en plein champ. (A) Image de la configuration de l’essai en plein champ. Image sélectionnée soustraite d’une vidéo enregistrée lors d’un test en plein champ montrant un rat dans l’arène en plein champ sans (B) et avec (C) suivi. (D) La vitesse au cours d’un enregistrement d’essai en plein champ de cinq minutes a été étudiée chez les rats naïfs en poids et les rats en poids cinq semaines après des dommages d’écrasement des nerfs. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± SEM. L’analyse statistique a été effectuée à l’aide du test t non apparié des données normalement distribuées. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig02.jpg"> Figure 2: Analyse de la démarche avec le système CatWalk XT. (A) Image de l’appareil CatWalk XT. (B) Exemples de la vue d’impression montrant les empreintes de pattes étiquetées en mode fausse couleur et exemples de la vue de synchronisation montrant le diagramme de démarche basé sur le temps des rats naïfs wt et des rats wt cinq semaines après la blessure d’écrasement de nerf. (C) Exemples de la classification des orteils montrant la propagation des orteils (TS), la propagation intermédiaire des orteils (ITS) et la longueur d’impression (PL) ainsi que des exemples de la vue de l’axe du corps montrant l’axe du corps (ligne blanche) et le vecteur de mouvement (ligne rouge) des rats naïfs en poids et des rats en poids cinq semaines après une blessure par écrasement des nerfs. (D) Données de paramètres choisis de la classification « standard » comparant les rats naïfs en poids et les rats en poids cinq semaines après une blessure par écrasement des nerfs. (E) Données de paramètres sélectionnés du « module interactive de mesure de l’empreinte » comparant les rats naïfs en poids et les rats en poids cinq semaines après une blessure par écrasement des nerfs. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± SEM. L’analyse statistique a été effectuée à l’aide du test t non apparié des données normalement distribuées, du test t non apparié avec la correction par Welch des données normalement distribuées avec une variance inégale et du test U de Mann-Whitney des données distribuées non normales. La valeur de p < 0,05 a été définie comme statistiquement significative étiquetée comme *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig02large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig03.jpg"> Figure 3: Analyse de la démarche avec la tâche de marche du faisceau. (A) Images et dessins schématiques de la configuration de la tâche de marche du faisceau. Le temps de latence pour traverser le faisceau (B) et les erreurs de glissement de pied de pourcentage par étape du hindlimb nerf-blessé pendant la tâche de marche de faisceau (C) ont été analysés chez les rats naïfs de poids et les rats de poids cinq semaines après des dommages d’écrasement de nerf. Image représentative de la position de l’heure de début (D) et de la position de l’heure de fin (E) de la tâche de marche du faisceau. Séquence d’images représentative d’une erreur de glissement complet (F) et d’une erreur de demi-glissement (G) de la tâche de marche du faisceau. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± SEM. L’analyse statistique a été effectuée à l’aide du test U de Mann-Whitney des données distribuées non normales. La valeur de p < 0,05 a été définie comme statistiquement significative étiquetée comme *p < 0,05, **p < 0,01. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig03large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig04.jpg"> Figure 4: Analyse de la démarche à l’aide de la tâche de marche de l’échelon d’échelle. Image (A) et dessins schématiques (B) de la configuration de la tâche de marche de l’échelon d’échelle. Le temps de latence de traverser l’appareil d’échelon d’échelle (C) et le pourcentage d’erreurs de glissement de pied par étape du hindlimb nerf-blessé pendant la tâche de marche d’échelon d’échelle (D) ont été évalués chez les rats naïfs de poids et les rats de poids cinq semaines après des dommages d’écrasement de nerf. (E) La répartition en pourcentage de la catégorie de score par étape selon l’échelle des 7 catégories de Metz et al. pour l’arrière-train gauche et droit des rats naïfs wt et des rats wt cinq semaines après la blessure d’écrasement de nerf. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± SEM. L’analyse statistique a été effectuée à l’aide du test t non apparié des données normalement distribuées et du test U de Mann-Whitney des données distribuées non normales. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig04large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig05.jpg"> Figure 5: Représentation exemplaire de chaque catégorie selon l’échelle des 7 catégories de Metz et al. au cours de l’échelle échelon de la tâche de marche. Séquence d’images représentative à partir de la partie arrière droite de la catégorie 0 - raté total, de la catégorie 1 - glissement profond, de la catégorie 2 - léger glissement, de la catégorie 3 - remplacement, de la catégorie 4 - correction, pendant la tâche de marche de l’échelon de l’échelle. Photos représentatives pour la catégorie 5 - placement partiel et la catégorie 6 - placement correct. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig05large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>

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Multifactorial Assessment of Motor Behavior in Rats after Unilateral Sciatic Nerve Crush Injury

Nous fournissons un protocole pour l’évaluation du comportement de moteur par l’intermédiaire d’une batterie comportementale d’essai chez les rats après des dommages d’écrasement de nerf sciatique.

Évaluation multifactorielle du comportement moteur chez les rats après une blessure unilatérale d’écrasement du nerf sciatique

The induction of a peripheral nerve injury is a widely used method in neuroscience for the assessment of repair and pain mechanisms among others. In ...

L’objectif global de ce protocole est de décrire les procédures impliquées en exécutant l’écrasement irréprochable de nerf sciatique, et de fournir un protocole pour l’évaluation du comportement de moteur après trauma périphérique. La sélection d’une batterie de test comportemental puissante et fiable est essentielle pour couvrir un large éventail d’aspects comportementaux, et dépend du modèle animal utilisé et de la question de la recherche scientifique. Ce protocole décrit en détail comment exécuter une blessure d’écrasement de nerf sciatique et fournit une batterie comportementale d’essai pour l’évaluation des déficits de moteur chez les rats, qui inclut l’essai en plein champ, l’analyse de démarche de CatWalk, la tâche de marche de faisceau, et la tâche de marche d’échelon d’échelle.Les expériences sur les animaux ont été effectuées conformément aux lignes directrices nationales et institutionnelles applicables pour le soin et l’utilisation des animaux. Maintenir un environnement stérile pendant toute la procédure chirurgicale. Configurez la table de chirurgie avec l’équipement nécessaire.Anesthésiez profondément le rat dans une armoire fermée avec de l’isoflurane et rasez une vaste zone du membre postérieur droit. Ensuite, positionnez le rat dans le masque d’anesthésie et continuez l’anesthésie profonde avec de l’isoflurane. Fixez le torse et les deux membres postérieurs du rat avec du ruban adhésif.Placez les deux membres postérieurs dans une position symétrique et tendue et tournez chaque patte à plat sur la table de chirurgie. Désinfectez la peau de la zone rasée avec un antiseptique approprié. Recherchez l’encoche sciatique de l’iléon.Faites une incision de la peau de l’encoche sciatique dans la direction de la patte avec un scalpel. Si les membres postérieurs sont fixés et que l’incision cutanée est effectuée correctement, on peut voir une cavité dans le plan fascial entre le muscle fessier maximus et le muscle biceps femoris qui ressemble à une ligne blanche. Insérez une pince hémostatique super-fine fermée dans la cavité et étalez la pince.Le plan fascial doit s’ouvrir sans blesser aucun tissu musculaire. Placez les rétracteurs de l’élastique sous les muscles pour garder l’incision de la peau ouverte. Retirez délicatement les tissus et les vaisseaux sanguins environnants du nerf sciatique jusqu’à ce que le nerf soit complètement exposé.Il est important de ne pas étirer ou tirer le nerf pendant toute la procédure. Écrasez le nerf sciatique avec une pince non dentelée avec une pression utilisable constante et rapide. Pour cela, ouvrez la pince, placez le nerf sur la mâchoire inférieure de la pince et fermez la pince en la verrouillant dans la première position pendant 3 x 10 secondes.Après la blessure par écrasement, rouvrez soigneusement la pince. le site d’écrasement du nerf sciatique semble translucide. Retirez les rétracteurs de l’élastique.Fermez l’incision plan fasciale avec une suture résorbable. Fermez l’incision de la peau avec des agrafes de peau du corps. L’activité locomotrice, ainsi que l’activité comportementale des rats peuvent être analysées par un test en plein champ.La configuration du champ ouvert, qui devrait être situé dans un environnement sombre et calme, se compose du système de suivi vidéo automatisé, EthoVision XT, et d’une arène avec une surface noire nettoyable et résistante aux rayures. Placez l’arène et la caméra dans la bonne position et configurez le logiciel EthoVision XT. Placez doucement le rat au milieu de l’arène d’essai.Pendant l’enregistrement, l’expérimentateur doit rester à l’écart du champ ouvert mis en place, afin d’éviter de distraire le rat. Pour l’analyse des données du test en champ ouvert, accédez à la section analyse dans la barre latérale gauche et choisissez Track Visualization « sous l’onglet Results ». Ensuite, exportez les paramètres nécessaires vers XL.Dans le logiciel, choisissez un certain nombre de variables parmi différentes catégories pour l’analyse des données.Une analyse de la démarche par le système CatWalk XT peut aider à évaluer de nombreux paramètres différents concernant les empreintes, la position et la démarche des modèles animaux. Une passerelle en verre est éclairée par une lumière verte et la lumière diffusée par les empreintes de pas des animaux est capturée avec une caméra vidéo à grande vitesse, située sous la passerelle. Les signaux peuvent être analysés avec le logiciel CatWalk XT.L’expérience doit être réalisée dans des conditions sombres. Commencez par configurer le système CatWalk XT. Choisissez les paramètres expérimentaux.Placez la caméra en position et ajustez la mise au point. Configurez les paramètres de détection. Configurez les murs de couloir du système CatWalk et assurez-vous que les murs restent parallèles à la passerelle.Définissez la longueur de la passerelle et calibrez-la. Ensuite, capturez une image d’arrière-plan. Une passerelle propre et vide est nécessaire pour l’image d’arrière-plan.Le rat doit traverser la passerelle sans aucune interruption. Selon les critères d’exécution définis, trois essais conformes par rat sont nécessaires pour l’analyse des données. Entraînez les animaux pendant au moins huit jours avant de commencer l’expérience réelle.Le CatWalk doit être effectué au moins une fois par semaine, avec 6 à 10 exécutions pour assurer une performance continue de la tâche. Pour l’analyse des données, évaluez uniquement les exécutions conformes. Classez automatiquement les empreintes de pattes avec le logiciel CatWalk XT.Examinez manuellement les étiquettes d’impression des pattes. Corrigez les mauvaises étiquettes d’impression de pattes, ajoutez des étiquettes d’empreintes de pattes non détectées et supprimez tout bruit et les mauvaises étiquettes. Les résultats numériques affichés dans une feuille XL, montrant un certain nombre de paramètres de base.Pour plus d’informations sur chaque empreinte, classez les orteils des pattes postérieures. Cette analyse nécessite le module interactif de mesures d’empreinte. Définissez manuellement les marqueurs de l’analyse d’emprise.Analysez chaque empreinte de patte postérieure dans les trois séries conformes. Tracez une ligne du centre du premier oteil au centre du cinquième oteil pour mesurer l’écart entre les tteils. Tracez une ligne du centre du deuxième oteil au centre du quatrième oteil pour mesurer l’écart intermédiaire des cènes.Tracez une ligne du centre du troisième orteil au talon de la patte postérieure pour mesurer la longueur d’impression manuelle. Passez en revue les résultats numériques des mesures d’empreinte interactives affichées dans une feuille séparée. Les déficits de démarche peuvent être déterminés par la tâche de marche de faisceau.L’accent de la tâche de marche du faisceau dans ce sujet de recherche spécifique sera l’analyse de la coordination motrice et non l’évaluation de l’équilibre moteur. Pour la tâche de marche du faisceau, une poutre, une entretoise, une table, un arrière-plan uniforme et un caméscope sont nécessaires. Utilisez une poutre en bois de 90 centimètres de longueur, 1,7 centimètre de largeur et 2 centimètres de hauteur.Entraînez les animaux pendant sept jours. Placez le rat sur la plate-forme de départ de la poutre. Le rat doit traverser la poutre trois fois sans aucune interruption.Même si le rat atteint trois essais conformes au cours des trois premiers essais, un minimum de 6 à 10 essais doit être effectué pour une exécution continue des tâches. Sélectionnez les séquences vidéo de trois exécutions conformes à partir de l’enregistrement. Définissez le point d’heure de début et le point d’heure de fin des trois exécutions conformes sélectionnées.Ici, le point d’heure de début est étiqueté par une ligne noire sur la poutre, et le placement du premier membre postérieur derrière la ligne noire est défini comme le point de temps de début de la course. Le placement du premier membre postérieur sur la plate-forme à l’extrémité de la poutre définit le point de temps de fin. Ensuite, calculez le temps nécessaire au rat pour traverser le faisceau.Évaluez séparément le nombre d’étapes et d’erreurs de trois exécutions conformes pour les deux membres postérieurs, à l’aide de la fonction de zoom et de ralenti du logiciel. Les erreurs comprennent les glissades totales de pied et les glissades de demi-pied. Un glissement total du pied est défini comme un placement du pied qui est suivi d’un glissement profond, provoquant une perte de contact de la patte affectée avec la poutre.Un demi-glissement est défini comme la patte glissant du flanc de la poutre sans perdre le contact complet. Calculer le pourcentage de glissements de pied par rapport au nombre de pas pour traverser la poutre. La tâche de marche échelon d’échelle peut évaluer la fonction motrice, le placement des membres antérieurs et postérieurs, et la coordination entre les membres.Un appareil d’échelon d’échelle, une entretoise, une table, un arrière-plan uniforme et un caméscope sont nécessaires pour ce test comportemental. L’appareil d’échelon horizontal des lettres se compose d’échelons métalliques et de parois latérales en polycarbonate clair. Entraînez les animaux pendant huit jours.Placez le rat sur la zone de départ des opérateurs d’échelon d’échelle. Le rat doit traverser la passerelle de 100 centimètres de l’appareil d’échelon d’échelle trois fois sans interruption, afin qu’il puisse être considéré comme une course conforme. Sélectionnez les séquences vidéo de trois exécutions conformes à partir de l’enregistrement.Définissez le point d’heure de début et le point d’heure de fin des trois exécutions conformes sélectionnées. Le placement du membre postérieur derrière la première ligne noire sur le flanc de l’appareil définit le point de départ de la course. Le placement du premier membre avant derrière la deuxième ligne noire sur le flanc de l’appareil définit le point de temps de fin de la course.Ensuite, calculez la durée de la course à travers la passerelle. Marquez les trois exécutions conformes avec l’échelle de 7 catégories de Mets et de ses collègues en utilisant le ralenti ou la fonction image par image du logiciel. Déterminez le nombre d’étapes et le nombre d’erreurs en fonction des catégories de l’échelle pour chaque membre séparément.L’échelle distingue les catégories suivantes. Manque total. Glissement profond.Léger glissement. Remplacement.Correction. Placement partiel. Et le placement correct.Ensuite, calculez les erreurs par étape. Les résultats représentatifs de l’essai en plein champ de cinq minutes montrent que la blessure d’écrasement de nerf, cinq semaines après chirurgie, n’a aucun effet sur l’activité locomotrice. L’analyse de la démarche avec le système CatWalk XT génère de nombreux paramètres différents.Des altérations significatives ont pu être détectées pour la vitesse moyenne de course, la longueur de la foulée et la zone d’impression de la patte postérieure droite blessée par les nerfs. Les rats de type sauvage nerf-blessés ont montré un temps de latence sensiblement accru pour traverser le faisceau, comparé aux rats naïfs de type sauvage cinq semaines après la blessure. Comme lecture supplémentaire de la tâche de marche de faisceau, des glissades pleines et des demi-glissades du membre postérieur nerf-blessé ont été comptées et considérées comme une erreur pour l’analyse statistique.Le pourcentage d’erreurs par étape du membre postérieur droit blessé par les nerfs a été significativement augmenté chez les rats de type sauvage blessés par les nerfs, par rapport aux rats naïfs de type sauvage. Les données représentatives de la tâche de marche de l’échelon d’échelle ne montrent pas des changements significatifs dans le temps de latence pour traverser la passerelle de l’appareil d’échelon d’échelle, ou dans le pourcentage d’erreurs par étape du membre postérieur droit nerf-blessé. L’analyse du pourcentage d’erreurs par étape du membre postérieur blessé aux nerfs n’a tenu compte que du score de 0 à 2 de l’échelle des 7 catégories des Mets et de ses collègues.Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’effectuer une blessure d’écrasement de nerf sciatique, et comment mettre en œuvre une évaluation multifactorielle du comportement moteur chez les rats après l’écrasement unilatéral de nerf sciatique. Pour obtenir des résultats cohérents, reproductibles et comparables après une blessure d’écrasement de nerf sciatique, une méthode normalisée pour induire l’écrasement de nerf est essentielle, aussi bien qu’une caractérisation phénotypique normalisée. Une formation appropriée pour un test de comportement spécifique offre les avantages de gagner du temps lors de l’évaluation de l’expérience et d’obtenir de meilleurs résultats.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Axoplasm Isolation from Rat Sciatic Nerve

Isolement axoplasme du nerf sciatique du rat

Isolation of pure axonal cytoplasm (axoplasm) from peripheral nerve is crucial for biochemical studies of many biological processes. In this article, we ...

Recherche

Neurosciences

An Optic Nerve Crush Injury Murine Model to Study Retinal Ganglion Cell Survival

Un modèle Optic Nerve Crush blessures murins pour étudier la rétine de survie des cellules ganglionnaires

Injury to the optic nerve can lead to axonal degeneration, followed by a gradual death of retinal ganglion cells (RGCs), which results in irreversible ...

Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

Évaluation excitabilité nerveuse dans induits par la chimiothérapie Neurotoxicité

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. ...

Reproducible Mouse Sciatic Nerve Crush and Subsequent Assessment of Regeneration by Whole Mount Muscle Analysis

Reproductible écrasement du nerf sciatique de souris et l&#39;évaluation subséquente de la régénération par l&#39;analyse du Mont muscle entier

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Selective Tracing of Auditory Fibers in the Avian Embryonic Vestibulocochlear Nerve

Sélective traçage des fibres auditives dans le nerf vestibulo-cochléaire aviaire embryonnaire

The embryonic chick is a widely used model for the study of peripheral and central ganglion cell projections. In the auditory system, selective labeling ...

Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells to Evaluate Functional Recovery after Peripheral Nerve Injury

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Olfactory ensheathing cells (OECs) are neural crest cells which allow growth and regrowth of the primary olfactory neurons. Indeed, the primary olfactory ...

Unilateral Pyramidotomy of the Corticospinal Tract in Rats for Assessment of Neuroplasticity-inducing Therapies

Pyramidotomy unilatérale de la cortico Tract chez le rat pour l&#39;évaluation des thérapies de neuroplasticité induisant

The corticospinal tract (CST) can be completely severed unilaterally in the medullary pyramids of the rodent brainstem. The CST is a motor tract that has ...

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

In Vivo Transfert de gènes à des cellules de Schwann dans le nerf sciatique Rongeur par électroporation

The formation of the myelin sheath by Schwann cells (SCs) is essential for rapid conduction of nerve impulses along axons in the peripheral nervous ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

Analyse cinématique 3D pour l’évaluation fonctionnelle dans le modèle de rat de la blessure d’écrasement de nerf sciatique

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Measuring and Manipulating Functionally Specific Neural Pathways in the Human Motor System with Transcranial Magnetic Stimulation

Mesurer et manipuler des voies neuronales fonctionnellement spécifiques dans le système moteur humain avec stimulation magnétique transcrânienne

Understanding interactions between brain areas is important for the study of goal-directed behavior. Functional neuroimaging of brain connectivity has ...