Induksjon og vurdering av Levodopa-indusert dyskinesi i en rottemodell av Parkinsons sykdom

Summary

Denne artikkelen beskriver metoder for å indusere og evaluere levodopaindusert dyskinesi i en rottemodell av Parkinsons sykdom. Protokollen gir detaljert informasjon om intensiteten og frekvensen av en rekke dyskinetiske atferd, både dystoniske og hyperkinetiske, og gir et pålitelig verktøy for å teste behandlinger rettet mot dette udekkede medisinske behovet.

Abstract

Levodopa (L-DOPA) forblir gullstandardbehandlingen som brukes til å behandle Parkinsons sykdom (PD) motoriske symptomer. Imidlertid utvikler uønskede ufrivillige bevegelser kjent som L-DOPA-indusert dyskinesi (LIDs) med langvarig bruk av denne dopaminforløperen. Det er anslått at forekomsten av LIDer eskalerer til ca. 90% av personer med PD innen 10-15 års behandling. Å forstå mekanismene i denne sykdommen og utvikle både nye og effektive anti-dyskinesi behandlinger krever konsistent og nøyaktig modellering for pre-klinisk testing av terapeutiske intervensjoner. En detaljert metode for pålitelig induksjon og omfattende vurdering av LIDer etter 6-OHDA-indusert niggerlesjon i en rottemodell av PD presenteres her. Pålitelig LID-vurdering hos rotter gir et kraftig verktøy som lett kan brukes på tvers av laboratorier for å teste nye terapier fokusert på å redusere eller eliminere denne vanlige behandlingsinduserte byrden for personer med PD.

Introduction

Selv om det er mer enn 50 år siden levodopa (L-DOPA) først ble introdusert som en behandling for personer med PD ^1,2, er det bemerkelsesverdig fortsatt den mest effektive terapien for parkinsonske motorsymptomer. De kliniske motoriske symptomene forbundet med PD stammer fra tap av dopamin (DA) nevroner i substantia nigra (SN) pars compacta, noe som resulterer i den dramatiske nedgangen i tilgjengelig dopamin i striatum. L-DOPA gjenoppretter effektivt striatal DA nivåer, noe som resulterer i motorisk fordel tidlig i sykdommen ^3,4. Inopportunely, med langvarig behandling, vil de fleste individer med PD utvikle L-DOPA indusert dyskinesi (LID), inkludert chorea, dystoni og ateose, som ofte betydelig påvirker aktivitetene i dagliglivet ^5,6,7.

Mens flere atferdsmodeller av LID hos gnagere eksisterer, har forskjeller i modellering og atferdsvurdering av LIDer stilt spørsmålstegn ved reproduserbarheten av resultater mellom laboratorier, samt påliteligheten til disse eksperimentelle verktøyene for preklinisk PD-forskning. Utviklet i samarbeid med en klinisk bevegelsesforstyrrelse spesialist⁸, er den nåværende protokollen en enkel metode for LID induksjon og vurdering og er egnet for bruk i en rottemodell av PD ved hjelp av 6-hydroksydopamin (6-OHDA)-indusert ensidig nigral lesjon ^9,10. LID-vurderingsskalaen som er gitt her inkluderer scoring for både intensiteten og frekvensen av dyskinetisk oppførsel i ulike individuelle kroppsdeler. Relevant informasjon om arbeidsflytoptimalisering av eksperimenter og riktig pleie og håndtering av parkinson- og dyskinetiske dyr er også gitt.

Protocol

Dyrene som presenteres her ble vedlikeholdt og håndtert i samsvar med institusjonelle retningslinjer. Alle dyreprosedyrer ble godkjent av Michigan State University Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) i samsvar med føderale og statlige forskrifter. 1. Legemiddelfri bekreftelse på 6-OHDA lesjonsstatus Postural Hale henge test 11,12,13 MERK: Vurder lesjon…

Representative Results

LIDer i parkinsonrotter kan manifestere seg som en rekke unormale ufrivillige bevegelser (AIMer), inkludert dystonisk, hyperkinetisk og stereotypisk oppførsel. LID-vurderingskriterier for slik atferd presenteres her for å inkludere både intensitet (tabell 1) og frekvens (tabell 2). Dette gir en samlet LID-alvorlighetsgrad for hver rotte som gjenspeiler både kvaliteten (intensiteten) og mengden tid som brukes til å engasjere (frekvens) i disse atferdene ved hvert vurderingstidspunkt….

Discussion

Presentert her er detaljer for reproduserbar induksjon og vurdering av LIDer i en parkinsonsk rotte modell etter ensidig 6-OHDA lesjon av nigrostriatal DA-systemet. Mens det en gang ble antatt at gnagere ikke utviklet LID, og at rotasjons asymmetri kan være analogen av LID hos rotter³¹, har rotte- og musemodeller blitt karakterisert de siste to tiårene og er et godt akseptert verktøy for LID-forskning 15,32,33,34.<sup class="…

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.