Tiermodelle der Depression - Modell der chronischen Verzweiflung (CDM)
Summary
Das chronische Verzweiflungs-Mausmodell (CDM) der Depression besteht aus sich wiederholenden erzwungenen Schwimmeinheiten und einer weiteren verzögerten Schwimmphase als Auslesen. Es stellt ein geeignetes Modell für die Induktion eines chronisch depressiven Zustands dar, der für mindestens 4 Wochen stabil ist und zur Bewertung subchronischer und akuter Behandlungsinterventionen geändert werden kann.
Abstract
Major Depression ist eine der häufigsten Formen von psychischen Erkrankungen und verursacht enormes individuelles Leid und sozioökonomische Belastung. Trotz ihrer Bedeutung ist die derzeitige pharmakologische Behandlung begrenzt und neuartige Behandlungsmöglichkeiten werden dringend benötigt. Ein Schlüsselfaktor bei der Suche nach potenziellen neuen Medikamenten ist die Bewertung ihrer antidepressiven Wirksamkeit in geeigneten Tiermodellen. Der klassische Porsolt-Zwangsschwimmtest wurde zu diesem Zweck jahrzehntelang eingesetzt, um einen depressiven Zustand zu induzieren und zu beurteilen. Es besteht aus zwei kurzen Perioden des erzwungenen Schwimmens: die erste, um einen depressiven Zustand zu induzieren, und die zweite am folgenden Tag, um die antidepressive Wirkung des Mittels zu bewerten, das zwischen den beiden Schwimmsitzungen verabreicht wird. Dieses Modell könnte sich als Screening-Instrument für potenzielle Antidepressiva eignen, ignoriert jedoch den verzögerten Wirkungseintritt vieler Antidepressiva. Das CDM wurde kürzlich etabliert und stellte eine Modifikation des klassischen Tests mit bemerkenswerten Unterschieden dar. Mäuse sind gezwungen, an 5 aufeinanderfolgenden Tagen zu schwimmen, nach der Idee, dass Depressionen beim Menschen eher durch chronischen als durch akuten Stress induziert werden. In einer Ruhephase von mehreren Tagen (1-3 Wochen) entwickeln Tiere anhaltende Verhaltensverzweiflung. Die Standard-Auslesemethode ist die Messung der Immobilitätszeit in einer zusätzlichen verzögerten Schwimmsitzung, aber es werden mehrere alternative Methoden vorgeschlagen, um einen breiteren Überblick über den Stimmungsstatus des Tieres zu erhalten. Mehrere Analysewerkzeuge können verwendet werden, um Verhaltens-, molekulare und elektrophysiologische Veränderungen zu erreichen. Der depressive Phänotyp ist für mindestens 4 Wochen stabil und bietet ein Zeitfenster für schnelle, aber auch subchronische Antidepressiva-Behandlungsstrategien. Darüber hinaus können Veränderungen in der Entwicklung eines depressiven Zustands mit diesem Ansatz angegangen werden. CDM stellt daher ein nützliches Werkzeug dar, um Depressionen besser zu verstehen und neuartige Behandlungsinterventionen zu entwickeln.
Introduction
Affektive Störungen, wie schwere depressive Störungen, gehören zu den häufigsten und herausforderndsten psychischen Erkrankungen und sind mit hohem individuellem Leiden1, einem Anstieg des Suizidrisikos2 und einer erheblichen sozioökonomischen Belastung3 für die Gesellschaft verbunden. Trotz ihrer Auswirkungen sind die Behandlungsmöglichkeiten begrenzt, und es besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung neuartiger antidepressiver Interventionen, insbesondere aufgrund der Innovationskrise in der Psychopharmakologie in den letzten Jahrzehnten. Um die Pathophysiologie von Depressionen zu verstehen und potenzielle neue Wirkstoffe zu testen, sind rationale und valide Tiermodelle dringend erforderlich4. Fast ein halbes Jahrhundert lang wurde der klassische erzwungene Schwimmtest (FST), der ursprünglich von Porsolt5 beschrieben wurde, als Induktion und Auslese für das Screening potenzieller neuartiger Antidepressiva verwendet. Es besteht aus einer erzwungenen Schwimmperiode für 5-15 Minuten am Tag 1, anschließender einmaliger Medikamentenanwendung und der Bewertung des Teils, den Mäuse in einer anderen Schwimmperiode am folgenden Tag unbeweglich im Wasser verbringen. Die Immobilitätszeit wurde als ein fehlendes natürliches Fluchtverhalten angesehen und es wurde angenommen, dass sie mit dem Grad eines depressionsähnlichen Zustands bei den Mäusen korreliert5.
Die klassische FST wurde stark kritisiert, nicht nur in der wissenschaftlichen Gemeinschaft6,7,8, sondern auch in den öffentlichen Medien8. Die meisten Kontroversen um die FST sind auf die kurzen Induktions- und Behandlungszeiten von nur 1 Tag im klassischen Paradigma zurückzuführen. Es wurde argumentiert, dass FST eher ein akutes Traumamodell darstellt als einen Zustand, der mit der menschlichen Depression vergleichbar ist. Darüber hinaus könnte der Porsolt-Test als Screening-Instrument für potenzielle Antidepressiva geeignet sein, ignoriert jedoch den verzögerten Wirkungseintritt vieler Antidepressiva.
Das Modell der chronischen Verzweiflung (CDM) 9,10,11,12,13,14,15, das vom ursprünglichen FST abgeleitet ist, stellt ein geeigneteres Tiermodell für Depressionen dar. Bei CDM vermeidet wiederholter Schwimmstress an 5 aufeinanderfolgenden Tagen akute traumatische Auswirkungen. Indem sie einer wiederholten und anhaltenden Stresssituation nicht entkommen, wird angenommen, dass Mäuse einen Zustand der Hilflosigkeit, Hingabe und letztendlich Verzweiflung entwickeln. Dieses Paradigma ist besser vergleichbar mit aktuellen psychologischen Theorien zur Entstehung von Depressionen beim Menschen als ein einzelnes akutes Trauma, das häufig zu Beginn einer posttraumatischen Belastungsstörung auftritt. Der daraus resultierende depressionsähnliche Zustand bei CDM ist bis zu 4 Wochen stabil9 und eröffnet daher die Möglichkeit für längere Behandlungszeiten, die besser mit klinischen Zuständen vergleichbar sind, bei denen Antidepressiva in der Regel 2-4 Wochen benötigen, um einen Nutzen zu zeigen16.
Die Bewertung des depressiven Zustandes sollte dann mehrdimensional sein. Die Messung der Immobilitätszeit, wie in der klassischen FST, ist nützlich, sollte aber nicht als einziger Ergebnisparameter verwendet werden. Verschiedene Methoden, die im Folgenden beschrieben werden, sollten in der Lage sein, verschiedene Dimensionen eines depressiven Zustands im Einklang mit Symptomen abzubilden, die normalerweise bei depressiven Menschen auftreten. Geeignete Auslesebeurteilungen könnten Fluchtverhalten (Immobilitätszeit9,10,17), Schwanzfederungstest (TST)9, Anhedonie (klassischer Saccharose-Präferenztest (SPT)18), motivationsorientiertes Verhalten (Nose-Poke-Saccharose-Präferenztest (NPSPT)10), Erwartungs-/Explorationsverhalten (Reaktion auf mehrdeutiges Signal19; Y-Labyrinth-Test9), Elektrophysiologie (Messungen der Langzeitplastizität (Langzeitpotenzierung, LTP; Langzeitdepression, LTD)20), molekulare Abschätzungen (Aktivierungsmuster unmittelbarer früher Gene (IEGs); weitere Stressmuster21).
Theoretisch kann ein wiederholter Schwimmtest verwendet werden, um einen depressiven Zustand ohne Bewertung der Immobilitätszeit zu induzieren. Es wird jedoch dringend empfohlen, zumindest eine Proof-of-Concept-Versuchsreihe mit Immobilitätszeiten zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus stellt CDM ein geeignetes Modell dar, um die Entwicklung eines depressiven Zustands durch Messung der Immobilitätszeit während der Induktionsphase zu beurteilen. Bestimmte Mausstämme oder Mäuse, die vor dem Schwimmen behandelt werden, können hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit oder Anfälligkeit für Stress und der Induktion von Verhaltensverzweiflung bewertet werden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Das CDM-Modell stellt ein relevantes und etabliertes Modell zur Erprobung der antidepressiven Wirksamkeit neuer Interventionen dar und öffnet ein erweitertes Zeitfenster für molekulare oder elektrophysiologische Experimente zur Aufklärung der Pathophysiologie von Depressionen. Besonders in Kombination mit anderen Tests zur Beurteilung eines depressionsähnlichen Zustands hat CDM ein hohes Gesicht und eine hohe Konzeptvalidität. Es kombiniert subchronischen Stress und erworbene Hilflosigkeit für die Induktion und erz…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde aus internen Mitteln des Universitätsklinikums Freiburg, der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie und des Berta-Ottenstein-Programms für klinische Wissenschaftler (bis SV) finanziert. TS wird durch die Zuschüsse der Medical Research Foundation (FRM) (AJE201912009450) und des Institute of Advance Studies (USIAS) der Universität Straßburg (2020-035) sowie des Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Frankreich, finanziert.
Materials
| Beaker, 2000 mL | Kimble Kimax | 14000-2000 | any vessel >2000ml and diameter of 24-26 cm possible |
| Digital Thermometer | Hanna Instruments | 846-4708 | any digital thermometer possible |
| Digitalwaage 200 g Dipse | DIPSE | tp200 | any digital scale possible |
| Lenovo ThinkCentre V50a-24IMB AiO 11FJ00DVGE – 60,5 cm | Lenovo | A 908278 | any standard Personalcomputer possible |
| Logitech PTZ Pro | Logitech | 1000005246 | any high resolution camera possible |
| Stopwatch ROTILABO | Carl Roth | L423.1 | any stopwatch possible |
| Timer ROTILABO | Carl Roth | A802.1 | any timer possible |
References
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