Um protocolo para a terapia de décadas transcraniana em ratos
Summary
Décadas de terapia é uma inovadora modalidade não-invasiva para o tratamento de uma ampla variedade de desordens neurológicas e psiquiátricas e também pode melhorar a função cerebral saudável. Este protocolo inclui um guia passo a passo para executar décadas de cérebro em ratos pela entrega de luz transcraniana, que pode ser adaptada para uso em outros roedores de laboratório.
Abstract
Transcraniana décadas é uma abordagem terapêutica não invasiva inovadora potencial para melhorar bioenergética do cérebro, a atividade cerebral em uma ampla variedade de desordens neurológicas e psiquiátricas e realce da memória em declínio cognitivo relacionados com a idade e doenças neurodegenerativas. Descreveremos um protocolo do laboratório para a terapia de décadas transcraniana (PBMT) em ratos. Envelhecido camundongos BALB/c (18 meses de idade) são tratados com um 660 nm laser transcranially, uma vez ao dia por 2 semanas. Dados de transmitância do laser mostram que aproximadamente 1% da luz incidente sobre o couro cabeludo vermelho atinge uma profundidade de 1 mm da superfície cortical, penetrando o hipocampo dorsal. Os resultados do tratamento são avaliados por dois métodos: um Barnes labirinto teste, que é um hipocampo-dependente espacial aprendizagem e memória tarefa avaliação, e medição de níveis de ATP hipocampo, que é usado como um índice de Bioenergética. Os resultados da tarefa de Barnes mostram um aumento da memória espacial em ratos envelhecidos do laser-tratado quando comparado com a idade-controles. Análise bioquímica após tratamento com laser indica aumento dos níveis de ATP hippocampal. Podemos postular que a melhoria do desempenho da memória é potencialmente devido a uma melhoria no metabolismo de energia hippocampal induzida pelo tratamento a laser vermelho. As observações em camundongos poderiam ser estendidas a outros modelos animais, desde que este protocolo potencialmente poderia ser adaptado para outras espécies frequentemente usados em neurociência translacional, tais como o coelho, gato, cachorro ou macaco. Transcraniana décadas é uma modalidade segura e econômica, que pode ser uma promissora abordagem terapêutica no comprometimento cognitivo relacionados com a idade.
Introduction
PBMT, ou terapia de luz laser de baixo nível (LLLT), é um termo geral que refere-se a métodos terapêuticos baseados a estimulação de tecidos biológicos pela energia luminosa do laser ou diodos emissores de luz (LEDs). Quase todos os tratamentos de PBMT são aplicados com vermelho a luz infravermelha (NIR) em comprimentos de onda de 600 a 1100 nm, uma potência variando de 1 a 500 mW e uma fluência que variam de 20 J/cm2 (veja Chung et al.1).
Transcranial PBMT é um método de entrega de luz não-invasiva que é conduzido por irradiação da cabeça usando um externo fonte de luz (laser ou LEDs)2. Para aplicações de animais, este método inclui contacto ou sem contacto colocação da sonda LED ou laser na cabeça do animal. Dependendo da região de interesse terapêutica, uma sonda de luz pode ser colocada sobre a cabeça inteira (para cobrir todas as áreas do cérebro) ou sobre uma parte específica da cabeça, como a região pré-frontal, frontal ou parietal. A transmissão parcial de luz vermelha/NIR através do couro cabeludo, crânio e dura-máter pode alcançar o nível da superfície cortical e fornecem uma quantidade de energia do photon suficiente para produzir benefícios terapêuticos. Posteriormente, a fluência de luz entregue a nível cortical iria ser propagada em matéria cinza e branca do cérebro até atingir as estruturas mais profundas do cérebro3.
Luz das bandas espectrais em vermelho para far-red (600-680 nm) e região NIR precoce (800-870 nm) corresponde o espectro de absorção da citocromo c oxidase, a enzima terminal da cadeia respiratória mitocondrial4. Supor que PBMT no espectro vermelho/NIR provoca photodissociation do óxido nítrico (NO) da citocromo c oxidase, resultando em aumento do transporte de elétrons mitocondrial e, em última análise, aumentou a geração de ATP5. Em relação aos aplicativos neuronais, os potenciais benefícios de neurostimulatory do cérebro PBMT usando transcraniana irradiação métodos têm sido relatados em uma variedade de estudos pré-clínicos, incluindo modelos de roedores de cerebral traumática lesão (TBI)6, AVC agudo7, a doença de Alzheimer (AD)8, a doença de Parkinson (PD)9, depressão10e envelhecimento11.
Envelhecimento cerebral é considerado uma condição neuropsicológica que afeta negativamente a algumas funções cognitivas, como memória e aprendizagem12. As mitocôndrias são as organelas primárias responsáveis pela produção de ATP e bioenergética neuronal. Disfunção mitocondrial é conhecida para ser associado com déficits relacionados com a idade, em áreas do cérebro que estão ligadas à memória de navegação espacial, tais como o hipocampo,13. Porque o tratamento craniano com vermelho/NIR luz principalmente atos pela modulação de bioenergética mitocondrial, doses suficientes de luz entregues para o hipocampo podem resultar na melhoria da memória espacial resultados14.
O objectivo do protocolo atual é demonstrar o procedimento PBMT transcraniana em ratos, utilizando baixos níveis de luz vermelha. As medições de transmissão de luz de laser necessária através dos tecidos cabeça de ratos envelhecidos são descritas. Além disso, labirinto de Barnes, como uma aprendizagem espacial do hipocampo-dependente e memória tarefa e hippocampal níveis de ATP, como um índice de bioenergética, são utilizados para uma avaliação sobre o impacto do tratamento nos animais.
Protocol
Representative Results
Discussion
Descreveremos um protocolo para a realização de um procedimento PBMT transcraniana em camundongos. Este protocolo destina-se especificamente aos laboratórios de neurociência que realizam pesquisas de décadas focadas em roedores. No entanto, este protocolo pode ser adaptado para outros animais de laboratório que são frequentemente usados no campo da neurociência, tais como o coelho, gato, cachorro ou macaco.
Atualmente, há um interesse crescente na investigação transcraniana PBMT com…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi financiado por um subsídio de Ciências da Universidade de Tabriz Medical (conceder n º 61019) para S.S.-E. e uma concessão de publicação da LiteCure LLC, Newark, DE, EUA, para L.D.T. Os autores gostaria de agradecer o departamento de Imunologia e educação Development Center (EDC), da Universidade de Tabriz Medical Sciences por sua gentil ajuda.
Materials
| Ketamine | Alfasan | #1608234-01 | |
| Xylazine | Alfasan | #1608238-01 | |
| Agarose | Sigma | #A4679 | |
| Superglue | Quickstar | ||
| Vibratome | Campden Instruments | #MA752-707 | |
| Optical glass | Sail Brand | #7102 | |
| Power meter | Thor labs | #PM100D | |
| Photodiode detector | Thor labs | #S121C | |
| Caliper | Pittsburgh | ||
| GaAlAs laser | Thor Photomedicine | ||
| Etho Vision | Noldus | ||
| Centrifuge | Froilabo | #SW14R | |
| Earmuffs | Blue Eagle | ||
| Digital camera | Visionlite | #VCS2-E742H | |
| Sterio amplifier | Sony | ||
| Ethanol | Hamonteb | #665.128321 | |
| Barnes maze | Costom-made | ||
| ATP assay kit | Sigma | #MAK190 | |
| Elisa reader | Awareness | #Stat Fax 2100 |
References
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