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Biology

पार्किंसंस रोग के एकतरफा 6-ओएचडीए-घाव वाले चूहे मॉडल में एल-डोपा-प्रेरित डिस्केनेसिया की रेटिंग

Published: October 04, 2021
doi:
10.3791/62924
, , ,
1Department of Psychology, Faculty of Philosophy, Sciences and Letters of Ribeirão Preto,University of São Paulo

Summary

एल-डोपा-प्रेरित डिस्केनेसिया के कृंतक मॉडल एल-डोपा के बार-बार प्रशासन के कारण उभरने वाली अभिव्यक्तियों को कम करने या विकास को कम करने के लिए चिकित्सीय हस्तक्षेप की पहचान करने के लिए अमूल्य उपकरण हैं। यह प्रोटोकॉल दर्शाता है कि पार्किंसंस रोग के एकतरफा 6-ओएचडीए-घाव वाले चूहे मॉडल में डिस्काइनेटिक जैसे आंदोलनों को कैसे प्रेरित और विश्लेषण किया जाए।

Abstract

एल-डोपा-प्रेरित डिस्केनेसिया (एलआईडी) मोटर जटिलताओं को संदर्भित करता है जो पार्किंसंस रोग (पीडी) वाले रोगियों को लंबे समय तक एल-डोपा प्रशासन से उत्पन्न होता है। क्लिनिक में देखा गया सबसे आम पैटर्न पीक-डोज डिस्केनेसिया है जिसमें कोरिफॉर्म, डिस्टोनिक और बैलिस्टिक आंदोलनों की नैदानिक अभिव्यक्तियां शामिल हैं। पीडी का 6-हाइड्रॉक्सीडोपामाइन (6-ओएचडीए) चूहा मॉडल एलआईडी की कई विशेषताओं की नकल करता है। बार-बार एल-डोपा प्रशासन के बाद, 6-ओएचडीए-घाव वाले चूहे डिस्काइनेटिक जैसे आंदोलनों (जैसे, असामान्य अनैच्छिक आंदोलनों, एआईएम) का प्रदर्शन करते हैं। यह प्रोटोकॉल दर्शाता है कि निग्रोस्ट्रियल मार्ग में 90% -95% डोपामिनर्जिक कमी के साथ 6-ओएचडीए-घाव वाले चूहों में एआईएम को कैसे प्रेरित और विश्लेषण किया जाए। एल-डोपा (5 मिलीग्राम / किग्रा, 12.5 मिलीग्राम / किग्रा बेन्सेराज़ाइड के साथ संयुक्त) के बार-बार प्रशासन (3 सप्ताह) एआईएम के विकास को प्रेरित कर सकते हैं। टाइम कोर्स विश्लेषण से 30-90 मिनट (पीक-डोज डिस्केनेसिया) पर एआईएम में महत्वपूर्ण वृद्धि का पता चलता है। एलआईडी के कृंतक मॉडल प्रभावी एंटीडिस्किनेटिक हस्तक्षेप की पहचान करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रीक्लिनिकल उपकरण हैं।

Introduction

डोपामाइन अग्रदूत एल -3,4-डायहाइड्रॉक्सीफेनीलएलनिन (एल-डोपा) पार्किंसंस रोग (पीडी) 1 के मोटर लक्षणों के लिए सबसे प्रभावी उपचार का प्रतिनिधित्व करता है। एल-डोपा थेरेपी पीडी से जुड़े मोटर लक्षणों को सुधार सकती है लेकिन समय के साथ प्रभावशीलता खो देती है। मोटर उतार-चढ़ाव जैसे “पहनने-बंद उतार-चढ़ाव” या “खुराक के अंत में गिरावट” नैदानिक रूप से एकल एल-डोपा खुराक2 के प्रभाव की छोटी अवधि के रूप में प्रकट होते हैं। अन्य मामलों में, नैदानिक अभिव्यक्तियों में धीमी गति से घुमावदार आंदोलनों और असामान्य मुद्राओं (डिस्टोनिया) 3 शामिल होते हैं और तब होते हैं जब डोपामाइन का स्तर कम होता है (ऑफ-पीरियड डिस्टोनिया)4। दूसरी ओर, एल-डोपा-प्रेरित डिस्केनेसिया (एलआईडी) तब दिखाई देते हैं जब प्लाज्मा और मस्तिष्क में डोपामाइन का स्तर अधिक होताहै।

एलआईडी दुर्बल करने वाले दुष्प्रभाव पैदा करते हैं जिनमें मोटर जटिलताएं जैसे कि कोरिफॉर्म, डिस्टोनिक और बैलिस्टिक6 आंदोलन शामिल हैं। एक बार स्थापित होने के बाद, एलआईडी प्रत्येक एल-डोपा प्रशासन के बाद होता है। 5 साल के लिए एल-डोपा थेरेपी से गुजरने वाले पीडी रोगियों के 40% -50% में मोटर जटिलताएं होती हैं, और 7 वर्षों में घटना बढ़ जातीहै। यद्यपि पीडी रोगियों में एलआईडी के विकास में शामिल पैथोफिजियोलॉजिकल तंत्र अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हैं, डोपामिनर्जिक डीनेरवेशन, पल्सटाइल एल-डोपा प्रशासन, स्ट्रिएटल प्रोटीन और जीन में डाउनस्ट्रीम परिवर्तन, और गैर-डोपामाइन ट्रांसमीटर सिस्टम में असामान्यताएं ऐसे कारक हैं जो इन अवांछित दुष्प्रभावों के विकास में योगदान करते हैं 6,8,9,10।

न्यूरोटॉक्सिन 6-हाइड्रॉक्सीडोपामाइन (6-ओएचडीए) कृन्तकों 11,12,13,14 में पीडी का अध्ययन करने के लिए एक अच्छी तरह से विशेषता वाला उपकरण है। चूंकि 6-ओएचडीए रक्त-मस्तिष्क बाधा को पार नहीं करता है, इसलिए इसे सीधे निग्रोस्ट्रियल मार्ग में इंजेक्ट किया जाना चाहिए। 6-ओएचडीए-प्रेरित डोपामिनर्जिक कमी एकाग्रता- और साइट-निर्भर15 है। औसत दर्जे के फोरब्रेन बंडल (एमएफबी) पर 6-ओएचडीए का एकतरफा प्रशासन कृन्तकों में गंभीर (>90%) निग्रोस्ट्रियल क्षति पैदा कर सकता है। एल-डोपा का गंभीर एकतरफा 6-ओएचडीए-घाव वाले कृन्तकों को क्रोनिक प्रशासन असामान्य अनैच्छिक आंदोलनों (एआईएम) नामक डिस्काइनेटिक जैसे आंदोलनों की उपस्थिति का कारण बनता है। कृन्तकों में डिस्काइनेटिक जैसे आंदोलन पीडी रोगियों में एलआईडी से संबंधित समान आणविक, कार्यात्मक और औषधीय तंत्र साझा करतेहैं। इसलिए, 6-ओएचडीए-घाव वाले चूहे20 और चूहे21 एलआईडी का अध्ययन करने के लिए मूल्यवान प्रीक्लिनिकल मॉडल हैं। जब एल-डीओपीए (5-20 मिलीग्राम / किग्रा) की चिकित्सीय खुराक के साथ क्रोनिक रूप से (7-21 दिन) इलाज किया जाता है, तो एकतरफा 6-ओएचडीए-घाव वाले चूहों और चूहों में एआईएम का क्रमिक विकास होता है जो घाव के विपरीत अग्रभाग, ट्रंक और ओरोफेशियल मांसपेशियों को प्रभावित करते हैं 17,18,19,20,22,23,24 . इन आंदोलनों को पीडी रोगियों25 में एल-डोपा-प्रेरित पीक-डोज डिस्केनेसिया के समान एक समय पाठ्यक्रम में प्रस्तुत किया जाता है और हाइपरकाइनेटिक आंदोलनों और डिस्टोनिया 5 की विशेषता होतीहै। एआईएम को आमतौर पर उनकी गंभीरता (जैसे, जब एक विशिष्ट एआईएम मौजूद होता है) और आयाम (उदाहरण के लिए, प्रत्येक आंदोलन के आयाम की विशेषता) 5,23,25 के आधार पर स्कोर किया जाता है।

एलआईडी के 6-ओएचडीए-घाव वाले कृंतक मॉडल चेहरे की वैधता पेश करते हैं (यानी, मॉडल में कई विशेषताएं हैं जो मानव स्थिति की तरह दिखती हैं) 5,11,26,27,28। कृंतक एआईएम, पीडी रोगियों में होने वाले समान, हाइपरकाइनेटिक (फोरलिम्ब और ओरोलिंगुअल) और डिस्टोनिक (अक्षीय) आंदोलनोंके रूप में देखा जाता है और पीक-डोज डिस्केनेसिया की नकल करता है। आणविक और कार्यात्मक स्तर पर, कृंतक मॉडल पीडी रोगियों के साथ कई रोग संबंधी विशेषताओं को साझा करते हैं5, जैसे कि फॉसबी / . भविष्य कहनेवाली वैधता के संबंध में, पीडी रोगियों में एलआईडी को कम करने वाली दवाएं (उदाहरण के लिए, एन-मिथाइल-डी-एस्पार्टेट (एनएमडीए) रिसेप्टर विरोधी अमांताडाइन) कृंतक मॉडल22,36,37,38,39 में एंटीडिस्किनेटिक प्रभावकारिता प्रस्तुत करती हैं।

कृंतक एआईएम रेटिंग स्केल चार एआईएम उपप्रकारों के आधार पर बनाया गया था जिसमें सिर, गर्दन और ट्रंक (अक्षीय एआईएम), हाइपरकाइनेटिक फोरलिम्ब मूवमेंट (अंग एआईएम), और डिस्काइनेटिक जैसे ओरोलिंगुअल मूवमेंट (ओरोलिंगुअल एआईएम) को प्रभावित करने वाले एआईएम शामिल हैं। यद्यपि विपरीत रोटेशन (लोकोमोटिव एआईएम) एकतरफा घाव वाले कृन्तकों20,22,23,25,40 में भी मौजूद है, इसे डिस्काइनेटिक जैसे आंदोलन के रूप में स्कोर नहीं किया गया है क्योंकि यह एलआईडी 22,37,41 के विशिष्ट माप का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है।

यहां, हम वर्णन करेंगे कि पीडी के गंभीर (>90%) एकतरफा 6-ओएचडीए-घाव वाले चूहे मॉडल में डिस्काइनेटिक जैसे आंदोलनों (अक्षीय, अंग और ओरोलिंगुअल एआईएम) को कैसे प्रेरित और विश्लेषण किया जाए। हमने पिछले साहित्य और हमारी प्रयोगशाला विशेषज्ञता के आधार पर अपने प्रोटोकॉल का आयोजन किया।

Protocol

सभी प्रयोग दर्शनशास्त्र, विज्ञान और रिबेरो प्रिटो के पत्रों के संकाय की आचार समिति (सीईयूए / एफएफसीएलआरपी 18.5.35.59.5) के अनुसार किए गए थे। 1. 6-ओएचडीए घाव प्रयोगों (6 सप्ताह) की शुरुआत में 200-250 …

Representative Results

यद्यपि चूहों में देखे गए एआईएम पैटर्न मनुष्यों और गैर-मानव प्राइमेट्स में देखे गए लोगों की तुलना में सरल और सीमित हैं, यह मॉडल क्रोनिक एल-डोपा प्रशासन द्वारा प्रेरित हाइपरकाइनेटिक और डिस्टोनिक जैसे आ?…

Discussion

यह प्रोटोकॉल दर्शाता है कि एमएफबी में 6-ओएचडीए के एकतरफा माइक्रोइंजेक्शन से प्रेरित पीडी के चूहे मॉडल में एआईएम को कैसे प्रेरित और विश्लेषण किया जाए। एल-डोपा (5 मिलीग्राम / किग्रा, 12.5 मिलीग्राम / किग्रा ब?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

इस काम को साओ पाउलो रिसर्च फाउंडेशन (एफएपीईएसपी, अनुदान 2017/00003-0) द्वारा समर्थित किया गया था। हम उच्च शिक्षा कर्मियों के सुधार के लिए समन्वय (सीएपीएस) के लिए आभारी हैं। हम समर्थन और सलाह के लिए डॉ एंथनी आर वेस्ट, डॉ हेंज स्टेनर और डॉ कुई वाई त्सेंग को धन्यवाद देते हैं।

Materials

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
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References

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Bariotto-dos-Santos, K., Ribeiro, D. L., Guimarães, R. P., Padovan-Neto, F. E. Rating L-DOPA-Induced Dyskinesias in the Unilaterally 6-OHDA-Lesioned Rat Model of Parkinson’s Disease. J. Vis. Exp. (176), e62924, doi:10.3791/62924 (2021).
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