We would like to acknowledge Beth Levine for critically reviewing the manuscript, Valerie Tassinari for developing the genotyping protocol, and Matt Ferola and Carlos Maya for their exceptional animal care.

Todos os experimentos são conduzidos de acordo com os protocolos descritos pelos Institutos Nacionais de Saúde Guia para o Cuidado e Uso de Animais e foram aprovados pelo cuidado com os animais institucional e uso comitê do ALS TDI (IACUC). 1. Os animais, habitação e desenho do estudo Nota: O rato colônia SOD1-G93A foi derivado do elevado número de cópias B6SJLTgN (SOD1G93A) estirpe 1Gur originalmente produzido por Gurney et al 7.. A colónia está actualmente a ser mantido pelo cruzamento de machos transgénicos C57BL / 6-SJL com o tipo selvagem fêmeas C57BL / 6-F1 SJL. Os animais F1 são gerados pelo cruzamento de SJL machos com fêmeas B6. Os ratinhos são enviados para a ALS TDI semanal em 35-45 dias de idade. <ol><li> Permitir ratinhos pelo menos uma semana de aclimatação à unidade de animais (12-h luz / escuridão a uma temperatura de 18-23 ° C e 40-60% de humidade) antes de atribuir a um estudo. </li><li> Casa masculino SOD1 G93A-mice um rato por gaiola, desde grupo alojados machos tendem a lutar. Casa ratos fêmea SOD1-G93A até dois por gaiola. Proporcionar um enriquecimento ambiental, na forma de cabanas de plástico. Fornecer alimentos e água ad libitum, a menos que os ratos são parte de um estudo que requer a administração do fármaco em água potável / alimento. Nestes casos, ração e comida registro e água. </li><li> Começar um estudo fármaco-eficácia em torno de 50 dias de idade e incluem 64 camundongos com equilíbrio de gênero de correspondência de maca (32 por coorte). Por fim, garantir que os investigadores realizam os estudos estão cegos para as condições experimentais. Nota: É recomendado que um estudo típico droga-eficácia começa no dia de idade 50 Contudo, com base no tipo de intervenção terapêutica pode ser preferível começar o estudo mais cedo ou mais tarde. Nota: Um estudo com 32 ratos por grupo é alimentado para detectar drogas efeitos específicos de cada sexo. Se não forem necessárias comparações específicas de gênero, 24 ratos por grupo deve ser suficiente para detectar drogas efeitos globais.</li></ol> 2. Peso Corporal <ol><li> Os pesos corporais para todos os ratinhos a ficha em estudos diariamente com uma precisão de um décimo de um grama. Nota: O peso corporal é um indicador sensível da progressão da doença e de qualquer mal-estar que pode resultar do tratamento crônico de drogas. </li><li> Corpo pesos mouse variar consideravelmente durante o curso de um dia, sendo maior no período da manhã, assim gravá-los em torno do mesmo tempo todos os dias. </li></ol> 3. Neurological Scoring System (NeuroScore) <ol><li> Avaliar pontuações neurológicas (NS) para cada rato diariamente, observando o mouse sob as seguintes três condições realizadas sequencialmente: a) o mouse é suspenso pela cauda, ​​b) o mouse é permitido andar, e após o início da paralisia c) a rato é colocado no seu lado. <ol><li> Para o teste de suspensão pela cauda, ​​segurar o rato de cerca de 1,5 &quot;a partir da base da cauda sobre a parte superior do fio da sua gaiola durante 1-2 segundos, para longe da bacia de alimentos, enquanto observing membros posteriores. Repita o teste de suspensão 3 vezes e registar o resultado mais consistente. </li><li> Para o teste de caminhada, coloque o mouse sobre uma superfície limpa que fornece alguma tração e uma curta distância de 25 cm (eg., Uma toalha de papel gravada para baixo para evitar o deslize). Permitir que o mouse para andar um total de 75 cm (comprimento 3X da toalha de papel), observando a marcha. </li><li> Para o teste de &quot;reflexo de endireitamento&quot;, coloque o mouse sobre o lado esquerdo ou direito e usando um cronômetro medir o tempo que leva para se endireitar-se sem ajuda de ambos os lados. Nota: Apenas um estudo deste teste é necessário. </li></ol></li><li> Determine o NS de cada membro posterior (esquerda ou direita) de forma independente em uma escala de 0 a 4. Nota: Por exemplo, uma pontuação de 0, 1 indica que o membro esquerdo NS é 0, enquanto o direito dos membros posteriores NS é 1. </li><li> Atribuir pontuações neurológicas (0-4) que correspondem ao seguinte conjunto de observações (resumo no Quadro 1):<ol><li> Atribuir NS 0 (pré-sintomático) se o seguinte é observado: Quando o mouse é suspenso pela cauda, ​​o membro posterior apresenta um splay normal, ou seja, ele está totalmente estendido longe da linha média lateral e permanece nessa posição por 2 segundos ou mais longo. Quando o mouse é permitido andar, marcha normal é observado. </li><li> Atribuir NS 1 (primeiros sintomas) se o seguinte é observado: Quando o mouse é suspenso pela cauda, ​​o membro posterior apresenta um splay anormal, ou seja, é recolhido ou ruiu parcialmente em direção a linha média lateral ou ela treme durante a suspensão da cauda ou é retraída / apertou. Quando o mouse é permitido andar, marcha normal ou um pouco lento é observado. </li><li> Atribuir NS 2 (início da paresia) se o seguinte é observado: Quando o mouse é suspenso pela cauda, ​​o membro posterior é parcial ou completamente destruídas, não se estendendo muito. (Há ainda pode ser o movimento articular). Quando o mouse é permitido andar, o membro posterior é usado para mot frenteion no entanto enrolar os dedos dos pés para baixo, pelo menos duas vezes durante a 90 centímetros caminhada ou qualquer parte do pé está se arrastando ao longo fundo da gaiola / table. Quando o mouse é colocado em seu lado esquerdo e direito, ele é capaz de endireitar-se dentro de 10 segundos de ambos os lados. </li><li> Atribuir NS 3 (Paralisia) se o seguinte é observado: Quando o mouse é suspenso pela cauda, ​​há paralisia rígida na hindlimb OU movimento articular mínima. Quando o mouse é permitido andar há movimento para a frente no entanto, o membro posterior não está sendo usado para o movimento para a frente. Quando o mouse é colocado em seu lado esquerdo e direito, ele é capaz de endireitar-se dentro de 10 segundos de ambos os lados. Nota: Raramente, após o início da paralisia, umidade urina pode aparecer nos membros posteriores. Umidade urina não tratada pode resultar em urina &quot;queimadura&quot; e lesões de pele. Trate umidade urina por corte o cabelo, aplique água morna para remover absorve a urina, e secar delicadamente. Se as lesões cutâneas estão presentes aplicar antibioTic pomada. </li><li> Atribuir NS 4 (Humane ponto final) se o seguinte é observado: Quando o mouse é suspenso pela cauda, ​​há paralisia rígida nos membros posteriores. Quando o rato é permitido a andar, não há movimento para a frente. Quando o mouse é colocado sobre a sua esquerda e direita ele não é capaz de endireitar-se dentro de 10 segundos a partir do lado também. Ou seja, ausência de reflexo de endireitamento. </li></ol></li></ol> 4. Entrada de Dados e Análise <ol><li> Durante o curso de um estudo de eficácia da droga, inserir os dados coletados para cada rato em um Sistema de Gerenciamento de Informações de Laboratório (LIMS) ou em um software de planilha disponível no mercado. Nota: O software LIMS ALS TDI-desenvolvido é um repositório central de todos os dados coletados a partir de estudos internos, tornando estes dados convenientemente acessível ao longo do tempo para os pesquisadores ALS TDI. LIMS rastreia qualquer ratinho individual, com a sua identificação única, de volta à sua linhagem, peso corporal ou pontuação neurológica em todos os dias de estudo,e inclui quaisquer outras observações feitas durante a sua vida. LIMS acaba por gerar uma planilha que é usado para análises posteriores. </li><li> Após a conclusão de um estudo de drogas eficácia, ou seja, quando todos os ratos atingir o ponto final mais humano, software uso de planilha (consulte a Tabela de Materiais) para calcular a NS combinado para cada rato, para cada dia pela média do membro posterior esquerda e direita NS . Em seguida, calcular a idade média a cada NS para cada rato e do número de dias de cada rato gasta em um determinado NS. </li><li> Analisar as mudanças globais em NS ao longo do tempo, importando os dados do software de planilha eletrônica para o software estatístico (ver Tabela de Materiais). Caber estes dados utilizando um modelo de regressão logística ordinal que estima o NS esperado, com idade média no NS e de tratamento da toxicodependência como efeitos na regressão. Usando o teste do qui-quadrado de log-rank estimar a probabilidade efeito probabilidade e determinar se o efeito da droga-tratamento sobre a progressão NS é estatísticaly significativa (ver arquivo de código suplementar para obter instruções passo-a-passo). Nota: Um valor de p &lt;0,05 é considerado estatisticamente significativo. Nota: Este método de análise estatística respeita a natureza ordinal dos dados NS e à natureza variável das trajetórias NS para ratos individuais. É preferível porque as trajetórias individuais NS pode ser marcadamente diferente resultando em NS médias de grupo associado em tempo que não são suficientemente reflexiva de respostas NS. Além disso, em alguns casos NS pode flutuar, particularmente quando na gama de zero a um. </li><li> Finalmente, o uso de software de gráficos (ver Tabela de Materiais) para gerar &quot;ordinal esperado NS vs Idade mediana no NS&quot; gráficos para animais tratados com a droga e controle (Figura 2; consulte Código Suplementar arquivo para obter instruções passo-a-passo). Use estes gráficos para estimar convenientemente deslocamentos entre os grupos tratados com o fármaco e de controlo pela interpolação do eixo-y a idade média de início da doença (i.e., NS 2) no eixo dos x. Nota: A diferença na idade média entre os dois grupos representa uma mudança induzida por drogas e é considerado como uma medida prática da magnitude do efeito. Nota: desvios para a direita na curva de NS vs idade mediana esperada indicam retardou a progressão da doença sintomática. Por outro lado, os desvios para a esquerda na NS vs a curva idade mediana esperada acelerado indicam a progressão da doença sintomática. </li></ol>

<ol>
	<li>Gurney, M. 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=Motor+neuron+degeneration+in+mice+that+express+a+human+Cu,Zn+superoxide+dismutase+mutation.">Motor neuron degeneration in mice that express a human Cu,Zn superoxide dismutase mutation.</a> Science. 264 (5166), 1772-1775 (1994).</li><li>Rosen, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+Cu/Zn+superoxide+dismutase+gene+are+associated+with+familial+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Mutations in Cu/Zn superoxide dismutase gene are associated with familial amyotrophic lateral sclerosis.</a> Nature. 362 (6415), 59-62 (1993).</li><li>Gurney, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+transgenic+mouse+models+of+amyotrophic+lateral+sclerosis+in+preclinical+drug+studies.">The use of transgenic mouse models of amyotrophic lateral sclerosis in preclinical drug studies.</a> J Neurol Sci. 152, Suppl. 1 (6415), (1997).</li><li>Scott, 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=Design,+power,+and+interpretation+of+studies+in+the+standard+murine+model+of+ALS.">Design, power, and interpretation of studies in the standard murine model of ALS.</a> Amyotroph Lateral Scler. 9 (1), 4-15 (2008).</li><li>Hegedus, J., Putman, C. T., Gordon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+course+of+preferential+motor+unit+loss+in+the+SOD1+G93A+mouse+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Time course of preferential motor unit loss in the SOD1 G93A mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Neurobiol. Dis. 28 (2), 154-164 (2007).</li><li>Gordon, T., Ly, V., Hegedus, J., Tyreman, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+detection+of+denervated+muscle+fibers+in+hindlimb+muscles+after+sciatic+nerve+transection+in+wild+type+mice+and+in+the+G93A+mouse+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Early detection of denervated muscle fibers in hindlimb muscles after sciatic nerve transection in wild type mice and in the G93A mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Neurol. 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Y., Kliot, M., Moller, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+disease+onset+and+progression+in+the+SOD1+mouse+model+of+ALS.">Assessing disease onset and progression in the SOD1 mouse model of ALS.</a> Neuroreport. 14 (7), 1051-1054 (2003).</li><li>Azari, M. 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=Behavioural+and+anatomical+effects+of+systemically+administered+leukemia+inhibitory+factor+in+the+SOD1(G93A+G1H)+mouse+model+of+familial+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Behavioural and anatomical effects of systemically administered leukemia inhibitory factor in the SOD1(G93A G1H) mouse model of familial amyotrophic lateral sclerosis.</a> Brain Res. 982 (1), 92-97 (2003).</li><li>Guan, Y., 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=Thiazolidinediones+expand+body+fluid+volume+through+PPARgamma+stimulation+of+ENaC-mediated+renal+salt+absorption.">Thiazolidinediones expand body fluid volume through PPARgamma stimulation of ENaC-mediated renal salt absorption.</a> Nat. Med. 11 (8), 861-866 (2005).</li><li>Savcheniuk, O. 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H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TDP-43-based+animal+models+of+neurodegeneration:+new+insights+into+ALS+pathology+and+pathophysiology.">TDP-43-based animal models of neurodegeneration: new insights into ALS pathology and pathophysiology.</a> Neurodegener. Dis. 8 (4), 262-274 (2011).</li><li>Hatzipetros, T., 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=C57BL/6J+congenic+Prp-TDP43A315T+mice+develop+progressive+neurodegeneration+in+the+myenteric+plexus+of+the+colon+without+exhibiting+key+features+of+ALS.">C57BL/6J congenic Prp-TDP43A315T mice develop progressive neurodegeneration in the myenteric plexus of the colon without exhibiting key features of ALS.</a> Brain Res. 1584, 59-72 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Neste relatório, nós descrevemos um protocolo de vídeo rápido e simples que, se aplicada corretamente, é capaz de avaliar de forma confiável a progressão da doença em camundongos SOD1-G93A e identificar as alterações induzidas pela droga. Embora diferentes grupos desenvolveram sistemas de pontuação fenotípicas para ratos SOD1 G93A-8-10, que muitas vezes não fornecem detalhes suficientes sobre o procedimento e são insuficientes para replicação. Como resultado, sistemas de pontuação são rara...

Desde o seu desenvolvimento em meados de 1990, o modelo de camundongo transgênico SOD1-G93A tem sido o modelo animal mais utilizado da esclerose lateral amiotrófica (ELA) 1. Este modelo de ratinho transgénico foi geneticamente manipulada para sobre-expressar uma forma mutante do gene de Cu / Zn superóxido dismutase humana 1 (SOD1) portador da ALS-glicina associada a mutação da alanina no aminoácido 93 (G93A). A mutação G93A é uma das muitas mutações no gene SOD1 que colectivamente make-up de cerca de um quinto casos de ALS familiar 2. O modelo SOD1-G93A tornou-se uma força de trabalho de pesquisa de desenvolvimento de drogas ALS porque, além de sua óbvia ligação genética para ALS, ele recapitula muitas das características patológicas do ALS em seres humanos, como a perda do neurônio motor, fraqueza muscular progressiva e atrofia, com eventual paralisia e morte 3. Embora, como é frequentemente o caso com os modelos animais transgénicos, existe uma bi inerenteological variabilidade associada com os ratos SOD1 G93A-. Scott et ai. ter determinado que as coortes de pelo menos 24 ratinhos com equilíbrio de gênero de correspondência de maca são necessários em projetos de estudo fármaco-eficácia, a fim de superar o ruído criado pela variabilidade biológica 4. O grande número de animais necessários nestes estudos, em combinação com a progressão da doença agressiva e a necessidade de acompanhamento diário proíbe a utilização de, técnicas demoradas e potencialmente estressantes elaboradas para medir força e função neuromuscular (por exemplo, eletromiografia, força de preensão, rotorod , etc). Em vez disso, ele destaca a necessidade de uma ferramenta de triagem in vivo que avalia de forma confiável a função neuromuscular de camundongos SOD1-G93A de uma forma rápida. No ALS TDI foi desenvolvido um protocolo que permite a avaliação confiável da função neuromuscular de camundongos SOD1 G93A-em menos de 30 segundos por rato em média. Este protocolo encompasses avaliação diária da função dos membros posteriores utilizando um sistema simples de pontuação neurológica (NeuroScore), que é descrita neste relatório na imprensa e em vídeo. NeuroScore está focada em função dos membros posteriores porque os déficits dos membros posteriores são os primeiros relatados sinal neurológico da doença nos ratos SOD1 G93A-5,6. Além disso, o protocolo desenvolvido pela ALS TDI fornece uma avaliação imparcial do início da paresia (paralisia leve ou parcial), progressão e gravidade da paralisia e é sensível o suficiente para identificar as alterações induzidas pela droga na progressão da doença.

<table><tbody><tr><td>B6SJLTgN(SOD1G93A)1Gur strain</td><td>The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME</td><td>002726</td><td>Strain of mice used in this study</td></tr><tr><td>Breeders</td><td>Biomedical Research Models, Inc., Worcester, MA</td><td></td><td>Colony maintainance</td></tr><tr><td>Scale</td><td>Navigator OHAUS, Parsippany, NJ</td><td>Model N14120</td><td>Used to weigh mice</td></tr><tr><td>Nutra-GelH</td><td>Bio-Serv, Flemington, NJ</td><td>#S4798</td><td>Wet food provided to sick mice</td></tr><tr><td>Irradiated Lab Animal Diet</td><td>Harlan, Indianapolis, IN</td><td>2918-111914M</td><td>Chow diet</td></tr><tr><td>Lab-grade Sani-chips</td><td>Harlan Teklad, Indianapolis, IN</td><td>7090</td><td>Bedding</td></tr><tr><td>JMPH&amp;nbsp;</td><td>SAS Institute, Inc., SAS Campus Drive, Cary, NC</td><td>&amp;nbsp;v10.0.2</td><td>Statistical software</td></tr><tr><td>Microsoft Excel</td><td>Microsoft, One Microsoft Way, Redmond, WA</td><td>Excel 2013 (v 15.0)</td><td>Spreadsheet software</td></tr><tr><td>GraphPad Prism 5</td><td>GraphPad software Inc., La Jolla, CA</td><td>v5.4</td><td>Graphing software</td></tr><tr><td>Mouse Huts</td><td>Bio-Serv, Flemington, NJ</td><td>K3272</td><td>For environmental enrichment</td></tr></tbody></table>

a quick phenotypic neurological scoring system for evaluating disease progression in the sod1-g93a mouse model of als

The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening protocol, demonstrated in video herein, which reliably assesses the neuromuscular function of SOD1-G93A mice in a quick manner. This protocol encompasses a simple neurological scoring system (NeuroScore) designed to assess hindlimb function. NeuroScore is focused on hindlimb function because hindlimb deficits are the earliest reported neurological sign of disease in SOD1-G93A mice. The protocol developed by ALS TDI provides an unbiased assessment of onset of paresis (slight or partial paralysis), progression and severity of paralysis and it is sensitive enough to identify drug-induced changes in disease progression. In this report, the combination of a detailed manuscript with video minimizes scoring ambiguities and inter-experimenter variability thus allowing for the protocol to be adopted by other laboratories and enabling comparisons between studies taking place at different settings. We believe that this video protocol can serve as an excellent training tool for present and future ALS researchers.

Os dados da contagem neurológicos para 90 do sexo masculino e 94 do sexo feminino não-tratados ratos SOD1 G93A-estudou em ALS TDI durante 2014 foram avaliados. Os resultados mostram que os ratos macho têm tipicamente uma progressão da doença mais agressivo do que os ratos do sexo feminino, tal como evidenciado por uma proporção maior da sua vida útil no NS 1 em comparação com as fêmeas. NS 2 e 3 NS ocorrem com praticamente a mesma frequência de diferentes sexos. 0 NS foi excluído da análise, porque é cons...

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A Quick Phenotypic Neurological Scoring System for Evaluating Disease Progression in the SOD1-G93A Mouse Model of ALS

This video protocol describes a sensitive, reliable, and quick method for evaluating the neuromuscular deficits in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.

Um sistema de pontuação neurológica rápida fenotípica para a Avaliação de progressão da doença na SOD1 G93A-Rato modelo de ALS

The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening ...

a-quick-phenotypic-neurological-scoring-system-for-evaluating-disease

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Medicine

19.4K visualizações.  ALS Therapy Development Institute. This video protocol describes a sensitive, reliable, and quick method for evaluating the neuromuscular deficits in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.

Vídeo: A Quick Phenotypic Neurological Scoring System for Evaluating Disease Progression in the SOD1-G93A Mouse Model of ALS

A Simple Composite Phenotype Scoring System for Evaluating Mouse Models of Cerebellar Ataxia

We describe a protocol for the rapid and sensitive quantification of disease severity in mouse models of cerebella ataxia. It is derived from previously published phenotype assessments in several disease models, including spinocerebellar ataxias, Huntington s disease and spinobulbar muscular atrophy. Measures include hind limb clasping, ledge test, gait and kyphosis. Each measure is recorded on a scale of 0-3, with a combined total of 0-12 for all four measures. The results effectively discriminate between affected and non-affected individuals, while also quantifying the temporal progression of neurodegenerative disease phenotypes. Measures may be analyzed individually or combined into a composite phenotype score for greater statistical power. The ideal combination of the four described measures will depend upon the disorder in question. We present an example of the protocol used to assess disease severity in a transgenic mouse model of spinocerebellar ataxia type 7 (SCA7).
Albert R. La Spada and Gwenn A. Garden contributed to this manuscript equally.

We describe a protocol for the rapid and sensitive quantification of disease severity in mouse models of cerebellar ataxia. Measures include hind limb clasping, ledge test, gait and kyphosis. This protocol effectively discriminates between affected and non-affected individuals, and detects the progression of affected individuals over time.

Um sistema simples de pontuação Composite Fenótipo para avaliar modelos de ratos de ataxia cerebelar

We describe a protocol for the rapid and sensitive quantification of disease severity in mouse models of cerebella ataxia. It is derived from previously ...

Neurociência

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 years for the sporadic disease and around 50 years for the familial disease. Due to its progressive course, 50% of the patients die within 30 months of symptom onset. In order to evaluate novel treatment options for this disease, genetic mouse models of ALS have been generated based on human familial mutations in the SOD gene, such as the SOD1 (G93A) mutation. Most important aspects that have to be evaluated in the model are overall survival, clinical course and motor function. Here, we demonstrate the clinical evaluation, show the conduction of two behavioural motor tests and provide quantitative scoring systems for all parameters. Because an in depth analysis of the ALS mouse model usually requires an immunohistochemical examination of the spinal cord, we demonstrate its preparation in detail applying the dorsal laminectomy method. Exemplary histological findings are demonstrated. The comprehensive application of the depicted examination methods in studies on the mouse model of ALS will enable the researcher to reliably test future therapeutic options which can provide a basis for later human clinical trials.

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

A mouse model for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is examined clinically and behaviorally. As a prerequisite for an accompanying immunohistological analysis the preparation of the spinal cord is depicted in detail.

Testes clínicos e Remoção da Medula Espinhal em um modelo do rato para a Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 ...

Medicina

Measuring Progressive Neurological Disability in a Mouse Model of Multiple Sclerosis

After intracerebral infection with the Theiler's Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating disease, with clinical features similar to the progressive forms of multiple sclerosis (MS). The mice show progressive disability with loss of motor and sensory functions, which can be assessed with multiple apparatuses and protocols. Among them, the Rotarod performance test is a very common behavioral test, its advantage being that it provides objective measurements, but it is often used assuming that it is straightforward and simple. In contrast to visual scoring systems used in some models of MS, which are highly subjective, the Rotarod test generates an objective, measurable, continuous variable (i.e., length of time), allowing almost perfect inter-rater concordances. However, inter-laboratory reliability is only achieved if the various testing parameters are replicated. In this manuscript, recommendations of specific testing parameters, such as size, speed, and acceleration of the rod; amount of training given to the animals; and data processing, are presented for the Rotarod test.

An optimized testing protocol is presented in this paper for the Rotarod performance test, used for measuring progressive neurological disability in TMEV-infected mice.

Medindo Progressive Neurological Disability em um modelo de rato com esclerose múltipla

After intracerebral infection with the Theiler's Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating ...

Assay Development for High Content Quantification of Sod1 Mutant Protein Aggregate Formation in Living Cells

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that can be caused by inherited mutations in the gene encoding copper-zinc superoxide dismutase 1 (SOD1). The structural instability of SOD1 and the detection of SOD1-positive inclusions in familial-ALS patients supports a potential causal role for misfolded and/or aggregated SOD1 in ALS pathology. In this study, we describe the development of a cell-based assay designed to quantify the dynamics of SOD1 aggregation in living cells by high content screening approaches. Using lentiviral vectors, we generated stable cell lines expressing wild-type and mutant A4V SOD1 tagged with yellow fluorescent protein and found that both proteins were expressed in the cytosol without any sign of aggregation. Interestingly, only SOD1 A4V stably expressed in HEK-293, but not in U2OS or SH-SY5Y cell lines, formed aggregates upon proteasome inhibitor treatment. We show that it is possible to quantify aggregation based on dose-response analysis of various proteasome inhibitors, and to track aggregate-formation kinetics by time-lapse microscopy. Our approach introduces the possibility of quantifying the effect of ALS mutations on the role of SOD1 in aggregate formation as well as screening for small molecules that prevent SOD1 A4V aggregation.

We describe a method to quantify the aggregation of misfolded proteins. Our protocol details lentiviral induced stable cell line generation, automated confocal imaging, and image analysis of protein aggregates. As an illustrative application, we studied the effect of small molecules in promoting SOD1 aggregation in a time- and dose-dependent manner.

Desenvolvimento de ensaio para quantificação de conteúdo elevado de Sod1 proteína mutante formação agregada em células vivas

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that can be caused by inherited mutations in the gene encoding copper-zinc ...

Assessment of Spontaneous Alternation, Novel Object Recognition and Limb Clasping in Transgenic Mouse Models of Amyloid-&#946; and Tau Neuropathology

Here we describe a staged, behavioral testing approach that can be used to screen for compounds that exhibit in vivo efficacy on cognitive and functional motor behaviors in transgenic mouse models of &#946;-amyloidosis and tauopathy. The paradigm includes tests for spontaneous alternation in a Y-maze, novel object recognition, and limb clasping. These tests were selected because they: 1) interrogate function of cognitive or motor domains and the correlate neural circuitry relevant to the human disease state, 2) have clearly defined endpoints, 3) have easily implementable quality control checks, 4) can be run in a moderate throughput format, and 5) require little intervention by the investigator. These methods are designed for investigators looking to screen compounds for activity in short-term and working memory tasks, or functional motor behaviors associated with Alzheimer's disease mouse models. The methods described here use behavioral tests that engage a number of different brain regions including hippocampus and various cortical areas. Investigators that desire cognitive tests that specifically assess cognition mediated by a single brain region could use these techniques to supplement other behavioral tests.

Described here is a staged, behavioral screening approach that can be used to screen for compounds that exhibit in vivo efficacy on cognitive and functional motor behaviors in transgenic mouse models of &#946;-amyloidosis and tauopathy. These methods are optimized to screen compounds for activity in short-term and working memory tasks.

Avaliação de Alternância Espontânea, Reconhecimento de Objetos Novos e Clasping de Membros em Modelos de Rato Transgênico de Neuropatologia Amilóide-β e Tau

Here we describe a staged, behavioral testing approach that can be used to screen for compounds that exhibit in vivo efficacy on cognitive and functional ...

Repeated Measurement of Respiratory Muscle Activity and Ventilation in Mouse Models of Neuromuscular Disease

Accessory respiratory muscles help to maintain ventilation when diaphragm function is impaired. The following protocol describes a method for repeated measurements over weeks or months of accessory respiratory muscle activity while simultaneously measuring ventilation in a non-anesthetized, freely behaving mouse. The technique includes the surgical implantation of a radio transmitter and the insertion of electrode leads into the scalene and trapezius muscles to measure the electromyogram activity of these inspiratory muscles. Ventilation is measured by whole-body plethysmography, and animal movement is assessed by video and is synchronized with electromyogram activity. Measurements of muscle activity and ventilation in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis are presented to show how this tool can be used to investigate how respiratory muscle activity changes over time and to assess the impact of muscle activity on ventilation. The described methods can easily be adapted to measure the activity of other muscles or to assess accessory respiratory muscle activity in additional mouse models of disease or injury.

This paper introduces a method for repeated measurements of ventilation and respiratory muscle activity in a freely behaving amyotrophic lateral sclerosis (ALS) mouse model throughout disease progression with whole-body plethysmography and electromyography via an implanted telemetry device.

Medida repetida de actividade muscular respiratória e Ventilação no rato modelos de doença neuromuscular

Accessory respiratory muscles help to maintain ventilation when diaphragm function is impaired. The following protocol describes a method for repeated ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings provide a sensitive approach to measure nerve conduction in humans and rodent models. To broaden the technical possibilities for electromyography in mice, the measurement of compound muscle action potentials (CMAPs) from the brachial plexus nerve in the forelimb using needle electrodes is described here. CMAP recordings after stimulating the sciatic nerve in hindlimbs have been previously described. The newly introduced method here allows for the evaluation of the nerve conductivity at an additional site, and thus provides a more profound overview of the neuromuscular functionality. The technique provides information on both the relative number of functional axons and the myelination level. Thereby, this method can be applied to assess both axonal diseases as well as demyelinating conditions. This minimally invasive method does not require extraction of the nerve and therefore it is suitable for repeated measurements for longitudinal follow-up in the same animal. Similar recordings are performed in clinical setups to emphasize the translational relevance of the method.

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

The measurement of nerve conduction is a useful tool to assess mouse models of neurodegeneration but it is frequently only applied to stimulate the sciatic nerve in hindlimbs. Here, we describe a technique to measure compound muscle action potential (CMAP) in vivo in the mouse forelimb muscles innervated by the brachial plexus.

Na Vivo Eletrofisiológica medição do potencial de ação muscular composto de membros dianteiros em modelos de Mouse de degeneração do neurônio Motor

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...

Coloração histológica da medula espinhal para avaliação da gravidade da doença EAE

Scoring Central Nervous System Inflammation, Demyelination, and Axon Injury in Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is a common immune-based model of multiple sclerosis (MS). This disease can be induced in rodents by active immunization with protein components of the myelin sheath and Complete Freund&#39;s adjuvant (CFA) or by the transfer of myelin-specific T effector cells from rodents primed with myelin protein/CFA into na&#239;ve rodents. The severity of EAE is typically scored on a 5-point clinical scale that measures the degree of ascending paralysis, but this scale is not optimal for assessing the extent of recovery from EAE. For example, clinical scores remain high in some EAE models (e.g., myelin oligodendrocyte glycoprotein [MOG] peptide-induced model of EAE) despite the resolution of inflammation. Thus, it is important to complement clinical scoring with histological scoring of EAE, which also provides a means to study the underlying mechanisms of cellular injury in the central nervous system (CNS).
Here, a simple protocol is presented to prepare and stain spinal cord and brain sections from mice and to score inflammation, demyelination, and axonal injury in the spinal cord. The method for scoring leukocyte infiltration in the spinal cord can also be applied to score brain inflammation in EAE. A protocol for measuring soluble neurofilament light (sNF-L) in the serum of mice using a Small Molecule Assay (SIMOA) assay is also described, which provides&#160;feedback on the extent of overall CNS injury in live mice.

Autor em destaque: Revelando o caminho que liga a obesidade à inflamação autoimune na esclerose múltipla 

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) serves as an animal model of multiple sclerosis. This article describes an approach for scoring spinal cord inflammation, demyelination, and axonal injury in EAE. Additionally, a method to quantify soluble neurofilament light levels in the mice serum is presented, facilitating the assessment of axonal injury in live mice.

Pontuação de Inflamação, Desmielinização e Lesão do Axônio do Sistema Nervoso Central na Encefalomielite Autoimune Experimental

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is a common immune-based model of multiple sclerosis (MS). This disease can be induced in rodents by ...

Um sistema de pontuação neurológica rápida fenotípica para a Avaliação de progressão da doença na SOD1 G93A-Rato modelo de ALS

Resumo

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Capítulos neste vídeo

Um sistema simples de pontuação Composite Fenótipo para avaliar modelos de ratos de ataxia cerebelar

Testes clínicos e Remoção da Medula Espinhal em um modelo do rato para a Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA)

Medindo Progressive Neurological Disability em um modelo de rato com esclerose múltipla

Desenvolvimento de ensaio para quantificação de conteúdo elevado de Sod1 proteína mutante formação agregada em células vivas

Avaliação de Alternância Espontânea, Reconhecimento de Objetos Novos e Clasping de Membros em Modelos de Rato Transgênico de Neuropatologia Amilóide-β e Tau

Medida repetida de actividade muscular respiratória e Ventilação no rato modelos de doença neuromuscular

Na Vivo Eletrofisiológica medição do potencial de ação muscular composto de membros dianteiros em modelos de Mouse de degeneração do neurônio Motor

Pontuação de Inflamação, Desmielinização e Lesão do Axônio do Sistema Nervoso Central na Encefalomielite Autoimune Experimental

Pontuação de Inflamação, Desmielinização e Lesão do Axônio do Sistema Nervoso Central na Encefalomielite Autoimune Experimental

Pontuação de Inflamação, Desmielinização e Lesão do Axônio do Sistema Nervoso Central na Encefalomielite Autoimune Experimental