De muis Gedwongen Swim Test
29 januari 2012
De gedwongen zwemmen test is gevalideerd als een experimentele benadering van potentiële antidepressieve werking te evalueren bij knaagdieren. Proefdieren worden geplaatst in een tank met water en ontsnappen met betrekking tot mobiliteit gedrag wordt gekwantificeerd. De gemeenschappelijke procedures voor de muis versie van deze test zijn beschreven.
De forced swim test bij muizen is een veelgebruikte test om de effectiviteit van antidepressiva te voorspellen. Deze video demonstreert de procedures van de muisversie van de forced swim test. De muisversie verschilt van de wrap-versie en deze mogen niet door elkaar worden gebruikt.
Bij de forced swim test worden muizen in een tank gevuld met water geplaatst. De muis blijft zes minuten lang in de tank. Tijdens deze periode worden de gedragingen van het proefdier geregistreerd.
Aan het einde van de testperiode van zes minuten wordt het proefdier uit het water gehaald. Na voltooiing van de test worden de visuele opnames overgebracht naar een computer of videomonitor. Voor de analyse meet een waarnemer de tijd die een muis besteedt aan worstelen tijdens de laatste vier minuten van de sessie van zes minuten.
Antidepressiva verhogen de hoeveelheid tijd die wordt besteed aan strijden. Dit vertaalt zich in kortere perioden van immobiliteit. Hallo, mijn naam is Sean van het laboratorium van Dr. Todd Gould aan de University of Maryland School of Medicine.
Hallo, ik ben Chantelle uit hetzelfde laboratorium. In deze video gaan we laten zien hoe u de muisversie van de Forced Swim Test uitvoert en scoort. De forced swim test bij muizen wordt gebruikt om de potentiële effectiviteit van antidepressieve behandelingen te evalueren.
Laten we beginnen. We gebruiken transparante cilindrische tanks gemaakt van een stevig materiaal, zoals plexiglas; de afmetingen van de tank zijn zo gekozen dat wordt voorkomen dat de muizen ontsnappen of met hun poten of staart de bodem raken. Vul de tank met kraanwater tot het vooraf bepaalde en gemarkeerde niveau en stel de watertemperatuur in.
De temperatuur moet tussen de 23 en 25 °C liggen. De watertanks moeten zodanig worden geplaatst dat ze gefilmd kunnen worden. In ons laboratorium voeren we de forced swim test uit met vier tot vijf proefpersonen tegelijkertijd tussen de tanks.
We plaatsen scheidingswanden om te voorkomen dat de proefdieren elkaar kunnen zien. Deze wanden zorgen daarnaast voor een contrastrijk contrast met de muizen. Voor albino muizen biedt zwart een goed contrast voor video-opnamen.
Voor donkergekleurde muizenstammen is een witte of crèmekleurige achtergrond geschikt. Start de machine voor witte ruis voordat u met het experiment begint. Zorg ervoor dat het volume niet te hoog staat.
Het zou alleen eventuele onderbrekende geluiden moeten maskeren. Breng de proefpersonen naar de experimentele ruimte. Voor de acclimatisatie is deze periode over het algemeen ten minste één uur.
De omstandigheden in de experimenteerruimte moeten constant worden gehouden en vrij zijn van geluiden, veranderingen in lichtintensiteit en andere mogelijke verstoringen. Zodra de habituatieperiode is beëindigd, kan de test worden gestart. Het is belangrijk om de naam van de sessie te registreren. Pak eerst de muizen bij hun staarten vast en plaats ze voorzichtig in het tankreservoir.
Het is belangrijk om dit langzaam te doen, zodat de dieren zich kunnen oriënteren wanneer ze het wateroppervlak raken. Neem aan het einde van de testperiode van zes minuten de identificatie van de dieren op video en stop vervolgens de opname. Verwijder de muizen in dezelfde volgorde als waarin ze zijn begonnen en droog ze voorzichtig af met papieren handdoeken voordat u ze terug in de kooi plaatst.
Het water in de tanks mag niet opnieuw worden gebruikt. Nu we het testen hebben voltooid, gaan we over naar het scoren van de gedragingen in de Mass Force Swim-test. De belangrijkste variabele die wordt beoordeeld, is de hoeveelheid tijd dat de dieren immobiel blijven tijdens de proef.
Over het algemeen worden bij de gedwongen zwemtest bij muizen de laatste vier minuten van de totale sessie van zes minuten gescoord. De reden hiervoor is dat de meeste muizen, ongeacht de behandeling, in de beginfasen van de test continu mobiel zijn. Deze activiteit overschaduwt eventuele potentiële behandelingseffecten.
Zoals in deze video te zien is, zijn de muizen zeer actief tijdens de beginfasen van de test. Deze activiteit zal afnemen na de eerste twee minuten van de verblijftijd van elke muis. De mobiliteit wordt gemeten met een stopwatch op het scherm die via een game controller wordt bediend.
De andere stopwatch telt de 240 seconden af. Testtijdmobiliteit wordt gedefinieerd als elke beweging anders dan die nodig is om het lichaam in balans te houden en het hoofd boven water te houden. Laten we nu een voorbeeld zien van de scoren van een proef.
We dekken eerst de overige muizen die niet worden beoordeeld af om verwarring te voorkomen. Muizen drijven over het algemeen gemakkelijk in het water. Desondanks vertonen ze nog steeds kleine bewegingen om hun lichaam in balans te houden en hun kop boven water te houden.
Deze gedragingen zijn geen poging tot ontsnapping en mogen niet als mobiliteit worden gescoord. Bovendien kunnen muizen na een enkele periode van mobiliteit, hoewel ze in wezen immobiel zijn, nog steeds in het water drijven als gevolg van de eerder opgebouwde impuls; ook deze bewegingen mogen niet als mobiliteit worden gescoord. Laten we nu overgaan naar een andere video.
De muis in deze video vertoont perioden van zowel mobiliteit als immobiliteit, zoals aangegeven op het scherm; een waarnemer registreert de mobiliteitstijd. Hoewel het theoretisch mogelijk is om de immobiliteitstijd direct te meten, is het eenvoudiger om actieve bewegingen te detecteren en te meten dan het gebrek aan dergelijke bewegingen. Traditioneel wordt de immobiliteitstijd gerapporteerd.
De immobilisatietijd wordt bepaald door de mobilisatietijd af te trekken van 240 seconden. Het scoren van de vierde zwemtest vereist veel training en oefening. Om een hoge mate van betrouwbaarheid te bereiken, is het belangrijk om een interne levensstandaard vast te stellen en elke nieuwe waarnemer te trainen totdat zij een hoge mate van betrouwbaarheid bereiken.
In deze video leggen we de muisversie van de Forced Swim-test uit. Veel succes met uw toekomstige experimenten.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
De forced swim test is een gevalideerde methode voor het beoordelen van de potentiële antidepressieve effectiviteit bij knaagdieren. Bij deze test worden muizen in een waterbak geplaatst en wordt hun ontsnappingsgerelateerde mobiliteit gekwantificeerd.
Belangrijke componenten van de studie
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragswetenschappen
- Psychofarmacologie
Achtergrond
- De forced swim test wordt veelvuldig gebruikt in preklinisch onderzoek.
- Het helpt bij het voorspellen van de effectiviteit van antidepressieve behandelingen.
- Muizen worden gebruikt vanwege hun gedragsmatige overeenkomsten met mensen.
- Er bestaan verschillende versies van de test, waaronder versies voor muizen en ratten.
Doel van de studie
- Om de procedures van de muisversie van de forced swim test te demonstreren.
- Om de verschillen tussen de muis- en ratversies te belichten.
- Om een visuele gids te bieden voor onderzoekers die de test uitvoeren.
Gebruikte methoden
- Muizen worden gedurende zes minuten in een met water gevulde tank geplaatst.
- Gedragsobservaties worden tijdens de testduur geregistreerd.
- Ontsnappingsgerelateerde mobiliteit wordt gekwantificeerd om de antidepressieve effectiviteit te beoordelen.
- Procedures zijn gestandaardiseerd om de reproduceerbaarheid te waarborgen.
Belangrijkste resultaten
- De test biedt inzicht in de gedragsrespons van muizen.
- Resultaten kunnen wijzen op de potentiële effectiviteit van antidepressiva.
- Variabiliteit in gedrag kan informatie verschaffen over de onderliggende mechanismen van depressie.
- Gestandaardiseerde procedures verhogen de betrouwbaarheid van de bevindingen.
Conclusies
- De geforceerde zwemtest is een waardevol instrument in antidepressivumonderzoek.
- Het begrijpen van het gedrag van muizen in deze context kan leiden tot betere behandelingen.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op deze bevindingen om nieuwe therapeutische wegen te verkennen.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Leidinggevenden
De forced swim test bij muizen is een veelgebruikte preklinische gedragstest voor het evalueren van de antidepressieve werkzaamheid, waarbij een kwantitatieve meting van de ontsnappingsgerelateerde mobiliteit wordt verkregen ter ondersteuning van targetvalidatie en mechanistische risicoreductie in de vroege ontdekkingsfase. De gestandaardiseerde procedure maakt een reproduceerbare beoordeling van de effecten van verbindingen op depressieve toestanden mogelijk, wat bijdraagt aan go/no-go-beslissingen bij de prioritering van antidepressiva in de pijplijn. De eenvoud van de test en de minimale vereisten aan apparatuur vergemakkelijken een schaalbare implementatie binnen discovery-workflows.
Strategische Toepassingen in Biopharma R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Onderzoekt therapeutische hypothesen door het meten van antidepressiva-geïnduceerde veranderingen in het mobiliteitsgedrag, wat de validatie van target engagement ondersteunt.
- Operationele waarde: Maakt functionele validatie van CNS-targets mogelijk via dosis-responsbeoordeling van antidepressiva.
- Voorspellende waarde: Draagt bij aan het preklinische vertrouwen door een toename in de strijdtijd te correleren met potentiële klinische effectiviteit.
Screening & Assayontwikkeling
- Klaarheid van de assay: Produceert kwantificeerbare mobiliteitsmetingen over de laatste vier minuten van een sessie van zes minuten, wat gestandaardiseerde screening van verbindingen mogelijk maakt.
- Reproduceerbaarheid: Gestandaardiseerde watertemperatuur (23–25°C), tankafmetingen en training van de waarnemer zorgen voor consistente resultaten tussen laboratoria.
- Schaalbaarheid: Compatibel met parallelle tests van vier tot vijf subjecten waarbij scheidingswanden worden gebruikt om sociale interferentie te voorkomen, wat evaluaties met een medium-throughput ondersteunt.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Relevantie voor ziektebeeld: Modelleert depressie-achtige toestanden via immobiliteitsgedrag, waardoor beoordeling van mechanisme-gebaseerde antidepressiva-kandidaten mogelijk is.
- Translationele continuïteit: De scoring van mobiliteit sluit aan bij klinische eindpunten door actieve copinggedragingen te kwantificeren die voorspellend zijn voor de behandelrespons.
- Risico-gecorrigeerde voortgang: Betrouwbare immobiliteitsgegevens ondersteunen preklinische go/no-go-beslissingen door de voortgang van fout-positieve resultaten te verminderen.
Integratie van Pijplijn en Workflow
De geforceerde zwemtest bij muizen fungeert als een gedragsmatige assay in de ontdekkingsfase die de brug slaat tussen doelwitvalidatie en lead-identificatie, waardoor mechanistische inzichten worden verkregen vóór de overgang naar preklinische efficiëntiestudies.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothese-testen door het effect van verbindingen op ontsnappingsgerelateerd gedrag te isoleren, waardoor de betrokkenheid van signaalpaden bij stemmingsregulatie wordt verduidelijkt.
- Screening: Levert kwantitatieve mobiliteitsgegevens die een vergelijking mogelijk maken van testverbindingen met controles en referentiedepressiva.
- Analytiek: Meting van de mobiliteitstijd, afgeleid van de detectie van actieve beweging, biedt een betrouwbare, scorer-onafhankelijke uitlezing voor intergroepsvergelijkingen.
- Translationeel onderzoek: Sluit aan bij preklinische validatie door een gedragsmatige proxy voor de respons op antidepressiva te bieden, wat bijdraagt aan studies naar het werkingsmechanisme.
- Herbruikbaarheid binnen de onderneming: Vestigt een herbruikbaar gedragsplatform voor de beoordeling van CNS-targets over meerdere ontdekkingscampagnes heen.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen bij targetvalidatie door mechanistische ambiguïteit bij antidepressant screening te verminderen.
- Operationele waarde: Garandeert assay-standaardisatie door een vaste duur, temperatuurcontrole en geblindeerde scoringsprotocollen.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door vroege risicoreductie van antidepressant-kandidaten mogelijk te maken vóór arbeidsintensieve studies.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering door verbindingen met robuuste mobiliteitsverhogende effecten te identificeren.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in de gedragsneurowetenschap met betrekking tot het hanteren van knaagdieren en ethologische scoring.
- Afhankelijk van gecontroleerde instrumentatie van de omgeving, waaronder temperatuurregulerende watertanks en videoregistersystemen.
- Vereist standaardisatie van de training van waarnemers tussen teams om interbeoordelaarsbetrouwbaarheid bij de mobiliteitsscore te bereiken.
- Omvat aanpassingen voor verschillende muizenstammen, waaronder optimalisatie van het achtergrondcontrast voor videotracking.
- Beperkt door potentiële storende factoren zoals stressreactiviteit en motorische beperkingen, die via complementaire assays moeten worden gecontroleerd.
