El reto de la investigación de la epilepsia es desarrollar tratamientos novedosos para los pacientes donde la terapia clásica es inadecuada. El uso de un nuevo protocolo — con la ayuda de un sistema de administración de fármacos implantables — somos capaces de controlar las convulsiones en ratones anestesiados por la entrega electroforética de GABA en el foco epiléptico.
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Artículo de método
La entrega electroforética de ácido γ-aminobutírico (GABA) en el enfoque epiléptico previene las convulsiones en ratones
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Resumen
Resumen
La epilepsia es un grupo de trastornos neurológicos que afecta a millones de personas en todo el mundo. Aunque el tratamiento con medicamentos es útil en el 70% de los casos, los efectos secundarios graves afectan la calidad de vida de los pacientes. Por otra parte, un alto porcentaje de pacientes epilépticos son farmacorresistentes; en su caso, se necesita neurocirugía o neuroestimulación. Por lo tanto, el objetivo principal de la investigación de la epilepsia es descubrir nuevas terapias que sean capaces de curar la epilepsia sin efectos secundarios o prevenir convulsiones recurrentes en pacientes farmacorresistentes. La neuroingeniería proporciona nuevos enfoques mediante el uso de nuevas estrategias y tecnologías para encontrar mejores soluciones para curar a los pacientes epilépticos en riesgo.
Como demostración de un novedoso protocolo experimental en un modelo agudo de ratón de epilepsia, se utiliza un sistema de administración de fármacos electroforéticos directos in situ. Es decir, una sonda neuronal que incorpora una bomba de iones de microfluidos (μFIP) para la entrega de fármacos bajo demanda y la grabación simultánea de la actividad neuronal local se implanta y se demuestra que es capaz de controlar las convulsiones inducidas por 4-aminopyridina (inducida por 4AP) como actividad del evento (SLE). La concentración de ácido γ-aminobutírico (GABA) se mantiene en el rango fisiológico por el control preciso de la entrega de GABA para alcanzar un efecto antiepiléptico en el foco de convulsiones pero no causar explosiones de rebote inducida por sobreinhibición. El método permite tanto la detección de la actividad patológica como la intervención para detener las convulsiones mediante la entrega de neurotransmisores inhibitorios directamente al foco epiléptico con control espaciotemporal preciso.
Como resultado de los desarrollos para el método experimental, SLEs se puede inducir de una manera altamente localizada que permite el control de las convulsiones por la entrega de GABA afinado con precisión en el inicio de la convulsión.
Introducción
La epilepsia es el cuarto trastorno neurológico más común: alrededor del 1% de la población sufre de epilepsia, y alrededor de un tercio de los afectados presentan convulsiones recurrentes. En la mayoría de los casos, las convulsiones se pueden controlar con medicamentos. Sin embargo, el tratamiento farmacológico debe establecerse para cada paciente individualmente, donde la dosificación adecuada puede tomar años para encontrar1,2. Además, la mayoría de los medicamentos tiene efectos secundarios graves que reducen la calidad de vida3,4,
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Protocolo
Todos los procedimientos experimentales se realizaron de acuerdo con las directrices éticas del Institut de NEUROSCIENCES des Systèmes y aprobados por los comités éticos y las oficinas veterinarias locales.
Nota: Diecisiete ratones masculinos adultos of1 fueron utilizados para los experimentos. Ratones fueron atrapados a un 12 h ciclo de luz/oscuridad con alimentos y agua disponible ad libitum.
1. anestesia
- Inyectar intraperitonealmente una mezcla de ketamina y xilazina (100 mg/kg de peso corporal y 10 mg/kg de peso corporal, respectivamente) para anestesiar el animal.
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Resultados
Utilizando el procedimiento presentado aquí con un modelo de epilepsia 4AP en ratones anestesiados, el control de las convulsiones epilépticas se puede lograr en el enfoque epiléptico. La localización precisa de los implantes (figura 2) ayudó a registrar potenciales de campo local hipocampal (LFPs, figura 4), para inducir pequeñas convulsiones hipocampales y para entregar GABA en el inicio de la convulsión. La localización de los.......
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Discusión
Mediante el desarrollo de un nuevo protocolo experimental en un modelo agudo de ratón de la epilepsia, SLEs podría ser controlado con éxito con la ayuda de un μFIP implantado en el foco epiléptico. Gracias a su capacidad para entregar GABA con precisión temporal y espacial, SLEs inducida por 4AP fueron controlados en el inicio de las convulsiones. El tratamiento de la epilepsia es teóricamente posible si se logra el control de las descargas de la red neuronal en el lugar del inicio de la convulsión. El protocolo presenta.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
C.M.P. reconoce la financiación de una beca de Whitaker International académico administrada por el Instituto de educación internacional. A.K. fue patrocinado por el IEF Marie Curie (núm. 625372). A.W. reconoce la financiación del Consejo Europeo de investigación (ERC) en el marco del programa de investigación e innovación Horizon 2020 de la Unión Europea (acuerdo de subvención Nº 716867). A.W. reconoce además la iniciativa Excellence de la Universidad de Aix-Marseille-A * MIDEX, un programa francés de "investissements d'Avenir". Los autores reconocen al Dr. ILKE Uguz, al Dr. Sahika inal, al Dr. Vincenzo Curto, a la Dra. Mary Donahue, al Dr. Marc Ferro y a Zsófia Magl....
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 4AP | Sigma | 275875 | |
| Alexa Fluor 488 | Abcam | ab15007 | |
| Amplificador | Neuralynx, Montana, USA | Digital Lynx 4SX | |
| Amplificador | Ampliplex | KJE-1001 | |
| Atlas Stereotaxique | Allen Atlas | 978-0470054086 | |
| Pipeta de vidrio de borosílice | Sutter | BF120-69-15 | |
| Brain Matrix | WPI | RBMA-200C | |
| Recortadora de huesos | FST | 16109-14 | |
| Microscopio confocal | Zeiss | LSM 510 | |
| Conector | INSTECH | SC20/15 | |
| Coton tige | Monoprix | EMD 6107OD | |
| Cubreobjetos | Menzel-Glass | 15747592 | |
| DiI Stain | Taladro Thermo Fisher | D282 | |
| DMSO | Sigma | 11412-11 | |
| Pinza | FOREDOM | K1070 | |
| F.S.T. | 11412-11 | ||
| GABA | Sigma | A2129 | |
| GFAP Anticuerpo monoclonal | Thermofisher | 53-9892-80 | |
| GOPS | Sigma | 440167-100M | |
| Hamilton seringe | Hamilton | 80330 | |
| Suministro de componentes | de tornillo de cabeza | TX00-2FH | |
| Almohadilla térmica | Aparato Harvard | 341446 | |
| Bomba de inyección | WPI | UMP3-3 | |
| Keithley | Tektoronix | 216A | |
| Ketamina | Renaudina | 5787419 | |
| Soporte magnético | Supertech Instruments | MH-1 | |
| Ratones | Charles River | 612 | |
| Manipulador motorizado | Scientifica, Reino Unido | IVM | |
| Na2HPO4 | Sigma | 255793 | |
| NaH2PO4 | Sigma | 7558807 | |
| NeuroTrace DiI | Thermofisher | N22880 | |
| Toalla de papel | KIMBERLY CLARK | 7552000 | |
| PB | Sigma | P4417 | |
| PEDOT: | PSS CLEVIOS | ||
| PFA | Acros Organic | 30525-89-4 | |
| Sonda de temperatura rectal | Aparato Harvard | 521591 | |
| Ropivacaína | KABI | 1260216 | |
| Salina | Sigma | 7982 | |
| Bisturí | F.S.T | AUST | |
| Seringue | BD Medical | 324826 | |
| Abrazadera Serrefine | F.S.T | 18050-28 | Se recomiendan 4 |
| sonda de silicona | NeuroNexus, Michigan, EE. UU. | A2x16-10mm-50-500-177 o A1x16-5mm-150-703 | |
| Marco estereotóxico | Stoelting | 51733U | |
| Superfrost Slide | ThermoScientific | ||
| Tubo | INSTECH | LS20 | |
| Vaselina | Laboratoire Gilbert 3518646126611 | ||
| Vectashield DAPI | Vector Laboratories, California, EE. UU. | H-1200-10 | |
| Vibratome, Leica VT1200S | Leica Microsystems | 1491200S001 | |
| Xilacina | Bayer | 4007221032311 | |
| Sonda de silicio | Neuromicrosystems Ltd | A1x32_dbl_5.0_50_0_176_50 |
Referencias
- Kwan, P., Palmini, A. Association between switching antiepileptic drug products and healthcare utilization: A systematic review. Epilepsy & Behavior. 73, 166-172 (2017).
- Belleudi, V., et al.
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Reimpresiones y permisos
