Oliver Sturman, Marcel Schmutz, Tom Lorimer, Runzhong Zhang, Mattia Privitera, Fabienne K. Roessler, Justine Leonardi, Rebecca Waag, Alina-Mariuca Marinescu, Clara Bekemeier, Katharina Hohlbaum e Johannes Bohacek

SINTESI

Il monitoraggio del dolore e del benessere è essenziale per la sperimentazione animale etica, ma le attuali valutazioni effettuate direttamente in gabbia sono qualitative e soggettive. Presentiamo qui GrimACE, uno strumento di monitoraggio completamente standardizzato e automatizzato da utilizzare direttamente in gabbia per i topi, gli animali più comunemente utilizzati nella ricerca. GrimACE utilizza la visione artificiale per fornire una valutazione automatizzata della scala delle smorfie dei topi (MGS) insieme alla stima della postura in un ambiente sicuro e buio. Abbiamo convalidato il sistema analizzando il dolore dopo interventi chirurgici al cervello (craniotomie) con impianti alla testa in due regimi di analgesia. I punteggi MGS assegnati da esperti umani e quelli automatizzati hanno mostrato una correlazione molto elevata (rdi Pearson= 0,87). Sia i punteggi degli esperti che quelli automatizzati hanno rivelato che è possibile rilevare un moderato aumento del dolore fino a 48 ore dopo gli interventi chirurgici, ma che sia una singola dose di meloxicam (5 mg/kg per via sottocutanea) sia tre dosi di buprenorfina (0,1 mg/kg) + meloxicam (5 mg/kg per via sottocutanea) forniscono una gestione del dolore adeguata e comparabile. La stima simultanea della postura ha dimostrato che i topi trattati con buprenorfina + meloxicam hanno mostrato un aumento del movimento 4 ore dopo l'intervento chirurgico, indicativo di iperattività, un effetto collaterale ben noto del trattamento con oppioidi. È stata inoltre rilevata una significativa perdita di peso nel gruppo trattato con buprenorfina + meloxicam rispetto al gruppo trattato solo con meloxicam. Inoltre, l'analisi dettagliata di BehaviorFlow e il punteggio MGS automatizzato degli animali di controllo suggeriscono che l'assuefazione a GrimACE non è necessaria e che le misurazioni possono essere ripetute più volte, garantendo un monitoraggio standardizzato del recupero postoperatorio.