Un nuevo método de la Administración de Drogas a múltiple pez cebra (<em> Danio rerio</em>) Y la cuantificación de Retiro

Summary

A novel method for reducing variability when exposing fish to drugs is explained. Fish exposed to various patterns of ethanol exposure were found to have altered anxiety levels during withdrawal in a light/dark scototaxic assay.

Abstract

Anxiety testing in zebrafish is often studied in combination with the application of pharmacological substances. In these studies, fish are routinely netted and transported between home aquaria and dosing tanks. In order to enhance the ease of compound administration, a novel method for transferring fish between tanks for drug administration was developed. Inserts that are designed for spawning were used to transfer groups of fish into the drug solution, allowing accurate dosing of all fish in the group. This increases the precision and efficiency of dosing, which becomes very important in long schedules of repeated drug administration. We implemented this procedure for use in a study examining the behavior of zebrafish in the light/dark test after administering ethanol with differing 21 day schedules. In fish exposed to daily-moderate amounts of alcohol there was a significant difference in location preference after 2 days of withdrawal when compared to the control group. However, a significant difference in location preference in a group exposed to weekly-binge administration was not observed.

This protocol can be generalized for use with all types of compounds that are water-soluble and may be used in any situation when the behavior of fish during or after long schedules of drug administration is being examined. The light/dark test is also a valuable method of assessing withdrawal-induced changes in anxiety.

Introduction

El pez cebra (Danio rerio) es una pequeña especie de teleósteos originarios de la India, que es un organismo modelo útil para conductual ¹ y ^2,3 médicos de investigación. El pez cebra también se utilizan comúnmente en el ensayo de diversas sustancias farmacológicas con el fin de caracterizar su impacto en el comportamiento. Varias dosis y programas de administración de drogas se han utilizado para investigar el comportamiento del pez cebra después de la administración de compuestos tales como estimulantes, ansiolíticos ^{4 5} y etanol ^6-8.

Nuestro laboratorio ha investigado los efectos de los diferentes programas de administración de etanol sobre la ansiedad pez cebra y la locomoción en la luz / oscuridad ensayo bien validado ^{9, 20,} también se conoce comúnmente como el ensayo scototaxic. Un nuevo método de administración de etanol fue desarrollado para aumentar la eficiencia para la administración repetitiva, diariamente durante un largo período de tiempo (21 días) ⁶ </sarriba>. Métodos utilizados anteriormente eran prácticos, sin embargo, hemos tratado de desarrollar un método que reduce la compensación, con sus costos de tiempo asociados, y permite la administración simultánea, precisamente cronometrado de la droga de interés para un gran número de peces. En la investigación usando etanol tradicional, el pez cebra se anotó y se transfiere desde un tanque a otro que contiene la mezcla apropiada de etanol y agua ^10-12. Si bien este método es ampliamente aceptada, redes pez cebra puede aumentar la variabilidad en el tiempo necesario para introducir y eliminar el pescado de la solución de fármaco. Por lo tanto, la exposición exacta para el compuesto de interés puede variar en el transcurso de un experimento con dosificación repetida. Un método que reduce las fuentes de error generados por la variabilidad en los tiempos de transporte es por lo tanto deseable. Con nuestro método somos capaces de mover todos los peces de forma simultánea, lo que resulta en el tiempo de dosificación idéntica en cada pez. Después de la exposición de etanol (que se describe aquí), el pez cebra se puede probar en cualquier number de ensayos de comportamiento, entre ellos los que evalúan la ansiedad. Dosificación grupos de peces utilizando el nuevo método tiene usos prácticos más allá de la capacidad de replicar y estandarizar la dosificación entre sujetos y entre los grupos de peces con precisión. La llegada de un nuevo software que permite el seguimiento de los peces múltiple a la vez puede ver investigadores utilizan nuestros métodos para garantizar la replicabilidad y la precisión en sus experimentos. Teniendo en cuenta el amplio uso del pez cebra como organismo modelo para la neurociencia conductual, este método aumentará la eficiencia y la practicidad en el futuro los estudios farmacológicos.

En el actual paradigma, un programa de dosificación repetida fue empleado que refleja aproximadamente horarios beber humanos. Los peces fueron asignados aleatoriamente a uno de tres grupos: control, diario-moderada, o semanal-compulsivos. El horario de dosis fue de 21 días de duración, elegido porque superó significativamente los tiempos de exposición en estudios previos ^7. Peces de control recibió cero alcohol, pescado al día de moderada recibió 0,2% de alcohol una vez por día, y el pescado semanal-atracón recibió 1,4% de alcohol una vez por semana. La tarea de luz / oscuridad se utilizó para evaluar la ansiedad después de 2 días de abstinencia. Esta es una prueba relativamente simple de administrar que utiliza una arena rectangular en el que las paredes en un lado son de color blanco y en el otro lado son de color oscuro ^9. Pez cebra adulto robustamente prefieren el lado oscuro de la arena bajo condiciones de control ^6,9,13. El aumento de la ansiedad se define operacionalmente como significativamente más tiempo de permanencia en la zona oscura, y la disminución de la ansiedad se puede suponer cuando el pez pasa relativamente más tiempo de permanencia en la zona de luz. Con el software de seguimiento de movimiento, otras variables informativas también se pueden cuantificar, incluyendo velocidad media, la inmovilidad, meandros, y la zona de transiciones ^14.

El método de dosificación desarrollado en nuestro laboratorio puede aplicarse a cualquier investigación en el que los compuestos solubles en agua se administran a uno o más zebrafish. Muchos otros agentes farmacológicos que pueden beneficiarse de esta metodología en la actualidad se están probando en el pez cebra. Comúnmente compuestos ensayados incluyen la nicotina, clordiazepóxido, buspirona, y escopolamina, que se disolvió en una manera similar a etanol; mezclando la cantidad apropiada de la sustancia química en el agua. Por lo tanto, el alcance general de este procedimiento es mucho más amplio y no limitado a etanol. Además, después de la dosificación con fármacos para múltiples días, la tarea luz / oscuridad es sólo una de las muchas pruebas de comportamiento que podrían emplearse. Después de la administración de drogas o durante la retirada, otros ensayos populares que se pueden utilizar incluyen la prueba de buceo tanque de novela ¹⁵ y las pruebas de comportamiento social, tales como shoaling ^16. El siguiente procedimiento se esbozarán un método eficiente de transferir repetidamente grupos de peces o peces individuales en soluciones que contienen un compuesto farmacológico de interés. Además, el proceso de las pruebas de la ansiedad con la prueba de luz / oscuridaden grupos de peces que están en retirada después de ser expuesto a largos horarios de la administración de alcohol se describirá.

Protocol

Todos los procedimientos y pruebas de comportamiento fueron aprobados por la Junta de Ética de Experimentación Animal de la Universidad de MacEwan con el número de protocolo 11/06/12, que está en cumplimiento con el Consejo Canadiense para las directrices del Cuidado de Animales para el cuidado y uso de animales de experimentación. 1. Preparar tanques de dosificación, soluciones y Horario Administración Preparar un programa de administración de tal manera que los animales …

Representative Results

Para mantener la precisión y el control en estudios farmacológicos con el pez cebra es importante el tiempo de la duración de la administración de etanol consistentemente y con precisión como se describe anteriormente. Nuestro procedimiento puede aumentar la facilidad y el rendimiento del procedimiento de dosificación. La administración de etanol en la fecha prevista o bien un binge-semanal o diaria de moderada resultó en niveles alterados de ansiedad, medida con el / test oscuro luz, en comparación con los con…

Discussion

Estudios previos que implican la administración de fármacos en el pez cebra, simplemente se han basado en la compensación de pescado para transportarlos desde su tanque de casa en la solución de fármaco ^12,16. Compensación no siempre es consistente y, a menudo toma más tiempo de lo esperado debido a la respuesta de escape del pez cebra, que tiene importante variabilidad individual. Métodos de transferencia tradicionales, aunque útiles, pueden mejorarse por la disminución de la cantidad de tiempo tot…

Materials

Three Shelf benchtop housing system	Aquatic Habitats	N/A	http://aquatichabitats.com/research-systems/z-hab-system/
1.5L Spawning tank w/400 micron baffle	Aquatic Habitats	N/A	http://aquatichabitats.com/consumables/tanks-lids-and-baffles/info/nursery-tank-and-baffles/
Pure Grain Ethanol	Luxco, INC	N/A	http://www.luxco.com/public/brands/brands.asp?brandid=21
Ethovision XT Motion tracking software	Noldus Information Technology		http://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt
Pipette	Eppendorf Canada		http://www.eppendorf.ca/int/index.php?l=211&pb=e396f9e705e754a3&action=products&contentid=1&catalognode=9477.
Light/Dark Arena	Custom		Construct as per procedure description. 9.5cm wide, 9.5cm deep, 55cm long