Verhaltenscharakterisierung von Pentylentetrazol-induzierten Anfällen: Über die Racine-Skala hinaus

Zusammenfassung

Das Protokoll stellt eine innovative Methode zur Analyse und Visualisierung von Verhaltensweisen vor, die mit Pentylentetrazol-induzierten Anfällen bei Mäusen verbunden sind. Dieser Ansatz geht über die traditionellen Racine-Scores hinaus und bietet eine umfassendere Bewertung der Diversität und zeitlichen Dynamik iktaler Verhaltensweisen.

Zusammenfassung

Eine detaillierte Verhaltenscharakterisierung von Anfällen ist in Tiermodellen der Epilepsie unerlässlich. Obwohl es verschiedene Protokolle zur Induktion von Anfällen gibt, ist die Racine-Skala nach wie vor die am weitesten verbreitete Methode zur Quantifizierung von Anfällen. Ursprünglich entwickelt, um die progressive Rekrutierung von Verhaltensweisen während des elektrischen Entzündens limbischer Strukturen zu bewerten, ist die Skala seitdem zum Standard für die Klassifizierung von Anfällen in Modellen mit unterschiedlichen Ätiologien geworden.

Eine sorgfältige Untersuchung des Verhaltens nach Verabreichung von Pentylentetrazol (PTZ), einem häufig verwendeten Anfallsmodell, zeigt jedoch, dass die Racine-Skala nicht das gesamte Spektrum der Verhaltensänderungen erfassen kann, die durch diesen GABAergen Antagonisten induziert werden. Nach einer einzigen subkutanen Hochdosis-PTZ-Injektion zeigen Mäuse zunächst nicht-konvulsive Verhaltensweisen wie Hypotonie, verminderte Gehfähigkeit, Verhaltensstillstand und Zittern. Diese werden durch iktale Verhaltensweisen wie Krämpfe, myoklonische Zuckungen und limbische Anfälle abgelöst, obwohl nur letztere durch die Racine-Skala quantifiziert werden.

Um diese Einschränkungen zu überwinden, wird ein verfeinerter Ansatz verwendet, der Video-Tagging mit Tierverfolgung kombiniert, um Krämpfe und Myoklonus als unterschiedliche Verhaltensausdrücke von limbischen Anfällen zu unterscheiden. Diese frühen Verhaltensweisen können die Rekrutierung limbischer Strukturen erleichtern und schließlich limbische Anfälle auslösen. Die Methode ist einfach zu implementieren und ermöglicht eine umfassendere Beurteilung von PTZ-induzierten akuten Anfällen. Sein Nutzen zeigt sich auch im PTZ-Anzündprotokoll, bei dem wiederholte niedrige Dosen von PTZ zu zeitlichen Veränderungen der Krämpfe, des Myoklonus und der Schwere der limbischen Anfälle führen. Dieser Ansatz birgt das Potenzial, die Reproduzierbarkeit in der Anfalls- und Epilepsieforschung zu verbessern.

Einleitung

Die Verhaltenscharakterisierung von Anfällen ist die am häufigsten verwendete Methode in Studien zur Pathophysiologie von Epilepsie und Anfallsaktivität und wird häufig für das Screening neuer Medikamente gegen Krampfanfälle verwendet ^1,2. Die meisten Arbeiten, die in den letzten 50 Jahren veröffentlicht wurden, verwendeten das von Ronald J. Racine entwickelte progressive Score-System, um den Schweregrad von Anfällen während der Amygdala und des Hippocampus zu beschreiben³. Die Racine-Skala zeigte eine starke Korrelation zwischen Verhalten und elektrophysiologischer paroxysmaler Aktivit....

Protokoll

Alle experimentellen Verfahren wurden von der lokalen Ethikkommission der Bundesuniversität von Rio Grande do Norte genehmigt (Protokollnummer 043/2022, Lizenznummer 307.043/2022). In diesem Protokoll wurden männliche C57BL/6-Mäuse im Alter von 3 bis 4 Monaten verwendet, mit einer empfohlenen Probengröße von 6-10 Tieren gemäß den etablierten PTZ-Induktionsprotokollen¹⁶.

1. Vorbereitung der Aussichtsarena

1. Verwenden Sie eine quadratische oder kreisförmige Arena mit einer Grundfläche von mindestens 10 x 10 cm und einer Wandhöhe von 30 cm. Stellen Sie sicher, dass die Arena gut beleuchtet ist....

Ergebnisse

Um die Kodierungsstrategie und ihre Fähigkeit, iktales Verhalten während PTZ-induzierter Anfälle zu beschreiben, zu bewerten, wurden zunächst drei Dosen PTZ getestet und ihre Auswirkungen auf C57BL/6-Mäuse beobachtet (40, 60 und 80 mg/kg, N = 7, 5 bzw. 5). Die Verhaltensergebnisse, die bei drei PTZ-Dosen beobachtet wurden, zeigten deutliche dosisabhängige Unterschiede nach einer einzigen Injektion. Tiere, die mit 40 mg/kg PTZ behandelt wurden, zeigten Krämpfe, aber keine limbischen Anfälle oder Myoklonus. Im Gegensatz da.......

Diskussion

In dieser Studie wurde eine Kategorisierung von Verhaltensweisen auf der Grundlage motorischer Ausdrücke verwendet, um einen umfassenderen Rahmen für die Analyse der Anfallsdynamik zu schaffen. Dieser Ansatz ermöglicht die Quantifizierung wichtiger Parameter, einschließlich Latenz, Dauer und Häufigkeit von Krämpfen, Myoklonus und limbischen Anfällen. Die Ergebnisse der wöchentlichen PTZ-Injektionen zeigten, dass eine wiederholte Exposition den Zeitpunkt und die Häufigkeit von limbischen .......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
0,9% ige Natriumchlorid-Lösung	Fresenius Kabi Brasil Ltda	Artikel-Nr.: 74MK3168	Geschlossenes System für die intravenöse Anwendung; injizierbare Lösung, 250 mL.
Analytische Skala	Shimadzu	ATY224	Maximale Kapazität: 220 g, Minimale Kapazität: 10 mg, Ablesbarkeit: 0,1 mg. Seriennummer: 1311070096
Kamera	Jortan	Jortan-8816AHD	IR-CCD-Kamera, NTSC-System, 2,0 MP Auflösung, 3,6 mm Objektiv, DC 12 V Netzteil.
Digitales Luxmeter	Minipa	MLM-1011	Misst die Lichtintensität in Lux-Einheiten.
Injektionsnadel	Descarpack	353101	Größe 26,5 g.
Mäuse	-	-	Männliche C57BL/6 Wildtyp-Mäuse. Zwei bis drei Monate alt.
Pentylentetrazol	Sigma-Aldrich (Merck)	Nr. P6500-25G	Pulver, ZNS-Stimulans. Gekauft: 25 g. Lagerung: -25 °C.
Software: MouseLabTracker	Giuliano Vilela	-	Open-Source-Software, Referenzpapier: DOI: 10.1016/j.jneumeth.2006.04.005. Seite: https://neuro.ufrn.br/softwares/mouselabtracker
Software: Solomon Coder	Andrá s Pé Ter	-	Open-Source-Software, v.19.08.02. Seite:  https://solomon.andraspeter.com/
Thermo-Hygrometer	Hikari	HK-T240	Misst Temperatur und Luftfeuchtigkeit.