Name: urokinase-type plasminogen activator-induced mouse back pain model
Uploaded: 2023-09-01T12:00:00
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La subvención fue proporcionada por NIH HEAL UG3 NS123958. Las instalaciones de alojamiento fueron inspeccionadas y acreditadas por AAALAC. Los animales fueron alojados en las instalaciones de alojamiento del Centro de Recursos Animales (ARC, por sus siglas en inglés) mantenidas por el personal del laboratorio y el personal de la División de Recursos de Laboratorio y Animales (DLAR, por sus siglas en inglés). Los procedimientos para las pruebas conductuales son métodos estándar en el campo aprobados por la Sociedad Americana del Dolor y la Asociación Internacional para el Estudio del Dolor. El método de eutanasia es consistente con las recomendaciones del Panel de Eutanasia de la Asociación Americana de Medicina Veterinaria.

Todos los procedimientos con animales descritos cumplen con la Guía de los NIH para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio. Los estudios fueron aprobados por el Comité de Cuidado y Uso Institucional local (IACUC #23-201364-HSC) del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Nuevo México. Todos los estudios cumplen con las políticas bajo los auspicios de una Garantía de Cumplimiento de la OLAW (A3002-01) sobre el uso de animales en investigación, como se describe en la Parte III. II. Garantías y certi...

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	<li>O'Sullivan, P. B., 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=Back+to+basics:+10+facts+every+person+should+know+about+back+pain.">Back to basics: 10 facts every person should know about back pain.</a> British Journal of Sports Medicine. 54 (12), 698-699 (2020).</li><li>Nauta, H. J., McIlwrath, S. L., Westlund, K. 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S., Vetter, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+used+to+evaluate+pain+behaviors+in+rodents.">Methods used to evaluate pain behaviors in rodents.</a> Frontiers in Molecular Neuroscience. 10, 284 (2017).</li><li>David, D. 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=Neurogenesis-dependent+and+-independent+effects+of+fluoxetine+in+an+animal+model+of+anxiety/depression.">Neurogenesis-dependent and -independent effects of fluoxetine in an animal model of anxiety/depression.</a> Neuron. 62 (4), 479-493 (2009).</li><li>Yalcin, 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=A+time-dependent+history+of+mood+disorders+in+a+murine+model+of+neuropathic+pain.">A time-dependent history of mood disorders in a murine model of neuropathic pain.</a> Biological Psychiatry. 70 (10), 946-953 (2011).</li><li>Madathil, S. 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=Astrocyte-specific+overexpression+of+insulin-like+growth+factor-1+protects+hippocampal+neurons+and+reduces+behavioral+deficits+following+traumatic+brain+injury+in+mice.">Astrocyte-specific overexpression of insulin-like growth factor-1 protects hippocampal neurons and reduces behavioral deficits following traumatic brain injury in mice.</a> PloS One. 8 (6), e67204 (2013).</li><li>Sugimoto, H., Kawakami, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-cost+protocol+of+footprint+analysis+and+hanging+box+test+for+mice+applied+the+chronic+restraint+stress.">Low-cost protocol of footprint analysis and hanging box test for mice applied the chronic restraint stress.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (143), e59027 (2019).</li><li>Hassan, 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=Identifying+chronic+low+back+pain+phenotypic+domains+and+characteristics+accounting+for+individual+variation:+a+systematic+review.">Identifying chronic low back pain phenotypic domains and characteristics accounting for individual variation: a systematic review.</a> Pain. , (2023).</li></ol>

Este modelo de dolor de espalda crónico es fácil de inducir, y la hipersensibilidad establecida en 1 semana puede durar hasta (y posiblemente más) 8 semanas. Esto permite un estudio preciso del estado de dolor crónico a diferencia de otros modelos agudos que solo duran una o dos semanas. Si bien mostramos el modelo en ratones, el modelo CBP inducido por uPA también se puede establecer en ratas2. Una ventaja del modelo es que el curso prolongado del tiempo provoca el desarrollo de comportamien...

El dolor lumbar es una de las causas más comunes de discapacidad, ya que 1 de cada 5 personas losufre en todo el mundo. A pesar de estos esfuerzos, pocos modelos animales confiables de dolor de espalda se utilizan popularmente en la investigación con animales en el campo del dolor, especialmente en ratones. Los modelos anteriores han utilizado casi exclusivamente ratas para la inducción de dolor de espalda crónico (CBP), como los inducidos por la inyección de un activador del plasminógeno urinario (uPA) en la articulación facetaria lumbar 2,3, la inyección de factor de crecimiento nervioso (NGF) en la musculatura del tronco4, o yodoacetato monosódico (MIA)5 o interleucina-1beta6 Inyección en el disco intravertebral. Por supuesto, las ratas son las preferidas para estos modelos principalmente debido a su mayor tamaño y facilidad de acceso para la inyección de agentes inflamatorios.
Para ser claros, existen modelos de ratón de dolor de espalda, como el modelo de ratón de degeneración del disco intervertebral sin SPARC, utilizado durante muchos años7, pero su establecimiento es más costoso y requiere más tiempo que los modelos basados en inyecciones. Un estudio reciente con ratones estableció un modelo de dolor lumbar mediante la combinación de la inyección de NGF en los músculos de la espalda baja con el estrés de restricción crónica vertical8. En el siguiente protocolo, hemos adaptado el modelo de CBP inducido por uPA de ratas para ratones2. La hipersensibilidad se establece en 1 semana y persiste hasta 6-8 semanas. Además, establecemos que los ratones desarrollan comportamientos similares a la ansiedad y la depresión. Dada la prevalencia del dolor de espalda y el uso más común de ratones en la investigación molecular del dolor, este modelo duradero se establece fácilmente para su uso en el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento para el alivio del dolor de espalda.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Animals and Consumables</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% ethanol</td>
			<td>Local Source</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BALB/c mice</td>
			<td>Envigo</td>
			<td></td>
			<td>20-25 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton balls</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19-090-702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton-tipped applicators</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19-062-616</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane inhalant anesthetic</td>
			<td>MedVet</td>
			<td>RXISO-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labeling tape</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NGFP7002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrile exam gloves</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen tank</td>
			<td>Local Source</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical drape, Steri-Drape Utility Sheet, Absorbent Prevention</td>
			<td>VWR</td>
			<td>76246-788</td>
			<td>cut into 15 x 15 cm pieces</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon tubing with 3 mm inner diameter</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>22XH87</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#11 carbon steel scalpel blades</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21909-612</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia induction chamber&#160;</td>
			<td>Summit Medical Equipment Company</td>
			<td>AS-01-0530-LG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave</td>
			<td>Local Unit</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biology Dumont #5 forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11252-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass bead sterilizer Germinator 500</td>
			<td>VWR</td>
			<td>102095-946</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IITC Life Sciences Series 8 Model PE34 Hot/Cold Plate Analgesia Meter</td>
			<td>IITC</td>
			<td>PE34</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Integra Miltex cotton &#38; dressing pliers&#160;</td>
			<td>Safco Dental Supply</td>
			<td>66-317</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OPTIKA CL31 double arm LED illuminator&#160;</td>
			<td>New York Microscope Company</td>
			<td>OPCL-31</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plantar Test System with InfraRed Emitter, i. e. Hargreaves Apparatus</td>
			<td>Ugo Basile</td>
			<td>37370-001 and 37370-002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Handle No. 3</td>
			<td>VWR</td>
			<td>25607-947</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small animal heating pad&#160;</td>
			<td>Valley Vet Supply</td>
			<td>47375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Student Vannas spring scissors, straight blade&#160;</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>91500-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Table top animal research portable anesthesia workstation &#8220;PAM&#8221;</td>
			<td>Patterson Scientific</td>
			<td>AS-01-0007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Von Frey Filaments</td>
			<td>Ugo Basile</td>
			<td>37450-275</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

urokinase-type plasminogen activator-induced mouse back pain model

Se puede inducir un modelo de dolor lumbar persistente en ratones con la metodología simple descrita en este documento. Aquí se proporcionan métodos paso a paso para la inducción simple y rápida de un modelo de dolor de espalda persistente en ratones utilizando una inyección de activador del plasminógeno de tipo uroquinasa (uroquinasa), una serina proteasa presente en humanos y otros animales. La metodología para la inducción del dolor lumbar persistente en ratones implica una simple inyección de uroquinasa a lo largo de la región de inserción ligamentosa de la columna lumbar. El agente inflamatorio de la uroquinasa activa el plasminógeno a plasmina. Normalmente, el modelo puede inducirse en 10 minutos y la hipersensibilidad persiste durante al menos 8 semanas.
La hipersensibilidad, la alteración de la marcha y otras medidas estándar similares a la ansiedad y la depresión se pueden probar en el modelo persistente. El dolor de espalda es el tipo de dolor más prevalente. Para mejorar la concienciación sobre el dolor de espalda, la Asociación Internacional para el Estudio del Dolor (IASP) nombró a 2021 el "Año Mundial sobre el Dolor de Espalda" y a 2022 el "Año Mundial para Trasladar el Conocimiento del Dolor a la Práctica". Una limitación del avance terapéutico de la terapéutica del dolor es la falta de modelos adecuados para evaluar el dolor persistente y crónico. Las características de este modelo son adecuadas para probar posibles terapias dirigidas a la reducción del dolor de espalda y sus características auxiliares, lo que contribuye a que la IASP haya nombrado 2022 como el Año Mundial para Trasladar el Conocimiento del Dolor a la Práctica.

Pruebas conductuales relacionadas con la nociceptividad y análisis de datos Medidas evocadas La hipersensibilidad en la almohadilla del pie se desarrolla dentro de un día después de la inyección de uroquinasa. En 1 semana, el umbral de retirada se reduce significativamente y persiste hasta la eutanasia; esto se muestra a lo largo de la semana postquirúrgica 4 (Figura 4A). La latencia de retirada de las patas se analiza mediante el método up-down ...

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Urokinase-type Plasminogen Activator-induced Mouse Back Pain Model

Aquí se proporcionan métodos para la inducción simple y rápida de un modelo de dolor de espalda en ratones utilizando una inyección intraligamentosa de activador del plasminógeno urinario.

Modelo de dolor de espalda de ratón inducido por activador del plasminógeno de tipo uroquinasa

A model of persisting lower back pain can be induced in mice with the simple methodology described herein. Step-by-step methods for simple, rapid ...

Este protocolo describe un método no invasivo para inducir dolor de espalda crónico en ratones durante un máximo de 10 semanas, que se puede realizar de forma rápida y fiable con un entrenamiento mínimo. El aspecto más difícil de esta técnica es reconocer cómo se siente la inyección de ligamento frente a la inyección de músculo. Sentir resistencia al contacto indica una inyección de ligamentos.La ausencia de resistencia significa que la aguja podría estar en el músculo o en la cavidad abdominal. Para empezar, toma una superficie plana estéril para colocar el ratón. Luego, coloque una estación de recuperación de almohadillas térmicas junto a la configuración de la cirugía para transferir inmediatamente a los ratones después de la inyección.A continuación, prepare la uroquinasa y una jeringa Hamilton. Extrae la solución de antemano para minimizar el tiempo que el ratón pasa bajo anestesia. Después de anestesiar al ratón, use dos dedos para ubicar los segmentos lumbares de la columna vertebral en L2 y L3 debajo de la caja torácica y verifique el sitio de inyección.Coloque la punta de la jeringa Hamilton junto a la columna vertebral. Coloque la jeringa en un ángulo de aproximadamente 45 grados en el ligamento inmediatamente adyacente al hueso. Inserte la punta de la aguja suavemente, pero con firmeza, en el ligamento e inyecte lentamente hasta que se hayan inyectado los cinco microlitros.Retire la aguja suave y lentamente. Luego, coloque el mouse en la estación de recuperación de calor hasta que se despierte y se vuelva móvil. Revise a los ratones durante una hora después de la cirugía para asegurarse de que toda la función motora normal continúe.Después de la cirugía, revise el peso y el sitio de inyección de los ratones diariamente durante una semana para prevenir cualquier infección o complicación. Antes de la prueba, mueva a cada animal a un cubículo transparente separado en la mesa de prueba con una pantalla superior. A continuación, estimula la almohadilla del pie con el filamento Von Frey 3.61 que provoca cuatro gramos de fuerza.Un retiro del pie de tres a cinco estímulos se considera una respuesta positiva. Ahora, aplica el siguiente filamento más débil de la serie hasta que el animal deje de responder a la estimulación mecánica. Utiliza el filamento superior hasta que se produzca una respuesta, y luego vuelve al filamento inferior.Utilizando un algoritmo de ajuste de curvas, calcule el umbral de retirada mecánica, que es la cantidad mínima de fuerza necesaria para provocar una respuesta el 50% de las veces. Para realizar la prueba de Hargreaves, coloque a los ratones en cubículos sobre una superficie de vidrio calentada desde abajo por un emisor de infrarrojos. Mida el tiempo desde que se aplica el estímulo de luz infrarroja en la pata trasera del ratón hasta la retirada como latencia del pie.Para la prueba de placa fría, coloque a los ratones en el aparato de placa fría enfriado a menos nueve grados centígrados. Registre el tiempo que tarda el ratón en levantar el pie después de ser colocado en el aparato como la latencia para retirar el pie. Para realizar la prueba de ansiedad, coloque a cada animal en la caja de prueba de preferencia de lugar con un pasillo entre dos cámaras.Una cámara del aparato debe estar bien iluminada, mientras que el lado opuesto debe permanecer oscuro. Usando una computadora, monitoree los tiempos de ocupación y las transiciones de luz y oscuridad del animal durante una prueba de 10 minutos. A continuación, coloque los roedores modelo o los animales ingenuos en el laberinto cero, o utilice la prueba de preferencia de lugar claro u oscuro de dos cámaras.Evalúe el tiempo que pasa en áreas cerradas y abiertas del laberinto usando un cronómetro. Para la prueba de depresión por salpicadura de sacarosa, rocíe una solución de sacarosa al 10 a 30% en el código dorsal y marque la frecuencia, la duración y la latencia del aseo durante 10 minutos. Para realizar pruebas de objetos novedosos, aclimate a los ratones individualmente a una jaula de plástico transparente con la parte superior abierta durante una hora.Añade dos minifiguras de juguete idénticas en las esquinas opuestas de la jaula durante cinco minutos. Aclimatar a los animales el día de la prueba durante una hora y colocar las dos minifiguras idénticas en las mismas posiciones de la jaula durante cinco minutos antes de devolverlas a la jaula de origen. Luego, reemplace una de las figuras originales con un objeto novedoso claramente diferente.Después de cuatro horas, devuelva los ratones a la jaula de prueba y registre el tiempo dedicado a explorar los objetos. Para la evaluación de la función motora, construya un túnel a partir de un tubo de toalla de papel cortado a lo largo en un borde. Extienda el túnel sobre una hoja de papel de impresora limpia.Sostén a los ratones suavemente hasta que se calmen. Aplique tinta china no tóxica en las patas de un ratón colocándolas en un tintero, una almohadilla para sellos o con un hisopo de algodón. Suelta a los ratones en la entrada del túnel.Permíteles correr por el túnel y capturarlos al final. Puntúa las huellas de las patas en función de la longitud de la zancada, la anchura de la zancada y la extensión de los dedos. Los ensayos de hipersensibilidad mecánica y térmica demostraron que los ratones con dolor de espalda crónico tenían una sensibilidad mecánica, al calor y al frío significativamente mayor en comparación con los controles ingenuos.El análisis de la ansiedad mostró que el tiempo total pasado en la cámara de luz de la caja de luz y oscuridad y el número de eventos de cría fueron significativamente menores en ratones con dolor de espalda crónico, lo que indica ansiedad. Durante la prueba de salpicaduras de sacarosa, los ratones con dolor de espalda crónico mostraron un menor tiempo de acicalamiento y menor número de acicalamientos. Sin embargo, la cantidad de tiempo antes de que comience el aseo aumentó significativamente.La longitud de la zancada entre los ratones con dolor de espalda crónico y los ratones ingenuos fue significativamente diferente. Lo más importante que debe recordar al intentar este procedimiento es que su objetivo son los ligamentos alrededor de la columna vertebral, no el músculo. El modelo de dolor de espalda crónico proporciona una herramienta confiable para evaluar una variedad de investigaciones novedosas, farmacológicas y otras terapias potenciales.

Research

JoVE Journal

Behavior

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

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

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

Investigación

Comportamiento

Determining Pain Detection and Tolerance Thresholds Using an Integrated, Multi-Modal Pain Task Battery

La determinación de detección de dolor y umbrales de tolerancia Usando un sistema integrado, multi-modal de Dolor de tareas de la batería

Human pain models are useful in the assessing the analgesic effect of drugs, providing information about a drug&#39;s pharmacology and identify ...

A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans

Un Protocolo de Pruebas manual para medir la sensación y el dolor en los seres humanos

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study ...

Treating Low Back Pain in Failed Back Surgery Patients with Multicolumn-lead Spinal Cord Stimulation

Tratamiento de dolor lumbar en pacientes de cirugía de espalda fallida con estimulación medular Multicolumn-plomo

Failed back surgery syndrome (FBSS) refers to persistent, chronic pain following spinal surgery. Spinal cord stimulation with dorsal epidural leads can be ...

Measuring Active and Passive Tameness Separately in Mice

Medición activa y pasiva mansedumbre por separado en ratones

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two ...

Chronic Post-Ischemia Pain Model for Complex Regional Pain Syndrome Type-I in Rats

Modelo de dolor crónico post-ischemia para el síndrome de dolor regional complejo tipo I en ratas

Complex regional pain syndrome type-I (CRPS-I) is a neurological disease that causes severe pain among patients and remains an unresolved medical ...

Investigating Pain-Related Avoidance Behavior using a Robotic Arm-Reaching Paradigm

Investigar el comportamiento de evitación relacionado con el dolor usando un paradigma robótico de alcance de brazos

Avoidance behavior is a key contributor to the transition from acute pain to chronic pain disability. Yet, there has been a lack of ecologically valid ...

Back Mechanical Sensitivity Assessment in the Rat for Mechanistic Investigation of Chronic Back Pain

Evaluación de la sensibilidad mecánica de la espalda en la rata para la investigación mecanicista del dolor de espalda crónico

Low back pain is the leading cause of disability worldwide, with dramatic personal, economic, and social consequences. To develop novel therapeutics, ...