Электронный тест фон Фрея, связанный со шкалой гримасы мыши, для оценки аллодинии и боли у мышей, инфицированных Trypanosoma evansi
Summary
В данной работе мы представляем протокол оценки ноцицепции у мышей, инфицированных Trypanosoma evansi, с использованием электронного аппарата фон Фрея в качестве инструмента, измеряющего механические пороги задней лапы и внутренних органов.
Abstract
Патогенез инфекционных заболеваний до сих пор остается сложной областью для изучения. У домашних животных может наблюдаться течение нескольких клинических признаков, таких как аллодиния и боль. Тем не менее, знание их путей и правильное лечение требуют контролируемых экспериментов, многие из которых проводятся с использованием лабораторных животных. Измерение изменений механических порогов задней лапы и внутренних органов является полезным методом для наблюдения за изменениями в восприятии боли у грызунов. Реакция отмены может быть измерена сначала в базовых тестах, что обеспечивает лучший контроль экспериментальных групп. Последующие тесты могут быть проведены после индуцирования инфекции и добавления препаратов в протокол. Использование электронного аппарата фон Фрея в сочетании с использованием лицевой шкалы для наблюдения за изменениями, подобными боли, позволяет проводить простую, точную и последовательную оценку аллодинии и боли у мышей. Таким образом, эксперименты с использованием настоящей методики для лечения инфекции Trypanosoma evansi представляют собой полезный метод оценки аллодинии и боли у лабораторно инфицированных животных, который может быть применен к традиционному лечению домашних животных.
Introduction
Trypanosoma evansi является этиологическим агентом заболевания, называемого в Южной Америке “surra” или “mal-das-cadeiras” 1,2. Обычно поражает лошадей и крупный рогатый скот, а также дикую фауну, передаваясь через летучих мышей-гематофагов, табанид и укусы мух 1,3. Сурра является основным заболеванием домашних животных, которое может привести к летальному исходу при отсутствии правильного лечения, проявляя неспецифические клинические признаки, такие как анемия, потеря аппетита и веса, мышечная слабость и аборты, которые могут варьироваться в зависимости от хозяина и географического региона 2,4,5,6.
Выраженность аллодинии и боли у инфицированных животных в течение болезни все еще является новой темой 2,7. Стремление понять патогенез, стоящий за этими признаками, является важным шагом для улучшения и уточнения используемого в настоящее время лечения путем добавления эффективных обезболивающих препаратов к классическому трипаноцидному протоколу 5,6. В этом сценарии возможность репликации болезни с использованием мышиной модели представляет собой преимущество, поскольку мышей можно легко содержать в контролируемых условиях в лаборатории, и, следовательно, результаты более стабильны, чем в полевых экспериментах с использованием домашнего скота.
Механический порог обычно получают с помощью электронного аппарата фон Фрея (EvF) для оценки аллодинии в огромном числе экспериментов 2,8,9. Этот прибор используется для оценки чувствительности тканей к механической стимуляции: как только аппарат касается лапы животного, через прикрепленный к прибору наконечник объемом 20-200 мкл, фиксируется сила, с которой животное отводит лапу.
Грызуны обычно используются в качестве стандартных животных в этих экспериментах, и большинство результатов экстраполируются на другие виды, поскольку большинство исследованных болезней происходят от других видов, на которых было бы трудно провести контролируемое исследование. Кроме того, аллодиния и боль тесно связаны. Использование специальной шкалы лица для оценки боли у инфицированных мышей играет важную роль в качестве подтверждающего адъюванта для подтверждения наличия боли в течение инфекции T. evansi 2,10.
В этом протоколе мы демонстрируем новую модель для оценки аллодинии и боли у мышей, экспериментально инфицированных T. evansi, демонстрируя высокую корреляцию между переменными, тем самым оказываясь сильной моделью. Кроме того, для проведения всей процедуры требуется небольшое количество исследователей, что снижает вероятность вмешательства человека во время эксперимента. Это также позволяет исследователю воспроизвести целевое заболевание во время острого течения и добавить несколько различных лечебных препаратов в экспериментальный дизайн, тем самым получая стабильные результаты за короткий период.
Protocol
Representative Results
Discussion
Важнейшим этапом в экспериментах с участием инфицированных животных является контроль уровня паразитемии. Различные штаммы T. evansi могут вести себя у мышей по-разному, что приводит к переходу от острых к хроническим инфекциям 2,4,5,6.<…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы выражают особую благодарность Государственному университету Санта-Катарины за финансовую поддержку, Лаборатории фармакологии животных и космоса, а также Лаборатории биохимии гемопаразитов и векторов за криоконсервированный образец крови, инфицированный T. evansi , использованный в этих экспериментах.
Materials
| 26 G 1/2" needle coupled to insulin syringe | TKL | 80288090100 | Used to infund solutions on laboratory animals |
| Accessories for von Frey analgesimeter | INSIGHT | EFF 303 | Containment box with support for digital analgesimeter assessment |
| D-(+)-Glucose | SIGMA-ALDRICH | G7021 | A monosaccharide which is the main source of energy in the form of ATP for living organisms |
| Digital analgesimeter | INSIGHT | von Frey Wi-Fi | The von Frey Wi-Fi is a portable device used to assess tissue sensitivity to mechanical stimuli |
| Gilson type 10 µL polypropylene tip | CRALPLAST | 18261 | Polypropylene to be used on eletronic von Frey apparatus, recommended for hind paw allodynia assessment |
| Laboratory water bath | BEING INSTRUMENT | BW-22P | Used to heat liquid and semi-solid substances contained in appropriate recipients to specific temperature |
| Phosphate buffered saline | SIGMA-ALDRICH | 806552 | A balanced salt solution buffer used for a variety of cell culture applications |
| Swiss mice (Mus musculus) from both gender | UFSC | Swiss Webster | Laboratory animals used for controlled experiments |
| Trypanosoma evansi cryiopreserved sample | UDESC | – | Sample used to infect all mice, ceded by the Hemoparasites and Vectors Biochemistry Laboratory |
| Universal type 10 µL polypropylene tip | CRALPLAST | 18171 | Polypropylene to be used on eletronic von Frey apparatus, recommended for visceral allodynia assessment |
References
- Desquesnes, M., et al. Trypanosoma evansi and surra: a review and perspectives on origin, history, distribution, taxonomy, morphology, hosts, and pathogenic effects. BioMed Research International. 2013, 194176 (2013).
- Cipriani, D. S., et al. Experimental Trypanosoma evansi infection induces pain along with oxidative stress, prevented by COX-2 inhibition. Experimental Parasitology. 247, 108477 (2023).
- Paim, F. C., et al. Cytokines in rats experimentally infected with Trypanosoma evansi. Experimental Parasitology. 128 (4), 365-370 (2011).
- Gillingwater, K., et al. In vivo investigations of selected diamidine compounds against Trypanosoma evansi using a mouse model. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 53 (12), 5074-5079 (2009).
- Dkhil, M. A., et al. Treatment of Trypanosoma evansi-infected mice with Eucalyptus camaldulensis led to a change in brain response and spleen immunomodulation. Frontiers in Microbiology. 13, 833520 (2022).
- Dkhil, M. A., et al. Murine liver response to Allium sativum treatment during infection induced-trypanosomiasis. Saudi Journal of Biological Sciences. 28 (6), 3270-3274 (2021).
- Martins de Moraes, C., et al. Infection by Trypanosoma evansi in horses from Brazil. Revista Portuguesa de Ciências Veterinárias. 102 (561-562), 159-163 (2007).
- Martinov, T., et al. Measuring changes in tactile sensitivity in the hind paw of mice using an electronic von Frey apparatus. Journal of Visualized Experiments. 82, e51212 (2013).
- Rodríguez-Angulo, H., et al. Role of TNF in sickness behavior and allodynia during the acute phase of Chagas’ disease. Experimental Parasitology. 134 (4), 422-429 (2013).
- Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nature Methods. 7, 447-449 (2010).
- Eijkelkamp, N., et al. Increased visceral sensitivity to capsaicin after DSS-induced colitis in mice: spinal cord c-Fos expression and behavior. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 293 (4), 749-757 (2007).
- Mekata, H., et al. Expression of regulatory dendritic cell-related cytokines in cattle experimentally infected with Trypanosoma evansi. Journal of Veterinary Medical Science. 77 (8), 1017-1019 (2015).
- Mukaka, M. M. Statistics corner: a guide to appropriate use of correlation coefficient in medical research. Malawi Medical Journal. 24 (3), 69-71 (2012).
- Schober, P., et al. Correlation coefficients: appropriate use and interpretation. Anesthesia and Analgesia. 126 (5), 1763-1768 (2018).
- Kamidi, C. M., et al. Differential virulence of camel Trypanosoma evansi isolates in mice. Parasitology. 145 (9), 1235-1242 (2018).
- Mekata, H., et al. Isolation, cloning, and pathologic analysis of Trypanosoma evansi field isolates. Parasitology Research. 112, 1513-1521 (2013).
- Silva, A. S., et al. Trypanosoma evansi pathogenicity strain in rats inoculated with parasite in fresh and cryopreserved blood. Ciência Rural. 39 (6), 1842-1846 (2009).
- Silva, A. S., et al. Acetylcholinesterase activity and lipid peroxidation in the brain and spinal cord of rats infected with Trypanosoma evansi. Veterinary Parasitology. 175, 237-244 (2011).
- Diógenes, A. K. L., et al. Concurrent validity of electronic von Frey as an assessment tool for burn associated pain. Burns. 46 (6), 1328-1336 (2020).
- Kalueff, A. V., et al. Neurobiology of rodent self-grooming and its value for translational neuroscience. Nature Reviews Neuroscience. 17, 45-59 (2016).
