Un protocollo per la misurazione Cue reattività in un modello del ratto di disturbo da uso di cocaina

In questo protocollo, la reattività al segnale misura la motivazione di un animale a cercare la cocaina dopo l'assenza dall'autosomministrazione di cocaina. La reattività dei segnali si verifica quando il ratto viene riesposto al contesto e ai segnali precedentemente associati alla somministrazione di cocaina per via endovenosa. La reattività al segnale è una misura del rischio di recidiva.

Il protocollo di reattività al segnale qui descritto è un mezzo preclinico per testare le terapie farmacologiche modificanti le recidive e per studiare i fattori genetici e ambientali che contribuiscono al rischio di recidiva. Questo è un compito operativo per il comportamento di ricerca della droga che si allinea con molte proprietà dell'assunzione e della ricaduta di droghe nell'uomo. L'ottimizzazione di parametri chiave come la dose di cocaina, il volume di erogazione e la durata dell'infusione è stata effettuata per stabilire la validità della fase e la potenza produttiva traslazionale.

Per questo protocollo, utilizzare ratti maschi Sprague Dawley di circa otto-nove settimane che sono stati acclimatati nella stanza della colonia per almeno sette giorni. Durante il periodo di acclimatazione, alloggiare i ratti in coppia e maneggiarli quotidianamente durante lo studio. Fornire accesso illimitato al cibo nelle gabbie domestiche durante tutte le fasi dello studio.

Impiantare cateteri della vena giugulare utilizzando il metodo descritto da Kmiotek e collaboratori nel loro video JoVE, quindi assegnare in modo casuale i ratti ai gruppi di trattamento con soluzione salina o cocaina. Per la formazione, programmare gli orari per l'autosomministrazione di cocaina come descritto nel protocollo di testo. Equipaggia le camere di allenamento con due leve di risposta retrattili, una luce di stimolo sopra ciascuna leva di risposta e una luce di casa di fronte alle leve.

Erogare cocaina o soluzione salina dalle pompe per infusione a siringa all'esterno della cabina. Utilizzare aghi da 23 gauge attaccati alle siringhe e tubi di polietilene racchiusi in un guinzaglio a molla in metallo attaccato ai cateteri del ratto. La cocaina o la soluzione salina vengono erogate dopo una pressione attiva della leva, ma non dopo una pressione inattiva della leva.

Cambia le soluzioni ogni giorno. Utilizzare diluizioni di cocaina appena fatte in cloruro di sodio sterile allo 0,9% su misura per il peso di ciascun ratto. Caricare almeno otto millilitri di soluzione nella siringa di ogni ratto.

Inizia con l'addestramento dei ratti su un programma di rinforzo FR1 e passa a un programma FR5 dopo tre giorni consecutivi di sette infusioni all'ora con una variabilità inferiore al 10% nel numero totale di infusioni per sessione. È imperativo analizzare i dati sul comportamento di autosomministrazione su base giornaliera per determinare quando far avanzare un animale a FR5 e per verificare la perdita di pervietà del catetere. Uno dei passaggi più critici del protocollo è monitorare l'autosomministrazione durante i primi 14 giorni di addestramento per garantire che l'animale si autosomministri normalmente.

Se l'autosomministrazione diminuisce drasticamente, è probabile che il catetere del ratto abbia perso la pervietà. All'inizio di una sessione, controllare che non ci siano bolle nella siringa. Collegare la siringa al tubo in polietilene e inserirla nella pompa di infusione.

Regolare con cura la siringa in modo che la soluzione sia distribuita uniformemente e completamente nel tubo di polietilene. Successivamente, collegare i ratti al sistema di somministrazione e posizionarli nelle rispettive camere di condizionamento operanti standard alloggiate in cabine ventilate di attenuazione del suono con ventilatori. La coerenza durante l'esperimento è fondamentale.

Posiziona sempre un topo nella stessa camera e tieni la leva attiva sullo stesso lato all'interno di quella camera. Nel corso di 14 sessioni giornaliere di 180 minuti, i ratti hanno libero accesso alle leve e impareranno prontamente quale leva fornisce la stimolazione a condizione che il sistema funzioni. Ogni grilletto della leva attiva su un rapporto fisso di uno rilascia 0,1 millilitri di soluzione in sei secondi e accende contemporaneamente la luce della gabbia e la luce dello stimolo sopra la leva attiva.

C'è un ritardo di un secondo prima che la soluzione venga rilasciata. Dopo ogni erogazione di cocaina o soluzione salina, la spia dello stimolo e la pompa di infusione vengono disattivate per 20 secondi durante i quali la luce di casa rimane accesa e la pressione della leva non fa nulla ma viene registrata. Quando la luce si spegne, la leva viene riattivata.

L'eventuale attivazione della leva inattiva non produce conseguenze programmate. Alla fine di quella sessione di 180 minuti, usa movimenti lenti e attenti per rimuovere il ratto potenzialmente aggressivo dalla camera. Quindi sciacquare il catetere.

Tra una sessione e l'altra, pulire accuratamente le camere. Pulisci ogni superficie con una soluzione di etanolo al 70%. Al termine delle sessioni di addestramento, mettere i ratti in astinenza forzata per 30 giorni senza accesso alla camera operante.

Continua a maneggiare i ratti su base giornaliera e monitora la salute generale. Dopo il lungo periodo di astinenza, lasciare i ratti 60 minuti nella camera operatoria immediatamente seguiti dal prelievo del cervello. Per questa sessione, eseguire il programma programmato di reattività dei segnali.

Scagliona gli orari di inizio della sessione per consentire il tempo di raccogliere cervelli tra le sessioni. È importante sottolineare che azionare la pompa senza la siringa collegata in modo che il segnale uditivo della pompa sia ancora una parte dello stimolo senza l'erogazione della sostanza. Inizia questa sessione come al solito con il topo nella camera di autosomministrazione in cui è stato addestrato.

In questo test, quando viene premuta la leva attiva che in precedenza erogava cocaina o soluzione salina, vengono erogati solo i segnali su un programma FR1. La leva inattiva continua a non fare nulla. Registra tutte le presentazioni dei cue, le pressioni della leva precedentemente attive e le pressioni della leva inattive, nonché la latenza alla prima pressione della leva.

Utilizzando il protocollo descritto, è stato condotto uno studio e i ratti sono stati sottoposti a transizione individuale da FR1 a FR5 man mano che soddisfacevano i criteri. Nel gruppo che somministrava cocaina, i ratti aumentavano gradualmente il numero di infusioni fino a raggiungere il criterio, quindi passavano da FR1 a FR5. Dal test di reattività alla cocaina sono state raccolte diverse misure di output.

Ad esempio, i ratti che in precedenza si erano autosomministrati la cocaina premevano molto di più la leva precedentemente attiva rispetto ai ratti che si erano autosomministrati soluzione salina. Un'altra importante misura dell'output è la latenza alla pressione di primo livello. Quando si osserva un cambiamento in questo, l'animale può essere fisicamente stressato o avere una minore motivazione per l'autosomministrazione di cocaina.

I compiti di comportamento locomotore possono essere utilizzati per valutare i cambiamenti nella salute fisica e differenziare la compromissione motoria dai cambiamenti motivazionali. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come addestrare i ratti all'autosomministrazione di un farmaco, mantenere la pervietà del catetere durante l'autosomministrazione e valutare la reattività del segnale ai segnali associati al farmaco dopo l'astinenza come misura del rischio di ricaduta. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di programmare attentamente il software, maneggiare correttamente gli animali e lavare regolarmente i cateteri endovenosi.

Seguendo questa procedura, è possibile valutare i meccanismi cellulari e molecolari che guidano la reattività al segnale della cocaina, nonché testare potenziali farmacoterapici che modificano la reattività al segnale della cocaina.