Summary

Rétablissement de la recherche de drogue chez les souris en utilisant le paradigme de préférence de Place conditionnée

Published: June 07, 2018
doi:

Summary

Ce protocole décrit la préférence de Place conditionnée (RPC) comme un modèle de rechute. Cette procédure permet de mesurer des rechutes chez les animaux de laboratoire, compte tenu de l’impact des signaux environnementaux associés aux drogues comme la soif et la rechute chez les toxicomanes abstentionnistes est actuellement la mise au point des programmes de traitement de toxicomanie.

Abstract

Le présent protocole décrit la préférence de Place conditionnée (RPC) comme un modèle de rechute en toxicomanie. Dans ce modèle, animaux est formés tout d’abord d’acquérir une préférence de place conditionnée dans un compartiment jumelé à la drogue, et après l’essai après le conditionnement, ils effectuent plusieurs séances pour éteindre la préférence établie. Le CPP permet l’évaluation des effets enrichissantes conditionnés des signaux liés à l’environnement de médicaments. Puis, le RPC éteint peut être réintégré fermement par l’administration non dépendant d’une dose d’amorçage de la drogue et par l’exposition à un stimulus stressant. Les deux méthodes seront expliqués ici. Lorsque l’animal reinitiates la réponse comportementale, une réintégration de la récompense conditionnée est considéré comme ayant eu lieu.

Les principaux avantages du présent protocole sont qu’il est non invasive, peu coûteux et simple avec les critères de validité bon. En outre, il permet l’étude des différentes manipulations environnementales, tels que le stress ou l’alimentation, qui peut moduler la rechute en médicament cherchant des comportements. Toutefois, une limitation est que si le chercheur a pour but d’explorer les motivations et les effets primaires de renfort de la drogue, il devrait être complété par des procédures de gestion autonome, car elles impliquent des réponses opérante des animaux.

Introduction

Le paradigme de la préférence de Place conditionnée (RPC) offre un moyen simple d’évaluer la récompense conditionnée induite par des stimuli divers1,2et a été utilisé largement pour étudier les effets enrichissantes conditionnés de drogues toxicomanogènes3 . Elle est basée sur le conditionnement pavlovien, évaluation de la valeur motivationnelle des signaux environnementaux associés aux drogues pour le maintien de comportements toxicomanes4. Dans ce modèle, signaux environnementaux acquièrent propriétés appétence secondaires (effets enrichissantes conditionnés) lorsqu’il est associé avec un agent renforçateur primaire3. Par exemple, un lieu initialement neutre (par exemple la couleur d’un compartiment dans la cage du RPC) est jumelé avec les effets spécifiques d’une drogue d’abus au cours de certaines conditionnement séances5, alors qu’un autre compartiment est associée à l’injection d’un véhicule. Après conditionnement, si l’animal passe plus de temps dans le compartiment précédemment associé au médicament, il est supposé que le personnel du PPC a acquis3. La mise en place de la préférence est atteinte lorsque l’animal donne une valeur positive pour les signaux environnementaux liés à la drogue, qui est l’agent renforçateur primaire. Par conséquent, animaux se produiront des réponses comportementales de recherche de la drogue en réponse à ces indices contextuels6. Le modèle CPP permet l’évaluation des propriétés enrichissantes d’une dose de la drogue, indiquant si les animaux dans une condition spécifique (par exemple, ayant subi de défaite sociale précédemment) est plus vulnérables et sensibles aux doses qui sont pas efficace pour naïve animaux7.

Le modèle CPP a aussi servi à évaluer l’extinction/réintégration comme modèle animal pour étudier la rechute3, qui est le but du présent protocole. Il y a trois phases différentes : acquisition, extinction et la réintégration (Figure 1). Dans le modèle de rétablissement du RPC, animaux d’abord obtenir le RPC pour un compartiment jumelé à la drogue, et ensuite ils exécutent plusieurs séances d’extinction. Nous définissons d’extinction comme le moment où l’animal a réduit ses réactions comportementales de rapprochement à un stimulus conditionné d’enrichissant qui a été supprimé (par exemple, le médicament)8. Pendant les sessions de l’extinction, animaux explore les compartiments en l’absence de la drogue, de sorte que la préférence acquise est progressivement atténué9. Une question importante à considérer est que le changement de comportement que l’animal présente au cours de l’extinction (la diminution progressive du temps passé dans le compartiment de drogue-jumelé) peut être due à nouveaux processus d’apprentissage qui sont en concurrence avec la réponse précédente de savante, ou due à une diminution de l’état de motivation interne du sujet3. Enfin, le rétablissement de la préférence de place à travers les repères du contexte ou de la drogue serait notre modèle de rétablissement1.

Administrer une injection d’amorçage du médicament associé peut rétablir la préférence, ce qui est considéré comme une reconstitution de l’approximation pour les indices contextuels. Rétablissement de drogue d’amorçage se produit en raison de la mémoire persistante des effets agréables de la drogue, ce qui induit la soif et motive les animaux à chercher les signaux environnementaux associés à la récompense.

Certains avantages du modèle de rétablissement du RPC sont que la procédure est non invasif (contrairement à l’administration autonome, nécessitant une intervention chirurgicale), peu coûteux et simple. En outre, ce modèle a une validité de critère bonne, car elle imite bien ce qui se passe dans les êtres humains10,11, induisant la réintégration avec stimuli qui induisent la rechute, comme re-exposition à la drogue12,13 ou souligner le14.

Il existe d’autres techniques telles que l’extinction – modèle de rétablissement de l’administration intraveineuse de self. Ici, les animaux appuyer sur un levier pour s’auto-administrer de la drogue, qui permet l’évaluation de la réponse opérante de l’animal, compulsivité et motivation14,15,16. Le principal avantage du RPC sur les procédures d’administration autonome est que rétablissement du RPC est censé refléter la réactivation de la valeur d’encouragement-motivation des stimuli contexte associé à la drogue, consistant en la réapparition de l’approche comportement au contexte17. En outre, des stimuli non médicamenteux, tels que le stress, peuvent induire également rétablissement18,19. Par exemple, une étude de l’auto-administration ne décrit aucun effet sur le rétablissement de la consommation d’héroïne chez les rats après un choc de pied ou de la retenue soulignent20. Auteurs discuté qu’il a échoué parce que les facteurs de stress ont été testés à l’extérieur de la chambre d’auto-administration dans un contexte différent. En revanche, lorsque vous utilisez le modèle CPP de remise en état, il y avait un clair restitutio in integrum RPC induite par la morphine après avoir utilisé les mêmes facteurs de stress et appliquée dans un contexte différent à celui du PPC et à des moments différents (0 et 15 min après stress exposition)18 .

Plusieurs études dans la littérature ont montré différentes façons de drogue et réintégration induite par le stress. D’une part, réintégration médicamenteuse a été signalée chez des rats et des souris morphine5,21,22,23, cocaïne24,25, amphétamine26, 27, éthanol28,29et30de la 3, 4-méthylènedioxyméthamphétamine (MDMA). En revanche, l’exposition au stress peut être un facteur déterminant dans la vulnérabilité aux abus de drogues. Stress est connu pour augmenter les effets enrichissantes de drogues7,31,32 et leur rôle dans la rechute est bien établie33,34. Par exemple, la défaite dans les interactions sociales avec un congénère rétablit la morphine et la cocaïne RPC18,19. En outre, les animaux exposés à répété défaite sociale sont plus vulnérables aux effets enrichissantes conditionnés d’une dose de cocaïne et rétablissement la préférence avec de très faibles doses de cocaïne7.

Application du modèle de rétablissement du RPC est un moyen utile et sensible pour évaluer la vulnérabilité de rechute chez les animaux et permet l’évaluation des différentes manipulations environnementales subtiles, qui sont les principaux déclencheurs qui menacent les humain rechute, tels que réintégration médicamenteuse ou stress.

Protocol

Toutes les procédures impliquant les souris et leurs soins respectées les lois nationales, régionales et locales et les règlements qui sont conformes à la Directive 2010/63/UE du Parlement européen et du Conseil du 22 septembre 2010 relative à la protection des animaux utilisés pour fins scientifiques. L’utilisation de l’Animal et le Comité de protection de l’Université de Valence a approuvé le présent protocole. 1. les matériaux et la mise en place de préférence de Place co…

Representative Results

Tout d’abord, des résultats représentatifs de la réintégration d’amorçage induite et le stress sont illustrés Figure 7 à l’aide de souris mâles adultes de1. Les données dans la Figure 7a-b représentant le temps passé dans le (s) à drogue appariés dans le pré et Post-C test ont été analysés avec une analyse de la variance avec un j…

Discussion

Le point clé de la recherche sur la dépendance des médicaments est le développement de traitements qui diminuent la soif et, par conséquent, réduire la vulnérabilité à la rechute. Grâce au modèle de rétablissement du paradigme du RPC, il est possible d’étudier l’influence de différents facteurs procédurales et environnementales qui modulent la rechute, qui constitue une priorité de la recherche future. Il y a quelques points importants à considérer, comme le paradigme du RPC est un test qui est trè…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Generalitat Valenciana, PROMETEOII / 2014/063 ; Ministère de la santé, Services sociaux et l’égalité. Délégation du gouvernement pour le Plan National sur les drogues, les projets de recherche sur les toxicomanies, 2014I007 ; Ministère de l’Economie et compétitivité (MINECO), Institut de santé Carlos III, réseau de provoquant troubles (RTA) RD12 / 0028/0005 et RD16 / 17/07/00 et Union européenne FEDER Fonds « una manera de hacer Europa » et PSI2014-51847-R.

Materials

MONPRE 2Z software CIBERTEC S.A., Spain N/A
Identical Plexiglas boxes with two equal sized compartments separated by a grey central area. CIBERTEC S.A., Spain N/A The compartments have different colored walls (black vs white) and distinct floor textures (fine grid in the black compartment and wide grid in the white one). All boxes are equipped with four infrared light beams in each compartment of the box and six in the central area which allow the recording of the position of the animal and its crossings from one compartment to the other.
Cocaine hydrochloride Laboratorios Alcaliber S.A., Madrid, Spain N/A
Animals: mice of the OF1 outbred strain Charles River, Barcelona Spain N/A Male mice who arrive to the laboratory on PND 42 and on PND 60 perform the CPP test. These animals are specially indicated for social defeat and aggression models.
Standard Diet- Teklad Global Diet 2014 Supplied by Harlan Laboratories Models, S. L. (Barcelona, Spain) 13 kcal % fat, 67 kcal % carbohydrates and 20% kcal protein; 2.9 kcal/g
High fat diet TD.06415 45 kcal % fat, 36 kcal % carbohydrates and 19% kcal protein; 4.6 kcal/g

Referências

  1. Bardo, M., Bevins, R. Conditioned place preference: what does it add to our preclinical understanding of drug reward?. Psychopharmacology. 153, 31 (2000).
  2. Tzschentke, T. M. Review on CPP: Measuring reward with the conditioned place preference (CPP) paradigm: update of the last decade. Addiction biology. 12 (3-4), 227-462 (2007).
  3. Aguilar, M. A., Rodríguez-Arias, M., Miñarro, J. Neurobiological mechanisms of the reinstatement of drug-conditioned place preference. Brain research reviews. 59 (2), 253-277 (2009).
  4. García-Pardo, M. P., Roger-Sánchez, C., De la Rubia Ortí, J. E., Aguilar, M. A. Animal models of drug addiction. Adicciones. 12, 823 (2017).
  5. Manzanedo, C., Aguilar, M. A., Rodrı́guez-Arias, M., Miñarro, J. Effects of dopamine antagonists with different receptor blockade profiles on morphine-induced place preference in male mice. Behavioural brain research. 121 (1), 189-197 (2001).
  6. Robbins, T. W. The acquisition of responding with conditioned reinforcement: effects of pipradrol, methylphenidate, d-amphetamine, and nomifensine. Psychopharmacology. 58 (1), 79-87 (1978).
  7. Montagud-Romero, S., Nuñez, C., Blanco-Gandia, M. C., Martínez-Laorden, E., Aguilar, M. A., Navarro-Zaragoza, J., et al. Repeated social defeat and the rewarding effects of cocaine in adult and adolescent mice: dopamine transcription factors, proBDNF signaling pathways, and the TrkB receptor in the mesolimbic system. Psychopharmacology. , (2017).
  8. Pavlov, I. P. . Conditioned Reflexes. , (1927).
  9. Yahyavi-Firouz-Abadi, N., See, R. E. Anti-relapse medications: preclinical models for drug addiction treatment. Pharmacology & therapeutics. 124 (2), 235-247 (2009).
  10. Epstein, D. H., Preston, K. L., Stewart, J., Shaham, Y. Toward a model of drug relapse: an assessment of the validity of the reinstatement procedure. Psychopharmacology. 189 (1), 1-16 (2006).
  11. Geyer, M. A., Markou, A., Bloom, F. E., Kupfer, D. J. Animal models of psychiatric disorders. Psychopharmacology: the Fourth Generation of Progress. , 787-798 (1995).
  12. De Wit, H. Priming effects with drugs and other reinforcers. Experimental and Clinical Psychopharmacology. 4 (1), 5 (1996).
  13. Wang, B., Luo, F., Zhang, W. T., Han, J. S. Stress or drug priming induces reinstatement of extinguished conditioned place preference. Neuroreport. 11 (12), 2781-2784 (2000).
  14. Shalev, U., Erb, S., Shaham, Y. Role of CRF and other neuropeptides in stress-induced reinstatement of drug seeking. Brain research. 1314, 15-28 (2010).
  15. Bossert, J. M., Marchant, N. J., Calu, D. J., Shaham, Y. The reinstatement model of drug relapse: recent neurobiological findings, emerging research topics, and translational research. Psychopharmacology. 229 (3), 453 (2013).
  16. Weiss, F. Neurobiology of craving, conditioned reward and relapse. Current opinion in pharmacology. 5 (1), 9-19 (2005).
  17. Mueller, D., Stewart, J. Cocaine-induced conditioned place preference: reinstatement by priming injections of cocaine after extinction. Behavioural brain research. 115 (1), 39-47 (2000).
  18. Ribeiro Do Couto, B., Aguilar, M. A., Manzanedo, C., Rodriguez-Arias, M., Armario, A., Miñarro, J. Social stress is as effective as physical stress in reinstating morphine-induced place preference in mice. Psychopharmacology. 185 (4), 459-470 (2006).
  19. Titomanlio, F., Manzanedo, C., Rodríguez-Arias, M., Mattioli, L., Perfumi, M., Miñarro, J., Aguilar, M. A. Rhodiola rosea impairs acquisition and expression of conditioned place preference induced by cocaine. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. , (2013).
  20. Shalev, U., Highfield, D., Yap, J., Shaham, Y. Stress and relapse to drug seeking in rats: studies on the generality of the effect. Psychopharmacology. 150 (3), 337-346 (2000).
  21. Lu, L., Ceng, X., Huang, M. Corticotropin-releasing factor receptor type 1 mediates stress-induced relapse to opiate dependence in rats. Neuroreport. 11 (11), 2373-2378 (2000).
  22. Ribeiro Do Couto, B., Aguilar, M. A., Manzanedo, C., Rodriguez-Arias, M., Miñarro, J. Reinstatement of morphine-induced conditioned place preference in mice by priming injections. Neural Plast. 10, 279-290 (2003).
  23. Do Couto, B. R., Aguilar, M. A., Rodriguez-Arias, M., Miñarro, J. Long-lasting rewarding effects of morphine induced by drug primings. Brain research. 1050 (1), 53-63 (2005).
  24. Maldonado, C., Rodriguez-Arias, M., Castillo, A., Aguilar, M. A., Miñarro, J. Gamma-hydroxybutyric acid affects the acquisition and reinstatement of cocaine-induced conditioned place preference in mice. Behav. Pharmacol. 17, 119-131 (2006).
  25. Maldonado, C., Rodriguez-Arias, M., Castillo, A., Aguilar, M. A., Miñarro, J. Effect of memantine and CNQX in the acquisition, expression and reinstatement of cocaine-induced conditioned place preference. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 31, 932-939 (2007).
  26. Cruz, F. C., Marin, M. T., Planeta, C. S. The reinstatement of amphetamine-induced place preference is long-lasting and related to decreased expression of AMPA receptors in the nucleus accumbens. Neurociência. 151, 313-319 (2008).
  27. Li, S. M., Ren, Y. H., Zheng, J. W. Effect of 7-nitroindazole on drug-priming reinstatement of D-methamphetamine-induced conditioned place preference. Eur. J. Pharmacol. 443, 205-206 (2002).
  28. Font, L., Miquel, M., Aragon, C. M. Involvement of brain catalase activity in the acquisition of ethanol-induced conditioned place preference. Physiol. Behav. 93, 733-741 (2008).
  29. Roger-Sánchez, C., Aguilar, M. A., Rodríguez-Arias, M., Aragon, C. M., Miñarro, J. Age-and sex-related differences in the acquisition and reinstatement of ethanol CPP in mice. Neurotoxicology and teratology. 34 (1), 108-115 (2012).
  30. Daza-Losada, M., Do Couto, B. R., Manzanedo, C., Aguilar, M. A., Rodríguez-Arias, M., Miñarro, J. Rewarding effects and reinstatement of MDMA-induced CPP in adolescent mice. Neuropsychopharmacology. 32 (8), 1750-1759 (2007).
  31. Will, M. J., Watkins, L. R., Maier, S. F. Uncontrollable stress potentiates morphine’s rewarding properties. Pharmacol. Biochem. Behav. 60, 655-664 (1998).
  32. Der-Avakian, A., Will, M. J., Bland, S. T., Deak, T., Nguyen, D. T., Schmid, M. J., Spencer, R. L., Watkins, L. R., Maier, S. F. Surgical and pharmacological suppression of glucocorticoids prevents the enhancement of morphine conditioned place preference by uncontrollable stress in rats. Psychopharmacology. 179, 409-417 (2005).
  33. Sinha, R. How does stress increase risk of drug abuse and relapse?. Psychopharmacology. 158, 343-359 (2001).
  34. Lu, L., Shepard, J. D., Hall, F. S., Shaham, Y. Effect of environmental stressors on opiate and psychostimulant reinforcement, reinstatement and discrimination in rats: a review. Neurosci. Biobehav. Rev. 27, 457-491 (2003).
  35. Vidal-Infer, A., Arenas, M. C., Daza-Losada, M., Aguilar, M. A., Miñarro, J., Rodríguez-Arias, M. High novelty-seeking predicts greater sensitivity to the conditioned rewarding effects of cocaine. Pharmacol Biochem Behav. 102, 124-132 (2012).
  36. Reguilón, M. D., Montagud-Romero, S., Ferrer-Perez, C., Roger-Sánchez, C., Aguilar, M. A., Miñarro, J., Rodríguez-Arias, M. Dopamine D2 receptors mediate the increase in reinstatement of the conditioned rewarding effects of cocaine induced by acute social defeat. European Journal of Pharmacology. 799, 48-57 (2017).
  37. Ribeiro Do Couto, B., Aguilar, M. A., Lluch, J., Rodríguez-Arias, M., Miñarro, J. Social experiences affect reinstatement of cocaine-induced place preference in mice. Psychopharmacology. 207 (3), 485-498 (2009).
  38. Blanco-Gandía, M. C., Aracil-Fernández, A., Montagud-Romero, S., Aguilar, M. A., Manzanares, J., Miñarro, J., Rodríguez-Arias, M. Changes in gene expression and sensitivity of cocaine reward produced by a continuous fat diet. Psychopharmacology. 234 (15), 2337-2352 (2017).
  39. Tzschentke, T. M. Measuring reward with the conditioned place preference paradigm: a comprehensive review of drug effects, recent progress and new issues. Progress in neurobiology. 56 (6), 613-672 (1998).
  40. Blanco-Gandía, M. C., Ledesma, J. C., Aracil-Fernández, A., Navarrete, F., Montagud-Romero, S., Aguilar, M. A., Manzanares, J., Miñarro, J., Rodríguez-Arias, M. The rewarding effects of ethanol are modulated by binge eating of a high-fat diet during adolescence. Neuropharmacology. 121, 219-230 (2017).
  41. Itzhak, Y., Martin, J. L. Cocaine-induced conditioned place preference in mice: induction, extinction and reinstatement by related psychostimulants. Neuropsychopharmacology. 26 (1), 130-134 (2002).
  42. Kreibich, A. S., Blendy, J. A. cAMP response element-binding protein is required for stress but not cocaine-induced reinstatement. Journal of Neuroscience. 24 (30), 6686-6692 (2004).
  43. Zavala, A. R., Weber, S. M., Rice, H. J., Alleweireldt, A. T., Neisewander, J. L. Role of the prelimbic subregion of the medial prefrontal cortex in acquisition, extinction, and reinstatement of cocaine-conditioned place preference. Brain research. 990 (1), 157-164 (2003).
  44. Orsini, C., Bonito-Oliva, A., Conversi, D., Cabib, S. Genetic liability increases propensity to prime-induced reinstatement of conditioned place preference in mice exposed to low cocaine. Psychopharmacology. 198 (2), 287-296 (2008).
  45. Sun, Y., Pan, Z., Ma, Y. Increased entrances to side compartments indicate incubation of craving in morphine-induced rat and tree shrew CPP models. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 159, 62-68 (2017).

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Blanco-Gandía, M. C., Aguilar, M. A., Miñarro, J., Rodríguez-Arias, M. Reinstatement of Drug-seeking in Mice Using the Conditioned Place Preference Paradigm. J. Vis. Exp. (136), e56983, doi:10.3791/56983 (2018).

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