Gerando Modelos Experimentais Agudos e Crônicos de Expressão Tic Motor em Ratos
Summary
Apresentamos protocolos para gerar modelos experimentais agudos e crônicos de expressão ática em ratos que se comportam livremente. Os modelos são baseados na implantação de cânula striatal e subsequente aplicação antagonista GABAA. O modelo agudo utiliza injeções transitórias, enquanto o modelo crônico utiliza infusões prolongadas através de uma mini-bomba osmótica implantada subcutânea.
Abstract
Os tiques motores são movimentos repentinos, rápidos e recorrentes que são os principais sintomas da síndrome de Tourette e outros distúrbios tiques. A fisiopatologia da geração ática está associada à inibição anormal do gânglio basal, particularmente sua estrutura primária de entrada, o estriato. Em modelos animais de roedores e primatas não humanos, a aplicação local de antagonistas GABAA, como bicucullina e picrotoxina, nas partes motoras do estriado induz a desinibição local resultando na expressão de tiques motores.
Aqui, apresentamos modelos agudos e crônicos de tiques motores em ratos. No modelo agudo, microinjeções bicucullinas através de uma cânula implantada no estriado dorsal provocam a expressão de tiques que duram por curtos períodos de tempo de até uma hora. O modelo crônico é uma alternativa que permite a extensão da expressão ática para períodos de vários dias ou até semanas, utilizando a infusão contínua de bicuculina através de uma mini-bomba sub-cutânea mini-osmótica.
Os modelos permitem o estudo dos mecanismos comportamentais e neurais da geração ática em toda a via gânglio cortico-basal. Os modelos suportam a implantação de dispositivos adicionais de gravação e estimulação, além das cânulas de injeção, permitindo assim uma grande variedade de usos, como estimulação elétrica e óptica e gravações eletrofisiológicas. Cada método tem diferentes vantagens e deficiências: o modelo agudo permite a comparação das propriedades cinemáticas do movimento e das mudanças eletrofisiológicas correspondentes antes, durante e depois da expressão ática e os efeitos dos moduladores de curto prazo na expressão ática. Este modelo agudo é simples de estabelecer; no entanto, está limitado a um curto período de tempo. O modelo crônico, embora mais complexo, viabiliza o estudo da dinâmica ática e dos efeitos comportamentais na expressão ática em períodos prolongados. Assim, o tipo de consulta empírica impulsiona a escolha entre esses dois modelos complementares de expressão tique.
Introduction
Os tiques são o sintoma definidor da síndrome de Tourette (TS) e outros distúrbios tiques. Os tiques são descritos como movimentos repentinos, rápidos e recorrentes (tiques motores) ou vocalizações (tiques vocais)1. A expressão tic normalmente flutua em sua temporal (frequência)2 e espacial (intensidade, localização corporal)3 propriedades em múltiplas escalas de tempo (horas, dias, meses e anos). Essas mudanças são afetadas por diferentes fatores, como características ambientais4,5, estados comportamentais6,7e supressão voluntária e temporária8.
Embora o mecanismo neuronal que rege os tiques motores ainda não seja totalmente compreendido, um número crescente de estudos teóricos e experimentais têm fornecido novas evidências quanto à sua natureza9. Atualmente, acredita-se que a fisiopatologia da geração ática envolva o laço cortico-basal gânglio (CBG), e especificamente está associada à inibição anormal do estriado, o núcleo de entrada basal basal primário10,11,12. Estudos anteriores em roedores e primatas demonstraram que o estriado pode ser desinibido pela aplicação local de diferentes antagonistas gabaA, como bicucullina e picrotoxina13,14,15,16,17,18. Esta intervenção farmacológica leva à expressão motora transitória no lado contralateral da injeção, estabelecendo assim um modelo agudo robusto de distúrbios áticos com validade facial e de construção. O modelo agudo é simples de induzir e permite estudar os efeitos da modulação de curto prazo, como estimulação elétrica e óptica simultânea com gravações eletrofisiológicas e cinemáticas antes, durante e depois da expressão ática. No entanto, o modelo agudo é limitado ao curto período de tempo após a injeção. Com base no modelo agudo, propusemos recentemente um modelo crônico de geração ática em ratos que utiliza uma infusão prolongada de taxa fixa de bicuculina ao estriato através de uma mini-bomba osmótica subcutânea implantada19. Este modelo estende o período de expressão tic para vários dias/semanas. A liberação constante da bicucullina durante um longo período de tempo permite o exame dos efeitos de uma variedade de fatores, como tratamentos farmacológicos e estados comportamentais na expressão ática.
Aqui, apresentamos protocolos para gerar os modelos agudos e crônicos de expressão tique em ratos. Em função da questão específica da pesquisa, os protocolos permitem o ajuste fino dos parâmetros, incluindo implantação unilateral versus bilateral, o local dos tiques (de acordo com a organização somatotópica do estriado)18 e o ângulo da cânula do implante (dependendo da localização de dispositivos implantados adicionais). O método utilizado no modelo crônico é parcialmente baseado em produtos comerciais, mas com ajustes críticos para se adequar ao modelo tique. Este artigo detalha os ajustes necessários para adaptar a alfaiataria personalizada desses modelos tic.
Protocol
Representative Results
Discussion
Neste manuscrito, detalhamos os protocolos dos modelos agudos e crônicos para indução ática em um rato que se comporta livremente. Esses protocolos descrevem a preparação de todos os componentes, a cirurgia e o processo experimental que pode ser adaptado para personalização para atender às necessidades específicas da pesquisa. O princípio principal subjacente a esses modelos é a aplicação local direta da bicuculina às áreas motoras do estriato, que é conhecida por desempenhar um papel fundamental na fisi…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudo foi apoiado em parte por uma bolsa da Israel Science Foundation (ISF) (297/18). Os autores agradecem a M. Bronfeld por estabelecer o modelo de roedor agudo e M. Israelashvili por seus comentários.
Materials
| Anchor screws | Micro Fasteners | SMPPS0002 | #0 x 1/8 – Pan Head Sheet Metal Screws |
| Bicuculline methiodide | Sigma Aldrich | 14343 | |
| Cyanoacrylate (CA) accelerator | Zap | PT29 | |
| Cyanoacrylate (CA) glue | BSI | IC-2000 | This glue was found to be stronger than others |
| Dental cement | Coltene | H00322 | Hygenic Perm Repair Material Reline Resin Self Cure |
| Glue gel | Loctite | Ultra Gel Control | |
| Hemostat | WPI | 501242 | Any hemostat sized approximately 14 cm would be sufficient |
| Hypo-tube, extra-thin wall 25G | Component supply company | HTX-25X | |
| Hypo-tube, regular wall 22G | Component supply company | HTX-22R | |
| Hypo-tube, regular wall 30G | Component supply company | HTX-30R | |
| Infusion pump machine | New Era Pump Systems | NE-1000 | |
| Mini-osmotic pump | ALZET | 2001 | 1.0µl per hour, 7 days |
| PE compatible adhesive | CEYS | Special difficult plastics (suitable for PE) | |
| PE-10 Catheter Tubing | ALZET | PE-10 | ID = 0.28mm, OD = 0.61mm |
| Precision glass microsyringe, 10µl | Hamilton | 80065 | 1701 RNR 10µl syr (22s/51/3) |
| Tissue adhesive | 3M | 1469Sb | Vetbond |
| Tubing-adapter | CMA | 3409500 | |
| Tygon micro bore tubing, 0.02 inch ID * 0.06 OD | Component supply company | TND80-020 | |
| Wire 0.005-inch | Component supply company | GWX-0050 | |
| Wire 0.013-inch | Component supply company | GWX-0130 |
Referenzen
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