Auto-administration de médicaments dans des modèles murins d’alimentation et d’obésité

Résumé

L’objectif global de cette procédure est de décrire une méthode d’auto-administration de médicaments pouvant être utilisés dans des modèles murins d’alimentation et d’obésité.

Résumé

Les études précliniques chez la souris s’appuient souvent sur des protocoles invasifs, tels que des injections ou un gavage oral, pour délivrer des médicaments. Ces voies d’administration stressantes ont des effets significatifs sur des paramètres métaboliques importants, y compris l’apport alimentaire et le poids corporel. Bien qu’une option intéressante pour contourner ce problème consiste à composer le médicament dans les aliments pour rongeurs ou à le dissoudre dans l’eau, ces approches ont également des limites car elles sont affectées par la stabilité du médicament à température ambiante pendant de longues périodes, la solubilité du médicament dans l’eau et le fait que le dosage dépend fortement du moment de la consommation de nourriture ou d’eau. La disponibilité constante du médicament limite également la pertinence translationnelle sur la façon dont les médicaments sont administrés aux patients. Pour surmonter ces limitations, les médicaments peuvent être mélangés à des aliments très appétissants, tels que le beurre d’arachide, permettant aux souris de s’auto-administrer des composés. Les souris consomment de manière fiable et reproductible le granulé de drogue / beurre d’arachide dans un court laps de temps. Cette approche facilite une approche d’accouchement avec un stress minimal par rapport à une injection ou un gavage. Ce protocole démontre l’approche de la préparation des médicaments, de l’acclimatation des animaux à l’administration de placebo et de l’administration de médicaments. Les implications de cette approche sont discutées dans des études liées au moment de l’administration du médicament et au rythme circadien.

Introduction

L’objectif de cette méthode est d’délivrer des médicaments chez la souris via une procédure non invasive et peu stressante. Les études précliniques chez la souris reposent souvent sur des voies d’administration de médicaments stressantes et invasives qui peuvent avoir des impacts significatifs sur les paramètres métaboliques. Par exemple, le gavage oral quotidien répétitif peut réduire considérablement l’apport calorique et le gain de poids chez la souris¹. De plus, le gavage oral peut être techniquement difficile et peut causer des blessures. Comme alternative, les souris peuvent s’auto-administrer des composés qui sont mélangés dans leur nourriture ou dissous dans leur eau potable ². Cependant, cette approche a une limite majeure, c’est-à-dire qu’elle repose sur le moment circadien naturel de la consommation de nourriture ou d’eau. En outre, la stabilité ou la solubilité des médicaments dans l’eau peut être un problème majeur lorsqu’il est administré de manière chronique de cette manière. Pour surmonter ces limitations, les médicaments peuvent être mélangés avec des aliments très appétissants, tels que la pâte à biscuits ^3,la gelée ^4,5 ou le beurre d’arachide ⁶ pour encourager l’auto-administration chez la souris à un moment spécifié. Cette approche a l’avantage de faciliter l’administration du médicament avec un minimum de stress par rapport à une injection ou à un gavage quotidien^1. Cette procédure peut être adaptée pour délivrer une grande variété de médicaments aux souris. Ce protocole démontre le processus de préparation des médicaments, la formation, suivie de l’administration de médicaments dans des aliments très appétissants. À titre d’exemple, cette méthode est utilisée pour administrer le médicament antipsychotique rispéridone à des souris femelles C57BL / 6J. La rispéridone est bien connue pour avoir de puissants effets hyperphagiques et de prise de poids chez les patients ⁷ qui est bien modélisé chez les rongeurs ^6,8. Ce système d’administration facilite un modèle hautement translationnel qui pourrait être utilisé pour étudier une grande variété de médicaments et leurs effets sur les voies régulant l’apport alimentaire et le poids corporel ⁹.

Protocole

Toutes les procédures impliquant des sujets animaux ont été approuvées par l’Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) de l’Université de Californie à San Diego.

1. Fabrication de la pastille de beurre d’arachide

1. Calculez la quantité de médicament nécessaire pour fabriquer la dose souhaitée de médicament dans une pastille de beurre d’arachide et augmentez la taille du lot requis pour une expérience. Il est important de savoir si les granulés peuvent être conservés à -80 °C, en fonction de la stabilité du médicament.
2. Pulvérisez les comprimés de médicament à l’aide d’un mortier et d’un pilon.
3. Pesez la quantité calculée de beurre d’arachide nécessaire en le plaçant dans un bateau de pesée sur une balance goudronnée.
4. Placer le beurre d’arachide sur un bécher d’eau tiède jusqu’à ce qu’il soit fondu.
5. Ajouter la quantité requise de médicament pulvérisé dans l’arachide fondue et bien mélanger.
6. Laissez refroidir le mélange médicament-beurre d’arachide afin qu’il puisse être facilement placé dans les moules en caoutchouc.
7. Placez le mélange beurre d’arachide-médicament dans un moule. Celui utilisé ici est un moule à granulés de corticostérone en caoutchouc et crée environ ~ 100 mg de granulés de beurre d’arachide. Un ajustement du rapport entre le médicament et le beurre d’arachide peut être nécessaire pour assurer l’appétence.
8. Répétez ces étapes avec du beurre d’arachide seul pour faire des pastilles placebo.
9. Congeler le moule à -20 °C ou -80 °C (selon la stabilité du médicament) pour permettre au beurre d’arachide de durcir jusqu’à son utilisation.

2. Configuration de la souris

1. Abritez individuellement des souris dans des cages à souris standard. Ligne avec une literie et un enrichissement en papier hautement absorbants, y compris des serviettes en papier et un dôme de logement. Cette litière en papier facilite les mesures précises de l’apport alimentaire en permettant de quantifier les aliments renversés par les matières fécales et la litière.
   REMARQUE: L’approbation de l’IACUC D’ENsure pour les souris à logement uni a été obtenue.
2. Fournissez de la nourriture et de l’eau ad libitum et laissez les souris s’acclimater au logement pendant environ 3 jours.

3. Formation à l’auto-dosage du beurre d’arachide médicamenteux

1. Planifiez et sélectionnez le moment optimal de la journée pour l’administration du médicament.
2. Jeûnez les souris pendant 24 heures et assurez-vous que l’approbation de l’IACUC a été reçue pour la durée de jeûne choisie.
3. Sortez le moule du congélateur, laissez le moule en caoutchouc se ramollir afin que les granulés puissent être facilement extrudés hors du moule. Toute la formation peut être complétée à l’aide de pastilles de contrôle placebo.
4. Placez une pastille de beurre d’arachide de contrôle placebo sur la paroi de la cage à environ 1,5 pouce de la base. Le premier jour, il peut s’attendre à environ 1 heure pour que la souris consomme le granulé de beurre d’arachide en raison de la nouveauté.
5. Après la session de formation, fournir un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau.
6. Le lendemain, placez la pastille de beurre d’arachide sur le mur de la cage au même endroit pour une formation supplémentaire sur des souris non à jeun.
7. Répétez l’entraînement chez des souris nourries pendant environ 3 jours. Le temps nécessaire pour consommer le beurre de cacahuète sera inférieur à 30 minutes au troisième jour d’entraînement.

4. Expérience

1. Randomiser les souris en groupes de traitement en fonction du poids corporel afin que les groupes aient le même poids corporel moyen avant le traitement.
2. Prévoyez d’administrer les pilules de beurre d’arachide (traitement ou placebo) aux souris en même temps qu’elles ont été entraînées à recevoir les granulés de beurre d’arachide.
3. Pesez la nourriture et la souris et enregistrez les valeurs.
4. Assurez-vous que les pilules de beurre d’arachide (traitement ou placebo) sont placées au même endroit dans la cage que celui établi pendant l’entraînement.
5. Poursuivez la procédure de dosage quotidiennement pendant toute la durée de l’expérience.

Résultats

Dans l’exemple présenté ici, le beurre d’arachide a été utilisé pour délivrer de la rispéridone à des souris quotidiennement pendant 14 jours.

Cette étude montre que l’administration chronique de rispéridone via cette méthode facilite une augmentation hautement reproductible de l’apport alimentaire et du poids corporel par rapport au contrôle (Figure 1a, b). En outre, cette méthode d’administration donne des données très c...

Discussion

Lors de la réalisation de ce protocole, il est important d’être cohérent avec la précision des mesures de l’apport alimentaire et du poids corporel et le moment de l’administration du médicament tout au long de l’étude. Bien que cette méthode d’auto-administration nécessite une phase d’entraînement importante, cela est particulièrement important pour acclimater les souris à la nouveauté du beurre d’arachide et s’assurer que les souris consomment le médicament au moment donné. Une fois établ...

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
C57B6/J mice	Jackson Labs, Sacramento, CA, USA	664
corticosterone pellet mold	Ted Pella Inc, Redding, CA, USA	106A
Mouse igloo	VWR, Visalia, CA, USA	89067-850	cage enrichment
peanut butter	Jif Peanut Butter, Orrville, OH, USA		Creamy peanut butter
pestle and mortar	VWR, Visalia, CA, USA	470148-960
risperidone	Patriot Pharmaceuticals, Horsham, PA, USA	50458-593-50
rodent chow	LabDiet, St. Louis, MO, USA	5001
weigh boat	VWR, Visalia, CA, USA	10803-148
weighing scale	Mettler Toledo, Greifensee, Switzerland	MS104TS
Wypall paper X60	Kimberly-Clark, Corinth, MS, USA	34865-05	absorbent paper bedding