Name: induction and assessment of levodopa-induced dyskinesias in a rat model of parkinson's disease
Uploaded: 2021-10-14T14:30:00
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Queremos reconocer las luchas de todas las personas con enfermedad de Parkinson y la fuerza y resiliencia que muestran todos los días, especialmente el amado padre de KSC, Mark Steece. El trabajo representado aquí fue apoyado por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NS090107, NS110398) y el Programa Internacional de Subvenciones de Investigación de la Fundación de la Enfermedad de Parkinson, ahora la Fundación de Parkinson. También nos gustaría agradecer a Molly VanderWerp por su excelente asistencia editorial.

Los animales aquí presentados fueron mantenidos y manipulados de acuerdo con los lineamientos institucionales. Todos los procedimientos de animales fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Estatal de Michigan (IACUC) en cumplimiento con las regulaciones federales y estatales.
1. Confirmación sin fármacos del estado de la lesión 6-OHDA
<ol><li>Prueba de colgado de la cola postural 11,12,13</s...

Aquí se presentan detalles para la inducción reproducible y la calificación de LID en un modelo de rata parkinsoniana después de la lesión unilateral de 6-OHDA del sistema DA nigrostriatal. Si bien una vez se pensó que los roedores no desarrollaron LID y que la asimetría rotacional puede ser el análogo de LID en ratas31, los modelos de ratas y ratones se han caracterizado en las últimas dos décadas y son una herramienta bien aceptada para la investigación de LID 15,32,33,34.<sup class="...

Aunque han pasado más de 50 años desde que la levodopa (L-DOPA) se introdujo por primera vez como tratamiento para individuos con EP 1,2, sigue siendo la terapia más efectiva para los síntomas motores parkinsonianos. Los síntomas motores clínicos asociados con la EP provienen de la pérdida de neuronas dopaminérgicas (DA) en la sustancia negra (SN) pars compacta, lo que resulta en la disminución dramática de la dopamina disponible en el cuerpo estriado. L-DOPA restaura eficazmente los niveles de DA estriatal, lo que resulta en un beneficio motor temprano en la enfermedad 3,4. Inoportunamente, con el tratamiento a largo plazo, la mayoría de las personas con EP desarrollarán discinesias inducidas por L-DOPA (LID), incluyendo corea, distonía y atetosis, que a menudo afectan significativamente las actividades de la vida diaria 5,6,7.
Si bien existen varios modelos conductuales de LID en roedores, las diferencias en el modelado y la evaluación del comportamiento de los LID han puesto en duda la reproducibilidad de los resultados entre laboratorios, así como la confiabilidad de estas herramientas experimentales para la investigación preclínica de la EP. Desarrollado en asociación con un especialista en trastornos clínicos del movimiento8, el protocolo actual es un método sencillo para la inducción y calificación de LID y es apropiado para su uso en un modelo de rata de EP que utiliza lesiones nigrales unilaterales inducidas por 6-hidroxidopamina (6-OHDA) 9,10. La escala de calificación LID proporcionada aquí incluye la puntuación tanto para la intensidad como para la frecuencia del comportamiento discinético en varias partes individuales del cuerpo. También se proporciona información pertinente sobre la optimización del flujo de trabajo de los experimentos y el cuidado y manejo adecuados de los animales parkinsonianos y discinéticos.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1376px;" width="1375">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">&#160;100 Minutes Digital Timer</td>
			<td style="width:193px;">Staples</td>
			<td style="width:182px;">1111764</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">&#160;Compass CX Compact Scale</td>
			<td style="width:193px;">Ohaus</td>
			<td style="width:182px;">30428202</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">5-(2-aminoethyl)-1,2,4-benzenetriol, monohydrobromide</td>
			<td style="width:193px;">Cayman Chemicals</td>
			<td style="width:182px;">25330</td>
			<td style="width:559px;">6-OHDA is a catecholaminergic neurotoxin that is used to induce dopaminergic lesions and parkinsonian symptoms in rodents.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Allentown cages</td>
			<td style="width:193px;">Allentown, LLC</td>
			<td style="width:182px;">Rat900</td>
			<td style="width:559px;">Allentown cages provide the ability to view the rats from all sides.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">BD Allergist Trays with Permanently Attached Needle</td>
			<td style="width:193px;">BD</td>
			<td style="width:182px;">BD 305540</td>
			<td style="width:559px;">For subcutaneous L-DOPA injections</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:441px;">Benserazide hydrochloride</td>
			<td style="width:193px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:182px;">B7283</td>
			<td style="width:559px;">Benserazide is a peripheral decarboxylase inhibitor used with L-DOPA to to induce dyskinesia in rodent models of PD.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Glass amber scintillation vials</td>
			<td style="width:193px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:182px;">B7921</td>
			<td style="width:559px;">Used for storage of L-DOPA/benserazide at -20 &#176;C until mixed with sterile saline.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">L-3,4-Dihydroxyphenylalanine methyl ester hydrochloride</td>
			<td style="width:193px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:182px;">D1507</td>
			<td style="width:559px;">L-3,4-Dihydroxyphenylalanine methyl ester is a precursor to&#160;L-DOPA that crosses the blood-brain barrierand use to treat parkinsonian symptoms in rodents.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Paper Mate Sharpwriter Mechanical Pencils</td>
			<td style="width:193px;">Staples</td>
			<td style="width:182px;">107250</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Rodent nutritionally complete enrichment treats</td>
			<td style="width:193px;">Bio-Serv</td>
			<td style="width:182px;">F05478</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Round Ice Bucket with Lid, 2.5 L</td>
			<td style="width:193px;">Corning</td>
			<td style="width:182px;">432129</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Standard Plastic Clipboard</td>
			<td style="width:193px;">Staples</td>
			<td style="width:182px;">1227770</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Steel wired 6&#39; long movable shelving units</td>
			<td style="width:193px;">Uline</td>
			<td style="width:182px;">H9488</td>
			<td style="width:559px;">Width/Height can be adjusted to need/number of rats per experiment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Sterile Saline 0.9%</td>
			<td style="width:193px;">Covidien/Argyle</td>
			<td style="width:182px;">1020</td>
			<td style="width:559px;">For mixing with L-DOPA/benserazide prior to subcutaneous injections.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction and assessment of levodopa-induced dyskinesias in a rat model of parkinson's disease

La levodopa (L-DOPA) sigue siendo la terapia estándar de oro utilizada para tratar los síntomas motores de la enfermedad de Parkinson (EP). Sin embargo, los movimientos involuntarios no deseados conocidos como discinesias inducidas por L-DOPA (LID) se desarrollan con el uso prolongado de este precursor de dopamina. Se estima que la incidencia de LID aumenta a aproximadamente el 90% de los individuos con EP dentro de los 10-15 años posteriores al tratamiento. Comprender los mecanismos de esta enfermedad y desarrollar tratamientos antidiscinesia novedosos y efectivos requiere un modelado consistente y preciso para las pruebas preclínicas de intervenciones terapéuticas. Aquí se presenta un método detallado para la inducción confiable y la calificación integral de los LID después de la lesión nigral inducida por 6-OHDA en un modelo de rata de EP. La evaluación confiable de LID en ratas proporciona una herramienta poderosa que se puede utilizar fácilmente en todos los laboratorios para probar terapias emergentes centradas en reducir o eliminar esta carga común inducida por el tratamiento para las personas con EP.

Los LID en ratas parkinsonianas pueden manifestarse como una variedad de movimientos involuntarios anormales (AIM), incluidos comportamientos distónicos, hipercinéticos y estereotípicos. Los criterios de calificación LID para tales comportamientos se presentan aquí para incluir tanto la intensidad (Tabla 1) como la frecuencia (Tabla 2). Esto proporciona una puntuación general de gravedad lid para cada rata que refleja tanto la calidad (intensidad) como la cantidad de tiempo dedicad...

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Induction and Assessment of Levodopa-induced Dyskinesias in a Rat Model of Parkinson's Disease

Este artículo describe métodos para inducir y evaluar discinesias inducidas por levodopa en un modelo de rata de la enfermedad de Parkinson. El protocolo ofrece información detallada sobre la intensidad y la frecuencia de una variedad de comportamientos discinéticos, tanto distónicos como hipercinéticos, proporcionando una herramienta confiable para probar tratamientos dirigidos a esta necesidad médica no satisfecha.

Inducción y evaluación de discinesias inducidas por levodopa en un modelo de rata de la enfermedad de Parkinson

Levodopa (L-DOPA) remains the gold-standard therapy used to treat Parkinson&#39;s disease (PD) motor symptoms. However, unwanted involuntary movements ...

Nuestro protocolo proporciona un método detallado para una inducción confiable y una calificación integral de la discinesia inducida por levodopa en un modelo de rata de la enfermedad de Parkinson. La principal ventaja de nuestra escala de calificación de discinesia es que permite cuantificar tanto la intensidad de un movimiento involuntario anormal dado como la cantidad de tiempo dedicado a exhibir ese comportamiento. Los modelos animales confiables de discinesia inducida por levodopa son fundamentales para lograr el objetivo final de encontrar tratamientos efectivos para reducir o eliminar el efecto secundario en individuos con enfermedad de Parkinson.Comience la preparación para el experimento pesando ratas semanalmente para calcular la cantidad apropiada de medicamentos en función de los cambios de peso. Proporcione a las ratas golosinas nutricionalmente completas y altamente sabrosas. En el primer día de tratamiento con L-DOPA, transfiera las ratas a una vivienda única suministrada con el enriquecimiento aprobado por el Comité de Cuidado y Uso de Animales institucional.Y mantenga a las ratas en la vivienda individual durante todo el estudio para evitar la interferencia de los compañeros con las evaluaciones de comportamiento. En los días de clasificación de discinesia, retire las botellas de agua, los estantes de alimentos y el enriquecimiento en la jaula para evitar interferencias con las evaluaciones de comportamiento, y coloque las jaulas en un estante de alambre de acero en un ángulo de aproximadamente 45 grados, luego voltee las etiquetas de identificación hacia arriba. Antes de la inyección de L-DOPA, agregue el volumen apropiado de solución salina estéril a la mezcla de L-DOPA liofilizada y benserazida prepesada en el vial de ámbar y agite bien durante 10 segundos.Inmediatamente después de la preparación, llene el volumen requerido de la mezcla L-DOPA-Benserazide para cada animal en jeringas individuales montadas con una aguja calibre 26 y etiquete cada jeringa con una identificación individual del animal. Después de llevar la primera jaula al banco de inyección, retire la rata de su jaula para colocarla en la superficie de inyección. Use la mano no dominante para sujetar la cabeza y los hombros de la rata con la palma contra la superficie y desaliparar la piel de la espalda que cubre las escápulas con el pulgar y el índice.Use la mano dominante para inyectar volumen de L-DOPA en el espacio subcutáneo entre los dedos, manteniendo la aguja paralela al cuerpo para evitar la inyección intramuscular. Después de la inyección, mueva la rata a la jaula. A continuación, configure el temporizador durante uno o dos minutos y repita el procedimiento inyectando una rata cada uno o dos minutos hasta que se inyecten todas las ratas.En el día de la calificación, coloque un temporizador al lado de la jaula para observar la discinesia inducida por levodopa o la intensidad del comportamiento LID mientras estima la frecuencia de cualquier comportamiento dado durante el período de calificación. Califique la intensidad y la frecuencia de los movimientos de discinesia distónica e hipercinética, incluido el inicio inicial del comportamiento LID, el comportamiento máximo y la fase de disminución en el número deseado de puntos de tiempo. Si usa intervalos de calificación de un minuto, establezca un temporizador durante un minuto para calificar a la primera rata y continúe la calificación a través de todas las ratas a intervalos de un minuto.La calificación LID para comportamientos involuntarios anormales en las ratas parkinsonianas se clasificó para incluir la intensidad y la frecuencia de los comportamientos. Se observó una variedad de movimientos involuntarios anormales, incluidos comportamientos distónicos, hipercinéticos y estereotípicos en ratas. El análisis representativo proporciona un ejemplo de los datos presentados como dosis máxima LID durante toda la línea de tiempo experimental y el programa de dosificación.La dosis máxima de LID se definió como un momento en que la puntuación promedio de LID del grupo fue la mayor. Además, los datos de calificación de LID se examinaron durante cada curso de tiempo de calificación diaria a diferentes concentraciones de L-DPOA con los grupos combinados y trazados como animales individuales. El tejido postmortem de sujetos evaluados conductualmente se puede utilizar para explorar los mecanismos moleculares asociados con las discinesias inducidas por levodopa y el impacto de las intervenciones terapéuticas en dichos mecanismos moleculares.Los modelos animales de discinesia inducida por levodopa han sido útiles para dilucidar varios mecanismos que se cree que subyacen a esta enfermedad conductual. Tal comprensión ha llevado a la evaluación preclínica y clínica de varios objetivos.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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Investigación

Neurociencias

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