Summary

Une nouvelle méthode de Drug Administration à la sclérose en poisson zèbre (<em> Danio rerio</em>) Et la quantification de retrait

Published: November 12, 2014
doi:

Summary

A novel method for reducing variability when exposing fish to drugs is explained. Fish exposed to various patterns of ethanol exposure were found to have altered anxiety levels during withdrawal in a light/dark scototaxic assay.

Abstract

Anxiety testing in zebrafish is often studied in combination with the application of pharmacological substances. In these studies, fish are routinely netted and transported between home aquaria and dosing tanks. In order to enhance the ease of compound administration, a novel method for transferring fish between tanks for drug administration was developed. Inserts that are designed for spawning were used to transfer groups of fish into the drug solution, allowing accurate dosing of all fish in the group. This increases the precision and efficiency of dosing, which becomes very important in long schedules of repeated drug administration. We implemented this procedure for use in a study examining the behavior of zebrafish in the light/dark test after administering ethanol with differing 21 day schedules. In fish exposed to daily-moderate amounts of alcohol there was a significant difference in location preference after 2 days of withdrawal when compared to the control group. However, a significant difference in location preference in a group exposed to weekly-binge administration was not observed.

This protocol can be generalized for use with all types of compounds that are water-soluble and may be used in any situation when the behavior of fish during or after long schedules of drug administration is being examined. The light/dark test is also a valuable method of assessing withdrawal-induced changes in anxiety.

Introduction

Le poisson zèbre (Danio rerio) est une petite espèce de poissons téléostéens originaires de l'Inde qui est un organisme modèle utile pour comportementale 1 et 2,3 médicale recherche. Le poisson zèbre sont aussi couramment utilisé dans l'essai de diverses substances pharmacologiques afin de caractériser leur impact sur le comportement. Diverses doses et schémas d'administration de médicaments ont été utilisés pour étudier le comportement du poisson zèbre après l'administration de composés tels que des stimulants, des anxiolytiques 4 et 5 de l'éthanol 8/6.

Notre laboratoire a étudié les effets de différents schémas d'administration de l'éthanol sur l'anxiété poisson zèbre et de la locomotion à la lumière / obscurité essai bien validé 9, 20, aussi communément appelé le test scototaxic. Un nouveau procédé d'administration de l'éthanol a été développé pour améliorer l'efficacité de répétition, l'administration quotidienne pendant une longue période de temps (21 jours) 6 </sjusqu'à>. Méthodes précédemment utilisées étaient pratique, cependant, nous avons cherché à développer une méthode qui réduit filet, avec ses coûts de temps associées, et a permis simultanée, l'administration chronométré précisément de la drogue de l'intérêt pour un grand nombre de poissons. Dans la recherche utilisant de l'éthanol traditionnel, le poisson zèbre sont déduits et transféré d'un réservoir à un autre contenant le mélange approprié de l'éthanol et de l'eau 10-12. Bien que cette méthode est largement acceptée, filets de poisson zèbre peut augmenter la variabilité dans le temps nécessaire pour introduire et retirer le poisson de la solution médicamenteuse. Par conséquent, l'exposition exacte du composé d'intérêt peut varier au cours d'une expérience impliquant des doses répétées. Une méthode qui permet de réduire les sources d'erreurs résultant de la variabilité des temps de transport est donc souhaitable. Avec notre méthode, nous sommes en mesure de déplacer tous les poissons en même temps, résultant en temps de dosage identique dans chaque poisson. Après l'exposition de l'éthanol (décrit ici), le poisson-zèbre peut être testé en number de tests comportementaux, y compris ceux qui évaluent l'anxiété. Dosage des groupes de poissons à l'aide de la nouvelle méthode a des applications pratiques au-delà de la capacité de se répliquer et de normaliser le dosage entre les sujets et entre les groupes de poissons avec précision. L'avènement d'un nouveau logiciel qui permet de faire le suivi de plusieurs poissons à la fois peut voir les chercheurs utilisent nos méthodes pour assurer la reproductibilité et la précision dans leurs expériences. Compte tenu de l'utilisation généralisée de poisson zèbre comme organisme modèle pour neurosciences comportementales, cette méthode permettra d'accroître l'efficacité et de praticité dans les futures études pharmacologiques.

Dans le paradigme actuel, un calendrier de dosage répété était employé qui reflète approximativement horaires de consommation humaine. Les poissons ont été assignés au hasard à l'un des trois groupes: contrôle, quotidien modéré, ou hebdomadaire frénésie. Le programme de dosage était de 21 jours dans la durée, choisi parce qu'il a dépassé de manière significative les temps d'exposition dans les études précédentes 7. poissons de commande reçu alco zérohol, poisson quotidien modéré reçu 0,2% d'alcool une fois par jour, et le poisson hebdomadaire binge reçu 1,4% d'alcool une fois par semaine. La tâche clair / foncé a été utilisé pour évaluer l'anxiété après 2 jours de retrait. Ceci est un test relativement simple à administrer qui utilise une arène rectangulaire dans laquelle les parois d'un côté, sont de couleur blanche et de l'autre côté sont sombres 9. Poisson zèbre adulte préfèrent robuste le côté sombre de la scène dans des conditions de contrôle 6,9,13. Augmentation de l'anxiété est opérationnel correspond à beaucoup plus de temps passé dans la zone sombre et une diminution de l'anxiété peut supposer lorsque le poisson passe relativement plus de temps passé dans la zone de lumière. Avec le logiciel de suivi de mouvement, d'autres variables d'information peuvent également être quantifiés, y compris la vitesse moyenne, l'immobilité, sinueux, et les transitions zone 14.

La méthode de dosage développé dans notre laboratoire peut appliquer à toute recherche dans lequel les composés solubles dans l'eau sont administrés une ou plusieurs zebrafish. Beaucoup d'autres agents pharmacologiques qui peuvent bénéficier de cette méthode sont actuellement testés chez le poisson zèbre. Généralement les composés testés sont la nicotine, le chlordiazépoxyde, la buspirone, et la scopolamine, que l'on dissout d'une manière similaire à l'éthanol; en mélangeant la quantité appropriée de la substance chimique dans l'eau. Par conséquent, la portée générale de cette procédure est beaucoup plus large et non limitée à l'éthanol. En outre, après l'administration de médicaments pour plusieurs jours, la tâche de lumière / obscurité est seulement un des nombreux tests comportementaux qui pourraient être employées. Après l'administration du médicament ou durant le retrait, d'autres tests populaires qui peuvent être utilisés comprennent le test de plongée roman de réservoir 15 et des tests de comportement social tels que shoaling 16. La procédure suivante présente une méthode efficace de transfert à plusieurs reprises des groupes de poissons ou individuelle dans des solutions contenant un composé pharmacologique d'intérêt. En outre, le processus de test anxiété avec le test lumière / obscuritédans les groupes de poissons qui sont en retrait après avoir été exposés à de longues listes d'administration d'alcool sera décrit.

Protocol

Toutes les procédures et les tests comportementaux ont été approuvés par le Conseil d'éthique de la recherche animale de l'Université MacEwan sous le numéro de protocole 11/06/12, qui est en conformité avec le Conseil canadien pour les directives de protection des animaux pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire. 1. Préparer Réservoirs de dosage, des solutions et le schéma d'administration Préparer un calendrier d'administration tels…

Representative Results

Pour assurer la précision et le contrôle dans le poisson zèbre avec les études pharmacologiques, il est important pour la durée du temps de l'administration d'éthanol uniforme et précise de la manière décrite ci-dessus. Notre procédé permet d'augmenter la facilité et le débit de la procédure de dosage. L'administration de l'éthanol soit toutes les semaines ou tous les jours binge-modérée horaire a donné lieu à des niveaux d'anxiété altérées, mesurées avec le / test sombre …

Discussion

Des études antérieures portant sur ​​l'administration de médicaments chez le poisson zèbre ont simplement compté sur la compensation du poisson pour les transporter à partir de leur réservoir d'origine dans la solution médicamenteuse 12,16. La compensation est pas toujours cohérente et prend souvent plus de temps que prévu en raison de la réaction de fuite du poisson zèbre, qui a la variabilité individuelle importante. Méthodes de transfert classiques, tout en étant utiles, peuvent …

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors have nothing to disclose.

Materials

Three Shelf benchtop housing system Aquatic Habitats N/A http://aquatichabitats.com/research-systems/z-hab-system/
1.5L Spawning tank w/400 micron baffle Aquatic Habitats N/A http://aquatichabitats.com/consumables/tanks-lids-and-baffles/info/nursery-tank-and-baffles/
Pure Grain Ethanol Luxco, INC N/A http://www.luxco.com/public/brands/brands.asp?brandid=21
Ethovision XT Motion tracking software Noldus Information Technology http://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt
Pipette Eppendorf Canada http://www.eppendorf.ca/int/index.php?l=211&pb=e396f9e705e754a3&action=products&contentid=1&catalognode=9477. 
Light/Dark Arena Custom Construct as per procedure description. 9.5cm wide, 9.5cm deep, 55cm long

Riferimenti

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Citazione di questo articolo
Holcombe, A., Schalomon, M., Hamilton, T. J. A Novel Method of Drug Administration to Multiple Zebrafish (Danio rerio) and the Quantification of Withdrawal. J. Vis. Exp. (93), e51851, doi:10.3791/51851 (2014).

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