L-DOPA ile indüklenen diskinezilerin kemirgen modelleri, L-DOPA’nın tekrarlanan uygulaması nedeniyle ortaya çıkan belirtileri hafifletmek veya gelişimi hafifletmek için terapötik müdahaleleri tanımlamak için paha biçilmez araçlardır. Bu protokol, Parkinson hastalığının tek taraflı 6-OHDA lezyonlu sıçan modelinde diskinetik benzeri hareketlerin nasıl indükleneceğini ve analiz edileceğini göstermektedir.
L-DOPA ile indüklenen diskineziler (LID’ler), Parkinson hastalığı (PD) olan hastalara uzun süreli L-DOPA uygulamasından kaynaklanan motor komplikasyonları ifade eder. Klinikte en sık gözlenen patern, koreiform, distonik ve balistik hareketlerin klinik belirtilerinden oluşan pik doz diskinezidir. PD’nin 6-hidroksidopamin (6-OHDA) sıçan modeli, LID’lerin çeşitli özelliklerini taklit eder. Tekrarlanan L-DOPA uygulamasından sonra, 6-OHDA lezyonlu sıçanlar diskinetik benzeri hareketler sergiler (örneğin, anormal istemsiz hareketler, AIM’ler). Bu protokol, nigrostriatal yolakta% 90-95 dopaminerjik tükenme ile 6-OHDA lezyonlu sıçanlarda AIM’lerin nasıl indükleneceğini ve analiz edileceğini göstermektedir. Tekrarlanan L-DOPA uygulaması (3 hafta) (5 mg / kg, 12.5 mg / kg benserazid ile birlikte) AIM’lerin gelişimini indükleyebilir. Zaman seyri analizi, AIM’lerde 30-90 dakikada (pik doz diskinezi) önemli bir artış olduğunu ortaya koymaktadır. LID’lerin kemirgen modelleri, etkili antidiskinetik müdahaleleri tanımlamak için önemli bir klinik öncesi araçtır.
Dopamin öncüsü L-3,4-dihidroksifenilalanin (L-DOPA), Parkinson hastalığının (PD) motor semptomları için en etkili tedaviyi temsil eder1. L-DOPA tedavisi PD ile ilişkili motor semptomları iyileştirebilir, ancak zamanla etkinliğini kaybeder. “Aşınma dalgalanması” veya “doz sonu bozulması” gibi motor dalgalanmalar, klinik olarak tek L-DOPA dozlarının etkisinin süresinin kısaltılması olarak kendini gösterir2. Diğer durumlarda, klinik bulgular yavaş büküm hareketleri ve anormal duruşlardan (distoni)3 oluşur ve dopamin seviyeleri düşük olduğunda ortaya çıkar (dönem dışı distoni)4. Öte yandan, L-DOPA kaynaklı diskineziler (LID’ler), plazmadaki ve beyindeki dopamin seviyeleri yüksek olduğunda ortaya çıkar5.
LID’ler, koreiform, distonik ve balistik6 hareketleri gibi motor komplikasyonları içeren zayıflatıcı yan etkiler üretir. Bir kez kurulduktan sonra, LID’ler her L-DOPA uygulamasından sonra ortaya çıkar. 5 yıl boyunca L-DOPA tedavisi gören PD hastalarının %40-50’sinde motor komplikasyonlar ortaya çıkar ve insidansı7 yıl içinde artar. PD hastalarında LID’lerin gelişiminde rol oynayan patofizyolojik mekanizmalar henüz tam olarak aydınlatılamamış olsa da, dopaminerjik denervasyonun derecesi, pulsatil L-DOPA uygulaması, striatal proteinlerde ve genlerde aşağı akış değişiklikleri ve dopamin dışı verici sistemlerdeki anormallikler bu istenmeyen yan etkilerin gelişimine katkıda bulunan faktörlerdir 6,8,9,10.
Nörotoksin 6-hidroksidopamin (6-OHDA),11,12,13,14 kemirgenlerinde PD’yi incelemek için iyi karakterize edilmiş bir araçtır. 6-OHDA kan-beyin bariyerini geçmediğinden, doğrudan nigrostriatal yola enjekte edilmelidir. 6-OHDA’ya bağlı dopaminerjik tükenme konsantrasyon ve bölgeye bağımlıdır15. Medial ön beyin demetinde (MFB) 6-OHDA’nın tek taraflı uygulanması, kemirgenlerde ciddi (>% 90) nigrostriatal hasara neden olabilir16,17,18,19. L-DOPA’nın tek taraflı olarak şiddetli 6-OHDA lezyonlu kemirgenlere kronik olarak uygulanması, anormal istemsiz hareketler (AIM’ler) adı verilen diskinetik benzeri hareketlerin ortaya çıkmasına neden olur. Kemirgenlerdeki diskinetik benzeri hareketler, PD hastalarında LID’lerle ilgili benzer moleküler, fonksiyonel ve farmakolojik mekanizmaları paylaşır5. Bu nedenle, 6-OHDA lezyonlu sıçanlar20 ve fareler21, LID’leri incelemek için değerli klinik öncesi modellerdir. L-DOPA’nın terapötik dozları (5-20 mg / kg) ile kronik olarak (7-21 gün) tedavi edildiğinde, tek taraflı olarak 6-OHDA lezyonlu sıçanlar ve fareler, lezyonun tersiyatında ön ayak, gövde ve orofasiyal kasları etkileyen AIM’lerin kademeli olarak geliştiğini göstermektedir 17,18,19,20,22,23,24 . Bu hareketler PD hastalarında L-DOPA ile indüklenen pik doz diskinezilere benzer bir zaman diliminde sunulur25 ve hiperkinetik hareketler ve distoni5 ile karakterizedir. AIM’ler genellikle şiddetlerine (örneğin, belirli bir AIM mevcut olduğunda) ve genliklerine (örneğin, her hareketin genliği ile karakterize edilir) göre puanlanır5,23,25.
6-OHDA lezyonlu LID kemirgen modelleri yüz geçerliliği sunar (yani, modelin insan durumuna benzeyen çeşitli özellikleri vardır)5,11,26,27,28. Kemirgen AIM’ler, PD hastalarında görülenlere benzer şekilde, hiperkinetik (ön ayak ve orolingual) ve distonik (aksiyel) hareketler29 olarak görülür ve pik doz diskineziyi taklit eder. Moleküler ve fonksiyonel düzeyde, kemirgen modelleri, PD hastaları 5 ile FosB / ΔFosB 19,26,30,31,32,33 ve serotonin taşıyıcısının (SERT) 34,35 upregülasyonu gibi birçok patolojik özelliği paylaşır. . Prediktif geçerlilik ile ilgili olarak, PD hastalarında LID’leri azaltan ilaçlar (örneğin, N-metil-D-aspartat (NMDA) reseptör antagonisti amantadin), kemirgen modelinde antidiskinezik etkinlik gösterir 22,36,37,38,39.
Kemirgen AIM derecelendirme ölçeği, baş, boyun ve gövdeyi etkileyen AIM’leri (eksenel AIM’ler), hiperkinetik ön ayak hareketlerini (uzuv AIM’leri) ve diskinetik benzeri orolingual hareketleri (orolingual AIM’ler) içeren dört AIM alt tipine dayanarak oluşturulmuştur. Kontralateral rotasyon (lokomotif AIM’ler) tek taraflı lezyonlu kemirgenlerde 20,22,23,25,40 da mevcut olmasına rağmen, LIDs 22,37,41’in spesifik bir ölçüsünü temsil etmeyebileceğinden diskinetik benzeri bir hareket olarak puanlanmamıştır.
Burada, PD’nin şiddetli (>%90) tek taraflı 6-OHDA lezyonlu sıçan modelinde diskinetik benzeri hareketlerin (eksenel, uzuv ve orolingual AIM’ler) nasıl indükleneceğini ve analiz edileceğini açıklayacağız. Protokolümüzü önceki literatüre ve laboratuvar uzmanlığımıza dayanarak düzenledik.
Bu protokol, MFB’de 6-OHDA’nın tek taraflı mikroenjeksiyonu ile indüklenen PD’nin sıçan modelinde AIM’lerin nasıl indükleneceğini ve analiz edileceğini göstermektedir. Düşük dozlarda L-DOPA’nın (5 mg / kg, 12.5 mg / kg benserazid ile birlikte) kronik günlük uygulaması, 3 haftalık tedavi boyunca AIM’lerin gelişimini sağlamıştır. Temporal analiz, AIM’lerde önemli bir artış olduğunu ortaya koydu ve L-DOPA uygulamasından 30 ila 90 dakika sonra pik doz diskinezi gözlendi. AIM’ler eksenel, uzuv ve …
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma São Paulo Araştırma Vakfı (FAPESP, hibe 2017/00003-0) tarafından desteklenmiştir. Yüksek Öğretim Personelinin İyileştirilmesi için Koordinasyon (CAPES) için minnettarız. Dr. Anthony R. West, Dr. Heinz Steiner ve Dr. Kuei Y. Tseng’e destek ve mentorluk için teşekkür ederiz.
6-hydroxydopamine hydrobromide | Sigma-Aldrich, USA | H6507 | Neurotoxin that produces degeneration of catecholaminergic terminals |
Benzerazide hydrochloride | Sigma | B7283 | Peripheral dopa-decarboxylase inhibitor |
Camera Bullet IR Turbo HD (HD-TVI) 2.8mm B | HIKVISION | DS-2CE16C0T-IRP | Camera used to record all behavior |
Imipramine hidrochloride | Alfa Aesar | J63723 | Norepinephrine transporter inhibitor (NET) used to protect noradrenergic neurons from 6-OHDA |
Ketamine hydrochloride | Ceva Animal Health | Anesthesia for surgical intervention | |
L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) methyl ester (hydrochloride) | Cayman Chemical Company | 16149 | Dopamine precursor |
Mirrors | Used to observe the behavior of animals during experiments in all directions | ||
Needles 0.30 x 13 mm | PrecisionGlide | Needles used to inject drugs | |
Sodium chloride (NaCl) | Samtec | Salt | |
Syringes 1 ml Sterile | BD Plastipak | Syringes used to inject drugs | |
Transparent cylinders | Used to record animal behavior during experiments | ||
Xylazine hydrochloride | Ceva Animal Health | Sedative, analgesic and muscle relaxant for surgical intervention |