Detección de fármacos de moléculas pequeñas de alto rendimiento para trastornos del sueño relacionados con la edad con Drosophila melanogaster

Summary

Se presenta un protocolo para el cribado de fármacos de alto rendimiento para mejorar el sueño mediante el seguimiento del comportamiento del sueño de las moscas de la fruta en un modelo de Drosophila de edad avanzada.

Abstract

El sueño, un componente esencial de la salud y el bienestar general, a menudo presenta desafíos para las personas mayores que experimentan con frecuencia trastornos del sueño caracterizados por una duración del sueño más corta y patrones fragmentados. Estas interrupciones del sueño también se correlacionan con un mayor riesgo de diversas enfermedades en las personas mayores, como diabetes, enfermedades cardiovasculares y trastornos psicológicos. Desafortunadamente, los medicamentos existentes para los trastornos del sueño se asocian con efectos secundarios significativos, como deterioro cognitivo y adicción. En consecuencia, se necesita urgentemente el desarrollo de nuevos medicamentos para los trastornos del sueño, más seguros y más eficaces. Sin embargo, el alto costo y la larga duración experimental de los métodos actuales de detección de drogas siguen siendo factores limitantes.

Este protocolo describe un método de cribado rentable y de alto rendimiento que utiliza Drosophila melanogaster, una especie con un mecanismo de regulación del sueño altamente conservado en comparación con los mamíferos, lo que lo convierte en un modelo ideal para estudiar los trastornos del sueño en los ancianos. Al administrar varios compuestos pequeños a moscas envejecidas, podemos evaluar sus efectos sobre los trastornos del sueño. Los comportamientos de sueño de estas moscas se registran mediante un dispositivo de monitorización infrarroja y se analizan con el paquete de datos de código abierto Sleep and Circadian Analysis MATLAB Program 2020 (SCAMP2020). Este protocolo ofrece un enfoque de detección de bajo costo, reproducible y eficiente para la regulación del sueño. Las moscas de la fruta, debido a su corto ciclo de vida, bajo costo de cría y facilidad de manejo, sirven como excelentes sujetos para este método. A modo de ilustración, la reserpina, uno de los fármacos probados, demostró la capacidad de promover la duración del sueño en moscas ancianas, destacando la eficacia de este protocolo.

Introduction

El sueño, uno de los comportamientos esenciales necesarios para la supervivencia humana, se caracteriza por dos estados principales: el sueño de movimientos oculares rápidos (REM) y^{el sueño de} movimientos oculares no rápidos (NREM). El sueño NREM comprende tres etapas: N1 (la transición entre la vigilia y el sueño), N2 (sueño ligero) y N3 (sueño profundo, sueño de ondas lentas), que representan la progresión de la vigilia al sueño profundo¹. El sueño juega un papel crucial tanto en la salud física como en la mental². Sin embargo, el envejecimiento reduce la duración total del sueño, la eficiencia ....

Protocol

Este protocolo utiliza las moscas w¹¹¹⁸ de 30 días de edad del Bloomington Drosophila Stock Center (BDSC_3605, ver Tabla de Materiales).

1. Preparación de las moscas de la fruta envejecidas

1. Preparación de alimentos
   1. Prepare un medio de cultivo estándar de almidón de maíz mezclando 50 g/L de copos de maíz, 110 g/L de azúcar, 5 g/L de agar y 25 g/L de levadura. Calentar los copos de maíz y la levadura con agua para gelatinizar, y luego disolver completamente todas las sustancias.
   2. Cuando el medio se enfríe a 50-60 °C, agregue 6 ml/l de ácido propiónico y ....

Results

La reserpina es un inhibidor de molécula pequeña del transportador vesicular de monoaminas (VMAT), que inhibe la recaptación de monoaminas en las vesículas presinápticas, lo que conduce a un aumento del sueño³³. Se examinaron los efectos de la reserpina como promotores del sueño en moscas de 30 días de edad, y el grupo de control se alimentó únicamente con el disolvente dimetilsulfóxido (DMSO). En el grupo de Reserpina, las moscas más viejas mostraron un aumento significativo del sueño tanto duran.......

Discussion

El método descrito es adecuado para la detección rápida de medicamentos para dormir pequeños y medianos. En la actualidad, la mayoría de los métodos convencionales de detección de fármacos de alto rendimiento se basan en los niveles bioquímicos y celulares. Por ejemplo, se examina la estructura y las propiedades del receptor para buscar ligandos específicos que puedan unirse a él²². Otro enfoque consiste en analizar el modo de unión y la fuerza de los fragmentos moleculares de fármacos seleccionad.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ager	BIOFROXX	8211KG001
Caja de clima artificial	PRANDT	PRX-1000A	sitio web oficial:https://www.nbplt17.com/PLTXBS-Products-20643427/
DAM2 Drosophila Activity Monitor	TriKineics	de DAM2	:https://www.trikinetics.com/
DAM2system	TriKineics	versión:v3.03	sitio web oficial:https:// www.trikinetics.com/
DAMFileScan	TriKineics	versión:1.0.7.0	sitio web oficial:https://www.trikinetics.com/
Dimethyl Sulfoxide	SIGMA	276855
Drosophila Activity Monitoring Incubator	Tritech Research	DT2-CIRC-TK	sitio web oficial:https://www.tritechresearch.com/DT2-CIRC-TK.html
Drosophila Botellas	Biologix	51-17720	sitio web oficial:http://biologixgroup.com/goods.php?id=48
Drosophila: w1118	Bloomington Drosophila Stock Center
Excel	de Microsoft	:Excel 2016	sitio web oficial:https://www.microsoftstore.com.cn/software/office/excel
Tubos de vidrio	TriKinetics	PPT5x65	sitio web oficial:https://www.trikinetics.com/
MATLABR2022b	MathWorks	versión:9.13.0.2049777	sitio web oficial:https://ww2.mathworks.cn/products/matlab.html
Prisma	GraphPad	Versión:Prisma 8.0.1	sitio web oficial:https://www.graphpad.com/features
Reserpine	MACKLIN	R817202-1g
Saccharose	SIGMA	1245GR500
SCAMP	Vecsey Lab	N/A	sitio web oficial:https://academics.skidmore.edu/blogs/cvecsey/