Murine Modelle bei der Entwicklung von Pharmakotherapien für Alkoholismus zu trinken: Trinken in der dunklen und zwei Flasche Wahl
7. Januar 2019
Alkohol-Gebrauch-Störung (AUD) ist ein wichtiges nationales Gesundheitsproblem und die Entwicklung wirksamer Therapien ist erforderlich, um den Bedürfnissen dieser Patientengruppe zu kompensieren. Zu diesem Zweck nutzt das folgende Protokoll zwei einfache Nager trinken-Modelle um die präklinische Wirksamkeit der Anti-Alkohol Bleiverbindungen zu beurteilen.
Das übergeordnete Ziel dieses Paradigmas ist es, die Wirksamkeit einer potenziellen Anti-Alkohol-Droge mit Nagetier-Modelle der Alkoholkonsumstörung zu bewerten. Alkoholkonsumstörungen stellen eine große Krise im Bereich der öffentlichen Gesundheit dar. Aktuelle Behandlungen sind ineffektiv und eine kontinuierliche präklinische Forschung ist erforderlich.
Unser Protokoll ermöglicht es uns, die Sicherheit und den Nutzen einer möglichen Behandlung zu bewerten sowie einen Blick auf die zugrunde liegende Neurobiologie der Erkrankung selbst zu werfen. Beginnen Sie den Vorgang, indem Sie ein Gebrauchsmesser auf dem Bunsenbrenner erhitzen. Schneiden Sie mit diesem Messer etwa einen Zoll von den oberen und unteren Enden einer 18 Milliliter serologischen Pipette aus Kunststoff ab.
Als nächstes wärmen Sie die Pipette unter einer Wärmepistole. Setzen Sie das Kugellager-Sipperrohr in das untere Ende der Pipette ein. Dann mit einer handelsüblichen Schrumpfpistole, versiegeln Sie das Sipperrohr an Ort und Stelle mit Schrumpffolie.
Kappen Sie die andere Öffnung mit einem Silikonstopfen. Für die Tieransiedlung, bei der Ankunft, Einzelne Haus jede Maus in der Standard-Polycarbonat Polysulfon Käfig mit Bettwäsche, Nahrung und Wasser und einem Metallgitter Käfig oben. Beginnend am vierten Tag der einwöchigen Einzelwohnung Akklimatisierung, messen und erfassen Sie die täglichen Körper- und Nahrungsgewichte der Maus.
Messen Sie die Wasseraufnahme mit den Radierungen neben der invertierten Flasche, um den höchsten Punkt des Meniskus zu erfassen. Sobald sich die Wasseraufnahme auf plus oder minus 10% Variabilität gegenüber dem Mittelwert der letzten drei Tage stabilisiert hat, beginnen Sie den Ethanol-Zugang entweder mit TBC oder DID. Um TBS zu leiten, bereiten Sie 10% Ethanol-Lösung in 1.000 Milliliter, indem Sie 105,3 Milliliter 190-prozentiges Getreide-Ethanol zu 894,7 Milliliter Wasser hinzufügen, dann schütteln Sie es gründlich.
Da Ethanol schnell verdunstet, ersetzen Sie die Lösung zweimal pro Woche. Am ersten Tag von TBC, in jedem Käfig, eine der beiden Wasserflaschen leeren und bis zum Rand mit der frisch zubereiteten Ethanollösung füllen. Da Ethanol und Wasser optisch schwer zu unterscheiden sind, kennzeichnen Sie die Flaschen eindeutig mit ihrem entsprechenden Inhalt.
Fügen Sie der Wasserflasche je nach Bedarf weitere Lösungen hinzu. Legen Sie dann die Flasche wieder in den Käfig, um sicherzustellen, dass die Kappe sicher geschlossen ist und frei von Luftblasen oder Lecks aus dem Auslauf. Entfernen Sie alle Luftblasen, indem Sie einfach auf die Flasche tippen, damit die Luft der Flasche entweichen kann.
Wechseln Sie die Position der Flasche jeden zweiten Tag, um für konditionierte Platz Präferenz bezogene Einflüsse in der Trinkaktivität zu korrigieren. Erfassen Sie den Ethanol-Aufnahmegrad und analysieren Sie das Ethanol-Aufnahme- und Präferenzverhältnis von 10 %. Sobald die Ethanolzufuhr stabil geworden ist, verabreichen Sie jeder Maus während der täglichen Messroutine eine einzige intraperitoneale Injektion, um die Maus an die Injektion zu gewöhnen.
Sobald sich eine Ethanol-Basislinie mit geringer Variabilität wiederhergestellt hat, teilen Sie die Mäuse in Kontroll- und Versuchsgruppen auf, die die Ethanolaufnahmewerte verwenden, so dass alle Gruppen ungefähr ähnliche durchschnittliche Ethanolaufnahmewerte haben. Beginnen Sie tägliche Drogendosis, entweder für eine akute oder mehrtägige Dauer. Um DID durchzuführen, zeichnen Sie an jedem Tag des geplanten Ethanolzugriffs die Messungen für Wasservolumen, Nahrungsaufnahme und Körpergewicht auf und führen Sie eine Medikamenten-Dosierung durch.
Führen Sie dies während einer vorgewählten Zeit während des Lichtzyklus, der in Übereinstimmung mit der Pharmakokinetik des Medikaments gewählt wird, so dass die Verbindung nähert sich der maximalen Gehirnkonzentration während der Trinkzeit. Als nächstes bereiten Sie 20% Ethanol-Lösung in 1.000 Milliliter, indem Sie 210,5 Milliliter von 190 proof Getreide Ethanol zu 789,5 Milliliter Wasser. Dann schütteln Sie es gründlich.
Füllen Sie die Ethanolflasche vor Beginn der Trinksitzung, damit die Wasserflasche, sobald DID beginnt, einfach durch die Alkoholflasche ersetzt werden kann. Verwenden Sie während der gesamten DID-Sitzung einen Rotlichtscheinwerfer, um das Tier nicht zu stören. Zu Beginn der DID-Trinksitzung, die drei Stunden vor dem Lichtzyklus in den dunklen Zyklus einfließen soll, wird die Wassermenge für jede Maus aufzeichnen.
Dann ersetzen Sie jede Wasserflasche durch eine Flasche 20% Ethanol-Lösung und erfassen Sie das Start-Ethanol-Volumen. Lesen und aufzeichnen Sie das endgültige Ethanolvolumen zwei Stunden später am Ende der Trinksitzung an den Tagen eins bis drei und vier Stunden später am vierten Tag. Analysieren Sie dann die 20%Ethanol-Aufnahme.
Anschließend die Ethanolflasche durch eine Wasserflasche ersetzen und das Wasservolumen aufzeichnen. Diese Abbildung zeigt die Bewertung der Auswirkungen einer akuten Dosis von Moxidectin auf fünf Milligramm pro Kilogramm auf die Ethanolaufnahme und -präferenz. Eine Einzeldosis Moxidectin reduzierte den Alkoholkonsum signifikant von mehr als 45 % im Vergleich zu Pre-Moxidectin-Injektionen und bevorzugt über 30%10% Ethanol-Aufnahme und Präferenz bleiben beide deutlich niedriger als die Saline am Tag unmittelbar nach der MOX-Behandlung.
Hier wurde Binge-Trinken nach dem DID-Verfahren modelliert. Mäusen wurde die Saline an den Tagen eins bis vier verabreicht, wobei am vierten Tag 20% Ethanol basisig festgestellt wurden. An den Tagen eins bis drei des zweiten Wochenzyklus erhielten alle Mäuse eine weitere tägliche Saline-Injektion.
Die Ethanol-Aufnahmewerte vom dritten Tag wurden dann verwendet, um die Mäuse in zwei Gruppen aufzuteilen, die anschließend entweder eine Injektion von Moxidectin mit fünf Milligramm pro Kilogramm oder eine Saline am vierten Tag erhielten. In der darauffolgenden Woche erhielten alle Mäuse täglich Saline-Injektionen an den Tagen eins bis vier und die Ethanolaufnahme wurde am vierten Tag erneut gemessen. Akute Verabreichung von MOX wurde analysiert und festgestellt, dass deutlich reduziert Alkoholaufnahme von mehr als 54%im Vergleich zu Pre-Drogen-Injektionen.
Denken Sie daran, dass zukünftige Experimente mit diesem Protokoll durchgeführt werden müssen, um den Mechanismus, die Wahl und die Toxizität eines potenziellen Arzneimittels zu bewerten und seine Wirksamkeit in Bezug auf die aktuellen Behandlungsmöglichkeiten zu bewerten.
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Übersicht
Diese Studie zielt darauf ab, die Wirksamkeit potenzieller anti-alkoholischer Arzneimittel unter Verwendung von Nagetiermodellen der Alkoholgebrauchsstörung (AUD) zu bewerten. AUD ist ein bedeutendes Problem der öffentlichen Gesundheit, und die derzeit verfügbaren Behandlungen sind unzureichend, was weitergehende präklinische Forschung erforderlich macht.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Pharmakologie
- Verhaltenswissenschaft
Hintergrund
- Die Alkoholgebrauchsstörung ist ein großes gesundheitliches Problem auf nationaler Ebene.
- Aktuelle Behandlungen der Alkoholgebrauchsstörung sind weitgehend unwirksam.
- Es besteht weiterhin Bedarf an präklinischer Forschung, um bessere Therapien zu entwickeln.
- Das Verständnis der Neurobiologie der Alkoholgebrauchsstörung ist entscheidend für die Entwicklung von Behandlungen.
Zweck der Studie
- Beurteilung der Sicherheit und Wirksamkeit potenzieller anti-alkoholischer Wirkstoffe.
- Untersuchung der zugrundeliegenden Neurobiologie der Alkoholgebrauchsstörung.
- Verwendung von Nagetiermodellen für die präklinische Evaluierung.
Verwendete Methoden
- Nutzung von Nagetier-Trinkmodellen zur Simulation von alkoholbezogenen Störungen (AUD).
- Beurteilung von führenden anti-alkoholischen Wirkstoffen.
- Bewertung der Sicherheit und Nützlichkeit von Behandlungen.
- Experimentelle Verfahren, die die Vorbereitung von Materialien zur Prüfung umfassen.
Hauptergebnisse
- Die Ergebnisse werden zum Verständnis der Wirksamkeit von AUD-Behandlungen beitragen.
- Die Ergebnisse liefern Einblicke in die neurobiologischen Mechanismen von AUD.
- Die Daten werden die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien unterstützen.
- Basierend auf den Ergebnissen werden weitere Forschungsrichtungen aufgezeigt.
Schlussfolgerungen
- Es besteht dringender Bedarf an wirksamen Behandlungen für AUD.
- Nagetiermodelle sind wertvoll für die präklinische Arzneimittelprüfung.
- Fortgesetzte Forschung ist entscheidend, um die Behandlungsoptionen voranzubringen.
Häufig gestellte Fragen
Ausführliche Bedeutung für die Industrie
Murine Trinkmodelle wie das „Drinking in the Dark“ (DID) und die „Two-bottle Choice“ (TBC) bieten robuste, hochdurchsatzfähige Plattformen für die präklinische Bewertung von pharmakotherapeutischen Kandidaten zur Behandlung der Alkoholgebrauchsstörung (AUD). Diese Modelle ermöglichen eine schnelle, quantitative Beurteilung der Wirksamkeit von Wirkstoffen und deren Auswirkungen auf das Verhalten und unterstützen die Frühtriage von Wirkstoffkandidaten sowie die mechanistische Risikominimierung. Aufgrund ihrer translationalen Relevanz und Skalierbarkeit sind sie unverzichtbar, um die Identifizierung von Leitstrukturen voranzutreiben und die Vorhersagegenauigkeit in der entwicklung von alkoholhemmenden Arzneimitteln zu optimieren.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen durch Quantifizierung der freiwilligen Alkoholaufnahme und -präferenz in vivo.
- Unterstützt die biologische Entschärfung von Risiken, indem sie zwischen moderatem und bingelähnlichem Trinkverhalten differenziert.
- Erleichtert die funktionelle Validierung von Zielstrukturen durch kontrollierte Applikation und Verhaltensauslesung.
- Bietet Vorhersagekraft für die Weiterentwicklung oder Herabstufung von Wirkstoffkandidaten.
Screening und Assay-Entwicklung
- Liefert validierte, reproduzierbare Verhaltensendpunkte für die Wirkstoffscreening.
- Standardisiert die Messung von Aufnahme und Präferenz, um vergleichende Analysen über verschiedene Studien hinweg zu ermöglichen.
- Ermöglicht die Hochdurchsatzbewertung mehrerer pharmakologischer Wirkstoffe oder genetischer Stämme.
- Erstellt robuste Datensätze für nachgeschaltete mechanistische oder translationsmedizinische Untersuchungen.
Translationale und präklinische Forschung
- Stellt präklinische Verhaltensausgänge mit menschlichen AUD-Phänotypen für eine translationale Kontinuität in Einklang.
- Ermöglicht risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung basierend auf quantitativer Reduktion der Aufnahme und Verschiebungen in der Präferenz.
- Unterstützt die Entdeckung von Biomarkern durch Korrelation verhaltensbezogener und neurobiologischer Endpunkte.
- Erleichtert die iterative Optimierung von Dosierung, Sicherheit und Wirksamkeitsparametern.
Pipeline- und Workflow-Integration
Diese murinen Modelle stehen an der Schnittstelle zwischen früher Entdeckung und präklinischer Validierung und verbinden die Zielstrukturidentifizierung, die Leitstruktur-Optimierung und die translationale Forschung in der Arzneimittelentwicklung für alkoholbezogene Störungen (AUD).
- Entdeckungsbiochemie: Quantitative Daten zur Aufnahme und Präferenz unterstützen die Hypothesenprüfung und die Klärung von Wirkmechanismen.
- Screening: Hochdurchsatzfähige, reproduzierbare Verhaltensassays ermöglichen eine zuverlässige Bewertung von Substanzen.
- Analytik: Standardisierte Messungen erleichtern den statistischen Vergleich von Behandlungs- und Kontrollgruppen.
- Translationale Forschung: Verhaltensendpunkte spiegeln klinische Muster von exzessivem und moderatem Trinkverhalten wider und unterstützen die Übertragbarkeit von präklinischen auf klinische Befunde.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Protokolle sind an verschiedene Wirkstoffklassen und genetische Hintergründe anpassbar und maximieren so die Plattformnutzung.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Unschärfen bei der Auswahl von Kandidaten.
- Operationaler Wert: Ermöglicht standardisierte, skalierbare und reproduzierbare Verhaltensprüfungen über verschiedene Studien hinweg.
- Strategischer Wert: Unterstützt Go/No-Go-Entscheidungen und verbessert die Kapitalnutzungseffizienz durch die Priorisierung von aussichtsreichen Wirkstoffen.
- Portfolio-Wirkung: Fördert die risikoadjustierte Weiterentwicklung und Quervergleichbarkeit zwischen Programmen in therapeutischen Entwicklungsprogrammen für alkoholbezogene Störungen (AUD).
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der Verhaltenspharmakologie und im Umgang mit Nagern.
- Benötigt präzise Instrumentierung zur Messung der Aufnahme und zur Kontrolle der Umgebungsbedingungen.
- Setzt eine standardisierte Vorgehensweise bezüglich Dosierung, Zeitplanung und Datenanalyseprotokollen über mehrere Arbeitsgruppen hinweg voraus.
- Kann mit Anpassungen des Protokolls auf verschiedene Mausstämme und Wirkstoffklassen angewendet werden.
- Zu den Einschränkungen gehören die Notwendigkeit weiterer mechanistischer Untersuchungen sowie Studien zur Dosierung und Toxizität, bevor eine klinische Anwendung möglich ist.
