Indução e Avaliação de Dyskinesias induzidas por Levodopa em um modelo de rato da doença de Parkinson

Summary

Este artigo descreve métodos para induzir e avaliar dyskinesias induzidas por levodopa em um modelo de rato da doença de Parkinson. O protocolo oferece informações detalhadas sobre a intensidade e frequência de uma série de comportamentos discinéticos, tanto disstônicos quanto hipercinéticos, fornecendo uma ferramenta confiável para testar tratamentos voltados a essa necessidade médica não atendida.

Abstract

Levodopa (L-DOPA) continua sendo a terapia padrão-ouro usada para tratar sintomas motores da doença de Parkinson (DP). No entanto, movimentos involuntários indesejados conhecidos como dyskinesias induzidas por L-DOPA (LIDs) desenvolvem-se com o uso prolongado deste precursor de dopamina. Estima-se que a incidência de LIDs aumente para aproximadamente 90% dos indivíduos com DP dentro de 10 a 15 anos de tratamento. Compreender os mecanismos dessa doença e desenvolver tratamentos anti-dycinesesia novos e eficazes requer modelagem consistente e precisa para testes pré-clínicos de intervenções terapêuticas. Um método detalhado para indução confiável e classificação abrangente de LIDs após lesões nigrais induzidas por 6-OHDA em um modelo de rato de DP é apresentado aqui. A avaliação confiável da LID em ratos fornece uma ferramenta poderosa que pode ser facilmente utilizada em laboratórios para testar terapias emergentes focadas em reduzir ou eliminar essa carga comum induzida pelo tratamento para indivíduos com DP.

Introduction

Embora já se passaram mais de 50 anos desde que levodopa (L-DOPA) foi introduzido pela primeira vez como um tratamento para indivíduos com DP ^1,2, continua a ser a terapia mais eficaz para sintomas motores parkinsonianos. Os sintomas motores clínicos associados à DP decorrem da perda de neurônios de dopamina (DA) na substantia nigra (SN) pars compacta, resultando na diminuição dramática da dopamina disponível no estriado. O L-DOPA restaura efetivamente os níveis de DA striatal, resultando em benefício motor no início da doença ^3,4. Inoportunamente, com tratamento de longo prazo, a maioria dos indivíduos com DP desenvolverá dyskinesias induzidas por L-DOPA (LID), incluindo corea, distonia e ateu, que muitas vezes impactam significativamente as atividades de vida diária ^5,6,7.

Embora existam vários modelos comportamentais de LID em roedores, existem diferenças na modelagem e avaliação comportamental dos LIDs têm colocado em questão a reprodutibilidade dos resultados entre os laboratórios, bem como a confiabilidade dessas ferramentas experimentais para pesquisas pré-clínicas de DP. Desenvolvido em associação com um especialista em transtorno de movimento clínico⁸, o protocolo atual é um método simples para indução e classificação de LID e é apropriado para uso em um modelo de rato de DP utilizando 6-hidroxidopamina (6-OHDA)-induzida lesão nigral unilateral ^9,10. A escala de classificação LID fornecida aqui inclui pontuação tanto para a intensidade quanto para a frequência do comportamento discinético em várias partes individuais do corpo. Informações pertinentes sobre a otimização do fluxo de trabalho dos experimentos e o cuidado e manuseio adequados de animais parkinsonianos e discinéticos também são fornecidas.

Protocol

Os animais aqui apresentados foram mantidos e tratados em conformidade com as diretrizes institucionais. Todos os procedimentos de animais foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Estadual de Michigan (IACUC) em conformidade com as regulamentações federais e estaduais. 1. Confirmação sem drogas do estado da lesão 6-OHDA Teste de hang tail postural 11,12,13<s…

Representative Results

Lids em ratos parkinsonianos podem manifestar-se como uma série de movimentos involuntários anormais (AIMs), incluindo comportamentos disstônicos, hipercinéticos e estereotipados. Os critérios de classificação LID para tais comportamentos são apresentados aqui para incluir tanto a intensidade (Tabela 1) quanto a frequência (Tabela 2). Isso fornece uma pontuação geral de gravidade LID para cada rato que reflete tanto a qualidade (intensidade) quanto a quantidade de tempo gasto …

Discussion

Apresentados aqui estão detalhes para a indução reprodutível e classificação de LIDs em um modelo de rato parkinsoniano após a lesão unilateral 6-OHDA do sistema da DA nigrostriatal. Embora já se pensou que os roedores não desenvolveram LID e que a assimetria rotacional pode ser o analógico da LID em ratos³¹, os modelos de ratos e camundongos foram caracterizados nas últimas duas décadas e são uma ferramenta bem aceita para a pesquisa lid 15,32,33,34.^</su…

Materials

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