Reintegração de busca de drogas em ratos utilizando o paradigma de preferência lugar condicionado

Resumo

Este protocolo descreve a preferência de lugar condicionado (CPP) como um modelo de recaída. Este procedimento permite a medição de recaída em animais de laboratório, considerando o impacto das drogas associadas Dicas ambientais como desejo e recaída em viciados em ausência é, atualmente, o foco dos programas de tratamento do abuso de drogas.

Resumo

O presente protocolo descreve a preferência de lugar condicionado (CPP) como um modelo de recaída no vício em drogas. Neste modelo, animais primeiro são treinados para adquirir uma preferência de lugar condicionados em um compartimento de droga-emparelhado, e após o teste post-condicionado, eles realizam várias sessões para extinguir a preferência estabelecida. O CPP permite a avaliação dos efeitos condicionados gratificantes de pistas relacionadas ao meio ambiente de drogas. Em seguida, o CPP extinto pode ser robustamente restabelecido pela administração de uma dose de escorva da droga não-contingentes e pela exposição aos estímulos estressantes. Ambos os métodos serão explicados aqui. Quando o animal reinicia a resposta comportamental, é considerado um restabelecimento da recompensa condicionado tiveram lugar.

As principais vantagens do presente protocolo são que é não-invasivo, barato e simples, com critérios de validade boa. Além disso, permite o estudo de diferentes manipulações ambientais, tais como o stress ou a dieta, que pode modular a recaída em comportamentos de busca de drogas. No entanto, uma limitação é que, se o pesquisador pretende explorar a motivação e os efeitos de reforçados primários da droga, deve ser complementado com procedimentos de auto-administração, envolvem respostas operante de animais.

Introdução

O paradigma de preferência de lugar condicionado (CPP) oferece uma maneira simples de avaliar a recompensa condicionada induzida por estímulos diversos^1,2e tem sido usado amplamente para estudar os efeitos condicionados gratificantes de drogas que viciam³ . É baseado no condicionamento pavloviano, avaliando o valor motivacional de pistas ambientais associadas a drogas para manter comportamento viciante⁴. Neste modelo, pistas ambientais adquirem Propriedades repetido secundário (acondicionados recompensadores efeitos) quando emparelhado com um reforçador primário³. Por exemplo, um lugar inicialmente neutro (como a cor de um compartimento na gaiola CPP) é combinado com os efeitos específicos de uma droga de abuso durante algumas sessões⁵, enquanto outro compartimento está associado com a injeção de um veículo de condicionamento. Após o condicionamento, se o animal passa mais tempo no compartimento anteriormente associado com a droga, presume-se que o CPP desenvolveu³. O estabelecimento da preferência é alcançado quando o animal dá um valor positivo para as pistas ambientais ligadas à droga, que é o reforçador primário. Consequentemente, animais irão executar respostas comportamentais de remédios em resposta a essas pistas contextuais⁶. O modelo do CPP permite a avaliação das propriedades gratificantes de doses abaixo do limite da droga, mostrando-se os animais em uma condição específica (por exemplo, tendo sofrido de derrota social anteriormente) são mais vulneráveis e sensíveis às doses que são Não é eficaz em ingênuo animais⁷.

O modelo CPP também tem sido usado para avaliar extinção/reintegração como um modelo animal para estudar a recaída³, qual é o objectivo do presente protocolo. Existem três diferentes fases: aquisição, extinção e reintegração (Figura 1). No modelo de reintegração de CPP, animais primeiro adquirem o CPP para um compartimento de droga-emparelhado, e então eles executam várias sessões de extinção. Definimos a extinção como o momento em que o animal reduz suas respostas comportamentais de aproximação a um estímulo gratificante condicionado que tenha sido removido (por exemplo, a droga)⁸. Durante as sessões de extinção, animais explorar os compartimentos na ausência da droga, para que a preferência adquirida é gradualmente atenuada⁹. Uma questão importante a considerar é que a mudança de comportamento que o animal apresenta durante a extinção (a diminuição progressiva do tempo gasto no compartimento do droga-emparelhado) pode ser devido a novos processos de aprendizagem que competir com a anterior resposta aprendida, ou devido a uma diminuição no estado motivacional interno do sujeito³. Finalmente, o restabelecimento da preferência local através do contexto ou drogas sinais seria o nosso modelo de reintegração¹.

Administrar uma injecção de escorva da droga associada pode restabelecer a preferência, que é considerada um restabelecimento da aproximação para as pistas contextuais. Reintegração de drogas escorva ocorre devido à memória persistente dos efeitos prazerosos da droga, que induziu o desejo e motiva os animais a procurar as pistas ambientais relacionadas à recompensa.

Algumas vantagens do modelo de reintegração de CPP são de que o procedimento não-invasivo (em contraste com a automedicação, que requer cirurgia), barato e simples. Além disso, este modelo tem uma validade de critério de bom, como ele imita bem o que ocorre em seres humanos^10,11, induzindo a reintegração com estímulos que induzem a recaída, tais como re-exposição à droga^12,13 ou estresse¹⁴.

Existem outras técnicas, como a extinção – modelo de reintegração de auto-administração intravenosa. Aqui, os animais pressionar uma alavanca para auto-administrar a droga, o que permite a avaliação da resposta operante do animal, compulsivity e motivação^14,15,16. A principal vantagem do CPP sobre procedimentos de auto-administração é que a reintegração do CPP é considerada para refletir a reativação do valor incentivo motivacional dos estímulos contexto emparelhado com a droga, consistindo o reaparecimento da abordagem comportamento para o contexto de¹⁷. Além disso, estímulos não-farmacológicos, tais como estresse, também podem induzir a reintegração^18,19. Por exemplo, um estudo de auto-administração descrito sem efeitos na reintegração do consumo de heroína em ratos depois de um choque de pé ou retenção stress²⁰. Autores discutiram que era mal sucedida porque esses estressores foram testadas fora da câmara de auto-administração em um contexto diferente. Em contraste, quando usando o modelo CPP de reintegração, havia um claro re-establishment da CPP induzida pela morfina depois de usar as mesmas estressores e aplicado em um contexto diferente do CPP e em momentos diferentes (0 e 15 min depois da exposição de estresse)¹⁸ .

Vários estudos na literatura têm demonstrado maneiras diferentes de drogas e reintegração induzida por estresse. Por um lado, a reintegração induzida por drogas tem sido relatada em ratos e camundongos usando morfina^5,21,22,23, cocaína^24,25, anfetamina^{26, 27}, etanol^28,29e 3,4-metilenodioximetanfetamina (MDMA)³⁰. Por outro lado, a exposição ao estresse pode ser um factor determinante na vulnerabilidade ao abuso de drogas. Stress é conhecida por aumentar os efeitos gratificantes de drogas^7,31,32 e seu papel na recaída é bem estabelecida^33,34. Por exemplo, a derrota em interações sociais com um conspecific reabilita morfina e cocaína CPP^18,19. Além disso, animais expostos a repetida derrota social são mais vulneráveis aos efeitos condicionados gratificantes de doses abaixo do limite de cocaína e restabelecer a preferência com muito baixas doses de cocaína,⁷.

Aplicação do modelo de reintegração de CPP é uma maneira útil e sensível para avaliar a vulnerabilidade para a recaída em animais e permite a avaliação de diferentes manipulações ambientais sutis, que são os principais gatilhos que ameaçam recaída humana, tais como reintegração ou estresse-induzido.

Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo ratos e seus cuidados cumprido com as leis nacionais, regionais e locais e regulamentos, que estão em conformidade com a Directiva 2010/63/UE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 22 de setembro de 2010, relativa à protecção dos animais utilizados para fins científicos. O Comité conta da Universidade de Valência e uso Animal aprovaram o presente protocolo.

1. materiais e set-up para a preferência de lugar condicionado:

1. Lidar com ratos 3 dias antes do teste de 1-2 min cada. A base da cauda deve ser aproveitada. O corpo deve ser apoiado, se possível. Isso é feito para minimizar a dor e a angústia ao lidar com um animal e para evitar variáveis interferentes, tais como o stress.
   Nota: De camundongos machos 1 60 dias de idade (jovens adultos) pesando 35-40 g foram empregados nas experiências de presente. Reintegração induzida por drogas pode ser realizada em camundongos de ambos os sexos. No entanto, sobre reintegração induzida por estresse, o paradigma social derrota projetado somente para roedores do sexo masculinos, como fazem as fêmeas não induzir uma resposta agressiva nos ratos residentes.
2. Para o condicionamento de lugar, use caixas iguais, feitas com dois compartimentos idênticos (30,7 cm comprimento 31,5 cm largura × × 34,5 cm de altura), separados por uma zona cinzenta central menor (13,8 longo 31,5 cm largura × × alta de 34,5).
   Nota: Compartimentos têm piso diferentes texturas e cores de parede (um piso liso no compartimento preto e um chão áspero em branco). Cada compartimento da caixa CPP contém quatro feixes de luz infravermelhas e seis no compartimento central. Isto permite a gravação das travessias entre compartimentos e a posição do animal.
3. Definir se as luzes da sala (desligadas ou abaixadas) cada dia. Use luzes vermelhas (recomendadas), como os animais não percebê-lo e ele é atenuado para o experimentador (aproximadamente 40 lux medido a 1 m acima do nível do piso).
4. Configurar o programa para registrar 15 min para o condicionamento de pré e pós-teste (veja a Tabela de materiais para software) (Figura 2)
5. Prepare a solução de cocaína necessária para todo o experimento. Dissolver o hidrocloreto de cocaína em 0,9% NaCl (soro fisiológico) em um volume de 0,1 mL/10 g de massa corporal. Mistura de vórtice e loja a 4 ° C, no final do dia.
   Nota: Concentrações de cocaína podem variar dependendo da finalidade do estudo. Se o objetivo é avaliar as doses abaixo do limite de cocaína, uma concentração de 1 mg/kg pode ser usada, que é ineficaz em animais de controle, como visto em anteriores estudos^24,35. Se uma dose eficaz é o objectivo, uma concentração de 6 mg/kg pode ser escolhido, que é eficaz, mas não induz a reintegração²⁴, ou por uma concentração de 25 mg/kg, que é eficaz e induz a reintegração da preferência¹⁹.
6. Teste os animais durante a fase escura e usar a mesma caixa para cada animal em dias.
7. Trazer animais todos os dias para a sala de testes nas jaulas em casa e deixá-los sem ser perturbado por 15 min como um período de habituação para todos os barulhos relacionados ao teste.

2. teste

1. Aquisição
   Nota: O procedimento de condicionamento de lugar, imparcial em termos de preferência espontânea inicial, consiste em três fases: pré-condicionamento, condicionamento e pós-condicionado (Figura 1).
   1. Pré-condicionamento (Pre-C) (3 dias) (Figura 2, Figura 3, Figura 4)
      Nota: Aqui, o valor neutro dos compartimentos na caixa CPP é avaliado. Medida que o tempo gasto em cada compartimento e depois compará-lo com o que gastou no mesmo compartimento no teste pós-condicionado.
      1. Trazer os animais para a sala de teste e deixá-los habituados por 15 min.
      2. Verifique guilhotinas são removidos da gaiola.
      3. Configure o computador e o programa. Insira o animal IDs e pressione o comando "Experimental" e "Start" (Figura 2).
      4. Coloque o mouse suavemente na câmara média (compartimento cinza) e deixar a sala de testes com o mínimo de ruído.
      5. Trazer todos os animais em jaulas em casa e salvar os dados, quando o julgamento for concluído.
      6. Permitir que os ratos acessar ambos os compartimentos do aparelho por 15 min (900 s) por dia em 3 dias consecutivos.
      7. No dia 3, anote o tempo gasto em cada compartimento durante um período de s 900 e guarde-o para a atribuição dos compartimentos na fase seguinte (Figura 3).
      8. Atribua a metade dos animais em cada grupo para receber a droga ou o veículo em um compartimento (por exemplo, preto) e a outra metade no outro compartimento (por exemplo, branco) (Figura 4).
         Nota: A distribuição final dos animais deve garantir que metade dos animais são atribuídos para o compartimento inicialmente preferencial e a outra metade para o compartimento não-preferenciais. Além disso, metade dos animais recebeu a droga em um compartimento (por exemplo, aquele preto) e a outra metade no outro (no caso, o branquinho).
      9. Golo de equilíbrio no grupo dentro ambos os compartimentos, bem como em grupos (diferenças de grupo de teste com análise de variância (ANOVA)). Como orientação aproximada, os valores devem ser em torno de 360-370 s no teste de pré-C (Figura 4). Nota: não houve diferença significativa deve ser detectada entre o tempo gasto em compartimentos do droga-emparelhado e veículo-emparelhado durante o teste de pré-C.
      10. Exclua os animais que apresentem uma forte aversão ou preferência para qualquer compartimento. Considere aversão como gastando menos tempo do que 33% no compartimento e considerar a preferência quando o animal passou mais de 67% do tempo total naquele compartimento.
   2. (4 dias) de condicionamento (Figura 5)
      1. Pesar os animais e usar estes pesos para doses de cocaína durante o condicionamento.
      2. Prepare as seringas com cocaína ou soro fisiológico com base no peso corporal.
      3. Injetar um rato em um momento intraperitonealmente (ip) e imediatamente, coloque-a suavemente no compartimento preto ou branco atribuído de sua caixa.
      4. Após um intervalo de 4h, injete a dose da droga, imediatamente antes que o mouse está confinado ao compartimento da droga-emparelhado por 30 min (Figura 5).
      5. Este procedimento alternativo cada dia, começando com cocaína nos dias 1 e 3 e salinos nos dias 2 e 4.
      6. Verifique que o confinamento é realizado em ambos os casos, fechando a porta de guilhotina que separa os dois compartimentos, tornando a área central inacessíveis.
         Nota: Nesta fase, não há nenhuma necessidade de configurar o programa do PC.
   3. Pós-condicionado (Post-C) (1 dia)
      1. Trazer os animais para a sala de teste e deixá-los habituados por 15 min.
      2. Remova a porta de guilhotina, separando os dois compartimentos.
      3. Configure o computador e o programa. Insira o animal IDs e pressione o comando "start".
      4. Registrar o tempo gasto pelos ratos não tratados em cada compartimento durante um período de observação de s 900.
      5. Quando o julgamento for concluído, trazer todos os animais em jaulas em casa e salvar os dados.
      6. Considere que a droga tem induzido preferência de lugar se o tempo gasto no compartimento do droga-emparelhado durante o Post-C é significativamente maior do que no teste de pré-C. Se ocorre o contrário, considere uma aversão para o compartimento de droga-emparelhado.
2. Extinção
   1. Realizar uma sessão semanal de extinção em todos os grupos/animais que desenvolveu uma preferência para o compartimento de droga-emparelhado.
   2. Coloque o animal no aparelho (sem guilhotinas) por 15 min (mesmo que os testes pré e Post-C) (Figura 1).
      Nota: Se a dose empregada no CPP é alto (25 mg/kg), executar 1 sessão de extinção por semana. Se uma dose abaixo do limite é usado (1 mg/kg), em seguida, execute 2 extinção sessões por semana (por exemplo, segunda-feira e quinta-feira).
   3. Considere a preferência extinguida quando dados de teste a extinção não mostram diferenças em relação ao teste pré-C, mas eles mostram diferenças em relação ao teste Post-C.
   4. Repita o teste 24h mais tarde para confirmar a extinção.
3. Restabelecimento do CPP
   1. Reintegração de escorva-induzido
      1. Avalie os efeitos de uma dose de escorva de cocaína 24h após extinção tenha sido confirmada.
         Nota: Doses de Priming são metade da dose anterior que o animal tenha recebido durante o condicionamento. O teste de reintegração sofre o mesmo protocolo como Pre-C e testes Post-C, exceto que os animais recebem a dose de cocaína em um contingente de não colocar 15 min antes do teste. A eficácia de escorva de drogas na indução de reintegração pode ser reforçada após extinção/reintegração repetida experiências²³, embora a ordem das doses não parece desempenhar um papel nos resultados obtidos³⁶.
      2. Trazer os animais para um quarto diferente da sala de testes (não-contingentes lugar) (Figura 6).
      3. Injetá-las com metade da dose anterior de cocaína (por exemplo, se os animais foram condicionados com 25 mg/kg de cocaína, uma dose de escorva seria 12,5 mg/kg).
      4. Trazê-los de volta para seu viveiro durante 15 min.
      5. Levá-los para a sala de testes e colocar os animais no aparelho imediatamente (sem as portas de guilhotina separando os compartimentos) por 15 min (mesmo que o pré e Post-C testes).
      6. Considere a diferença em segundos entre o tempo gasto no compartimento do droga-emparelhado durante a última sessão de extinção e o teste de reintegração como uma medida do grau de restabelecimento da preferência induzida pela droga.
      7. Repita o procedimento de extinção-reintegração cada vez com a diminuição de doses até que ele é confirmado para ser ineficaz.
         Nota: Um controle de injeção de solução salina pode ser usado para controlar a capacidade de escorva de cocaína (e não de injeção em si) para induzir a reintegração.
   2. Reintegração induzida por estresse
      1. Avaliar os efeitos de uma reintegração de estresse induzido por 24 h após extinção foi confirmada
         Nota: Testes de reintegração são os mesmos que os realizados em Post-C (livre deambulação por 15 min), exceto que os animais são testados 15 min após a derrota social em uma agonística encontro (Figura 6)
      2. Leve os animais para um quarto diferente da sala de CPP.
      3. Coloque o mouse experimental com um sexo agressivo oponente correspondido de igual idade e peso corporal na gaiola plástica (Figura 6).
         Nota: O encontro agonístico consiste em um teste de 10 min em uma gaiola plástica transparente (23x13.5x13cm) neutro com um resultado de derrota para o mouse experimental. Para preparar o adversário agressivo, primeiro Isole animais diferentes que correspondem na idade e peso corporal, como os ratos experimentais por 3 semanas. Treiná-los para adquirir experiência de combate e testá-los para ter altos níveis de agressividade territorial. Para obter coespecíficos agressivos, ratos devem ser isolados pelo menos 3 semanas e em seguida, treinou em agressivo e comportamentos de ataque. Os animais são treinados em um ambiente neutro, enfrentando-os em pares. Deixamo-los morder as vezes adversário 2 ou 3 e tirar-lhes a gaiola, sempre terminando o treinamento antes de um dos dois ratos mostra submissão, para que a experiência do encontro reforça o comportamento agressivo. Após sofrer agressão (ameaça e ataque do conspecific agressivo), ratos experimentais devem apresentar evasão/fugir e comportamento defensivo/submisso. O critério é adotar uma postura específica da derrota, caracterizada por uma posição ereta e submissa, mancar dianteiras, cabeça angular ascendente e retraído orelhas (Figura 6). De acordo com Burke et al, 2016, consideramos que o encontro social é encerrado antes, se o intruso exibe uma postura submissa supina para > 8 s ou se 13 mordidas de ataque ocorreram. Outra opção para animais de tela sem risco de lesão significativa poderia ser ao ritmo do animal em um gabinete de malha com um buraco, não é grande o suficiente para qualquer animal passar.  Agressão pode ser detectado sem submeter animais para direcionar o comportamento agressivo.  Se um animal sustenta uma lesão com um ferimento de 1cm de diâmetro e/ou exposição direta do músculo, ele é excluído do estudo e deve ser sacrificado.
      4. Após 10 min de encontro agonístico, levar os ratos em sala de testes e colocar os animais no aparato de CPP imediatamente (sem as portas de guilhotina separando os compartimentos) por 15 min (mesmo que o pré e Post-C testes).

3. análise estatística

Nota: O tamanho de amostra Ideal deve ser um mínimo de 15 animais por grupo.

1. Analisar o tempo médio gasto no compartimento do droga-emparelhado do grupo através de uma ANOVA mista com um entre variável, tratamento, com dois níveis (grupo controle, Grupo Experimental, a exemplo dos dois grupos está na Figura 7C) e um dentro variável – dias, com 2 níveis (Pre-C e Post-C).
   Nota: No grupo controle, animais recebem a droga mas tem sem manipulações ambientais. Por outro lado, no grupo experimental, os animais estão expostos a diferentes condições ambientais. Compare o tempo gasto no compartimento do droga-emparelhado no dia Post-C com respeito a Pre-C teste para ver se existem diferenças significativas de sensibilidade à droga.
2. Além disso, realize análises post-hoc de Bonferroni para verificar qualquer um dos escores significativos.
3. Analisar dados relacionados a valores de extinção e reintegração dos grupos que preferência desenvolvida por meio de testes t Student´s para continuar com o processo de extinção-reintegração no decorrer do experimento, mas no momento final, analisá-los com uma ANOVA com um dentro variável (dias) com o número de níveis, dependendo de cada grupo.
   Nota: Quando o número de comparações é aumentado, o número daqueles que será significativo por acaso também aumentou. Como tal, para evitar falsos positivos (erros de tipo 1) nós 'corrigir' o p-valor, tornando o teste mais conservadores com a correção de Bonferroni para vários t-testes. No entanto, para o teste de reintegração, a comparação deve ser feita entre o teste de reintegração e o último teste de extinção. Portanto, não há nenhuma necessidade de correção.

Resultados

Em primeiro lugar, resultados representativos da reintegração de escorva - e induzida por estresse são mostrados na Figura 7 usando ratos machos adultos de OF1.

Os dados na Figura 7a-b , que representa o tempo gasto no compartimento de droga-emparelhado no pré e Post-C teste foram analisados com um medidas repetidas ANOVA com um dias variável dentr...

Discussão

O ponto-chave de pesquisa de dependência de drogas é o desenvolvimento de tratamentos que diminuem o desejo e, consequentemente, reduzir a vulnerabilidade para uma recaída. Graças ao modelo de reintegração do paradigma CPP, é possível estudar a influência de diferentes fatores ambientais e processuais que modulam a recaída, o que constitui uma prioridade de pesquisa futura. Existem alguns pontos importantes a considerar, como o paradigma do CPP é um teste altamente sensível a fatores ambientais.

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
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