Name: self-administration of drugs in mouse models of feeding and obesity
Uploaded: 2021-06-08T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Self-Administration of Drugs in Mouse Models of Feeding and Obesity at JoVE.com

Este trabalho foi apoiado pelo subsídio dos Institutos Nacionais de Saúde R01DK117872 concedido à OO e à Bolsa da Fundação Larry L Hillblom concedida ao RCZ.

Todos os procedimentos envolvendo matérias animais foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (IACUC) da Universidade da Califórnia, San Diego.
1. Fazendo a pelota de manteiga de amendoim
<ol><li>Calcule a quantidade de droga necessária para fazer a dose desejada de droga em uma pelota de manteiga de amendoim e dimensione para o tamanho do lote necessário para um experimento. É importante ressaltar que as pelotas podem ser mantidas a -80 °C, dependendo da e...

<ol>
	<li>de Meijer, V. E., Le, H. D., Meisel, J. A., Puder, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repetitive+orogastric+gavage+affects+the+phenotype+of+diet-induced+obese+mice.">Repetitive orogastric gavage affects the phenotype of diet-induced obese mice.</a> Physiology and Behavior. 100 (4), 387-393 (2010).</li><li>Perez-Gomez, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+phenotypic+Caenorhabditis+elegans+screen+identifies+a+selective+suppressor+of+antipsychotic-induced+hyperphagia.">A phenotypic Caenorhabditis elegans screen identifies a selective suppressor of antipsychotic-induced hyperphagia.</a> Nature Communications. 9 (1), 5272 (2018).</li><li>Corbett, A., McGowin, A., Sieber, S., Flannery, T., Sibbitt, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+reliable+voluntary+oral+administration+of+a+fixed+dosage+(mg/kg)+of+chronic+daily+medication+to+rats.">A method for reliable voluntary oral administration of a fixed dosage (mg/kg) of chronic daily medication to rats.</a> Laboratory Animal. 46 (4), 318-324 (2012).</li><li>Teixeira-Santos, L., Albino-Teixeira, A., Pinho, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+alternative+method+for+oral+drug+administration+by+voluntary+intake+in+male+and+female+mice.">An alternative method for oral drug administration by voluntary intake in male and female mice.</a> Laboratory Animal. 55 (1), 76-80 (2021).</li><li>Zhang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+voluntary+oral+administration+of+drugs+in+mice.">Method for voluntary oral administration of drugs in mice.</a> STAR Protocols. 2 (1), 100330 (2021).</li><li>Cope, M. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Risperidone+alters+food+intake,+core+body+temperature,+and+locomotor+activity+in+mice.">Risperidone alters food intake, core body temperature, and locomotor activity in mice.</a> Physiology and Behaviour. 96 (3), 457-463 (2009).</li><li>Barton, B. B., Segger, F., Fischer, K., Obermeier, M., Musil, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Update+on+weight-gain+caused+by+antipsychotics:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Update on weight-gain caused by antipsychotics: a systematic review and meta-analysis.</a> Expert Opinion in Drug Safety. 19 (3), 295-314 (2020).</li><li>Cope, M. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antipsychotic+drug-induced+weight+gain:+development+of+an+animal+model.">Antipsychotic drug-induced weight gain: development of an animal model.</a> International Journal of Obesity. 29 (6), 607-614 (2005).</li><li>Domecq, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+review:+Drugs+commonly+associated+with+weight+change:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Clinical review: Drugs commonly associated with weight change: a systematic review and meta-analysis.</a> Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 100 (2), 363-370 (2015).</li><li>Wei, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dopamine+D2+receptor+signaling+modulates+pancreatic+beta+cell+circadian+rhythms.">Dopamine D2 receptor signaling modulates pancreatic beta cell circadian rhythms.</a> Psychoneuroendocrinology. 113, 104551 (2020).</li></ol>

Ao conduzir este protocolo, é importante ser consistente com a precisão das medidas de ingestão de alimentos e peso corporal e o tempo de administração de medicamentos ao longo do estudo. Embora este método de autoadministração exija uma fase significativa de treinamento, isso é particularmente importante para aclimatar os ratos à novidade da manteiga de amendoim e garantir que os ratos consumam a droga no momento dado. Uma vez estabelecido, ele também oferece grande flexibilidade experimental e pode ser modif...

O objetivo deste método é entregar drogas em camundongos através de um procedimento não invasivo e minimamente estressante. Estudos pré-clínicos em camundongos muitas vezes dependem de rotas estressantes e invasivas da administração de medicamentos que podem ter impactos significativos nos parâmetros metabólicos. Por exemplo, o gavage oral diário repetitivo pode diminuir significativamente a ingestão calórica e o ganho de peso em camundongos1. Além disso, o gavage oral pode ser tecnicamente desafiador e tem o potencial de causar lesões. Como alternativa, os camundongos podem auto-administrar compostos que são misturados em seus alimentos ou dissolvidos em sua água potável 2. No entanto, essa abordagem tem uma grande limitação, ou seja, depende do tempo natural circadiano da ingestão de alimentos ou água. Além disso, a estabilidade ou solubilidade de medicamentos na água pode ser problemas importantes quando entregues cronicamente desta forma. Para superar essas limitações, as drogas podem ser misturadas com alimentos altamente palatáveis, como massa de biscoito 3,geleia 4,5 ou manteiga de amendoim 6 para incentivar a autoadministração em camundongos em um momento especificado. Essa abordagem tem a vantagem de facilitar a entrega de medicamentos com o mínimo de estresse comparado com uma injeção ou gavagediário 1. Este procedimento pode ser adaptado para fornecer uma grande variedade de drogas para camundongos. Este protocolo demonstra o processo de preparação de medicamentos, treinamento, seguido de entrega de medicamentos em alimentos altamente palatáveis. Como exemplo, este método é usado para administrar a droga antipsicótica risperidona para camundongos c57BL/6J fêmeas. A risperidona é bem conhecida por ter potentes efeitos hiperfágicos e de ganho de peso em pacientes 7 que é bem modelado em roedores 6,8. Este sistema de administração facilita um modelo altamente translacional que poderia ser usado para estudar uma grande variedade de drogas e seus efeitos em caminhos que regulam a ingestão de alimentos e o peso corporal 9.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>C57B6/J mice</td>
			<td>Jackson Labs, Sacramento, CA, USA</td>
			<td>664</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>corticosterone pellet mold</td>
			<td>Ted Pella Inc, Redding, CA, USA</td>
			<td>106A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse igloo</td>
			<td>VWR, Visalia, CA, USA</td>
			<td>89067-850</td>
			<td>cage enrichment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>peanut butter</td>
			<td>Jif Peanut Butter, Orrville, OH, USA</td>
			<td></td>
			<td>Creamy peanut butter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pestle and mortar</td>
			<td>VWR, Visalia, CA, USA</td>
			<td>470148-960</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>risperidone</td>
			<td>Patriot Pharmaceuticals, Horsham, PA, USA</td>
			<td>50458-593-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rodent chow</td>
			<td>LabDiet, St. Louis, MO, USA</td>
			<td>5001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>weigh boat</td>
			<td>VWR, Visalia, CA, USA</td>
			<td>10803-148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>weighing scale</td>
			<td>Mettler Toledo, Greifensee, Switzerland</td>
			<td>MS104TS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wypall paper X60</td>
			<td>Kimberly-Clark, Corinth, MS, USA</td>
			<td>34865-05</td>
			<td>absorbent paper bedding</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

self-administration of drugs in mouse models of feeding and obesity

Estudos pré-clínicos em camundongos muitas vezes dependem de protocolos invasivos, como injeções ou gavage oral, para fornecer medicamentos. Essas rotas estressantes de administração têm efeitos significativos em parâmetros metabólicos importantes, incluindo ingestão de alimentos e peso corporal. Embora uma opção atraente para contornar isso seja compor a droga em alimentos de roedores ou dissolvê-la na água, essas abordagens também têm limitações, pois são afetadas pela estabilidade da droga à temperatura ambiente por longos períodos de tempo, a solubilidade da droga na água, e que a dosagem é altamente dependente do tempo de consumo alimentar ou de água. A disponibilidade constante da droga também limita a relevância translacional sobre como os medicamentos são administrados aos pacientes. Para superar essas limitações, as drogas podem ser misturadas com alimentos altamente palatáveis, como a manteiga de amendoim, permitindo que os ratos auto-administrem compostos. Os camundongos consomem de forma confiável e reprodutiva a droga/pelota de manteiga de amendoim em um curto espaço de tempo. Essa abordagem facilita uma abordagem de entrega com estresse mínimo comparado com uma injeção ou gavage. Este protocolo demonstra a abordagem da preparação de medicamentos, aclimatação animal ao parto de placebo e entrega de medicamentos. As implicações dessa abordagem são discutidas em estudos relacionados ao tempo da administração de drogas e ao ritmo circadiano.

No exemplo apresentado aqui, a manteiga de amendoim foi usada para entregar risperidona aos ratos diariamente por 14 dias.
Este estudo mostra que a entrega crônica de risperidona por meio deste método facilita o aumento altamente reprodutível na ingestão de alimentos e no peso corporal em comparação com o controle (Figura 1a,b). Além disso, esse método de entrega resulta em dados altamente consistentes em comparação com abordagens altern...

Watch this Scientific Journal Video about Self-Administration of Drugs in Mouse Models of Feeding and Obesity at JoVE.com

Self-Administration of Drugs in Mouse Models of Feeding and Obesity

O objetivo geral deste procedimento é descrever um método de autoadministração de medicamentos que podem ser usados em modelos de camundongos de alimentação e obesidade.

Autoadministração de Drogas em Modelos de Alimentação e Obesidade

Preclinical studies in mice often rely on invasive protocols, such as injections or oral gavage, to deliver drugs. These stressful routes of ...

Estudos pré-clínicos em camundongos muitas vezes dependem da entrega de medicamentos invasivos, como injeções ou gavage oral que podem ter efeitos significativos na ingestão de alimentos e no peso corporal. Para superar essas limitações, as drogas podem ser misturadas com alimentos altamente palatáveis, como manteiga de amendoim, permitindo que os ratos auto-administrem compostos com estresse mínimo em comparação com uma injeção ou um gavage. Comece pulverizando os comprimidos de droga em uma argamassa usando um pilão.Pesar a quantidade calculada de manteiga de amendoim em um barco de pesagem em uma escala asfaltada. Em seguida, derreta-o sobre um béquer de água morna e misture a quantidade calculada da droga pulverizada na manteiga derretida. Quando esfriar, coloque a mistura de manteiga de amendoim em um molde.Prepare as pelotas de placebo com manteiga de amendoim sozinha de forma semelhante. Congele o molde em 80 graus Celsius para permitir que a manteiga de amendoim endureça até usar. Prepare gaiolas de rato padrão com um forro de cama de papel altamente absorvente e enriquecimento, incluindo toalhas de papel e uma cúpula de habitação.Abriga um único rato em cada gaiola. Forneça comida e água ad libitum nas gaiolas, e permita que os ratos se aclimatar à carcaça por aproximadamente três dias. Antes de começar o treinamento, acelere os ratos por 24 horas.No dia seguinte, coloque uma pelota de manteiga de amendoim placebo como controle na parede da gaiola aproximadamente 1,5 polegadas da base. Devido à novidade, pode levar aproximadamente uma hora para o mouse consumir a pelota de manteiga de amendoim no primeiro dia de um teste. A entrega crônica de risperidona na manteiga de amendoim por 14 dias facilitou uma maior ingestão diária de alimentos e mais ganho de peso em C57 preto 6 camundongos femininos, em comparação com o controle.A entrega intraperitoneal de risperidona na mesma dosagem não teve efeitos tão robustos na ingestão de alimentos ou ganho de peso em comparação com a auto-entrega na manteiga de amendoim. Ao conduzir este protocolo, é importante ser consistente com a precisão das medidas de ingestão de alimentos, peso corporal e o tempo de administração de medicamentos ao longo do estudo. A aplicação futura desta técnica incluem os estudos do tempo de entrega de medicamentos sobre o consumo alimentar e o ganho de peso no contexto do ritmo circadiano e da saúde metabólica.

Research

JoVE Journal

Medicine

Hyperinsulinemic-euglycemic Clamps in Conscious, Unrestrained Mice

Hiperinsulinêmico euglicêmico-Clamps em Consciente, Ratos Unrestrained

Type 2 diabetes is characterized by a defect in insulin action. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is widely considered the "gold ...

Medicina

Segmentation and Measurement of Fat Volumes in Murine Obesity Models Using X-ray Computed Tomography

Segmentação e medição de volumes de gordura em modelos de obesidade em roedores usando raios-X Tomografia Computadorizada

Obesity is associated with increased morbidity and mortality as well as reduced metrics in quality of life.1 Both environmental and genetic factors are ...

Live Imaging of Drug Responses in the Tumor Microenvironment in Mouse Models of Breast Cancer

Viver de imagem de Respostas de drogas no microambiente tumoral em modelos do rato do cancro da mama

The tumor microenvironment plays a pivotal role in tumor initiation, progression, metastasis, and the response to anti-cancer therapies. Three-dimensional ...

Mouse Models for Graft Arteriosclerosis

Os modelos de mouse para Arteriosclerose Graft

Graft arteriosclerois (GA),  also called allograft vasculopathy, is a pathologic lesion that develops over  months to years in transplanted organs ...

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

Ressonância magnética e PET no rato modelos de Infarto do Miocárdio

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

Mouse Kidney Transplantation: Models of Allograft Rejection

Rato Transplante Renal: Modelos de rejeição de enxertos

Rejection of the transplanted kidney in humans is still a major cause of morbidity and mortality. The mouse model of renal transplantation closely ...

High-frequency Ultrasound Imaging of Mouse Cervical Lymph Nodes

De alta frequência Ecografia de mouse linfonodos cervicais

High-frequency ultrasound (HFUS) is widely employed as a non-invasive method for imaging internal anatomic structures in experimental small animal ...

Evaluation of Lung Metastasis in Mouse Mammary Tumor Models by Quantitative Real-time PCR

Avaliação de metástases pulmonares em Rato mamárias tumorais Models por Quantitative PCR em tempo real

Metastatic disease is the spread of malignant tumor cells from the primary cancer site to a distant organ and is the primary cause of cancer associated ...

Assessing Specificity of Anticancer Drugs In Vitro

Assessing Specificity of Anticancer Drugs In Vitro

Avaliando Especificidade de Anticancer Drugs<em&gt; In Vitro</em

A procedure for assessing specificity of anticancer drugs in vitro using cultures containing both tumor and non-tumor cells is demonstrated. The key ...

Novel Approach for Simultaneous Recording of Renal Sympathetic Nerve Activity and Blood Pressure with Intravenous Infusion in Conscious, Unrestrained Mice.

Nova abordagem para gravação simultânea da atividade do nervo simpático Renal e pressão arterial com infusão intravenosa em consciente, ratos desenfreados.

Renal sympathetic nerves contribute significantly to both physiological and pathophysiological phenomena. Evaluating renal sympathetic nerve activity ...