רומן Apparatus ואת שיטת חיזוק והתרופות
20 באוגוסט 2010
אופרנטית עצמית הממשל העדפה מקום ממוזג התרופה (CPP) נהלים משמשות בהרחבה במחקר מודל הרכיבים השונים של חיזוק סמים, צריכת, והתמכרות בבני אדם. בדו"ח זה, אנו בשילוב שיטות התקשרות עצמית הממשל המסורתי גישה חדשנית ללימוד חיזוק בסמים והתמכרות אצל חולדות.
סרטון זה מדגים גישה חדשה לחקר שימוש לרעה בסמים באמצעות שילוב של נהלי העדפת מקום מותנית (conditioned place preference) מסורתיים ונהלי ניהול עצמי של התרופה (self-administration). ראשית, נקבעות העדפות הבסיס לשתי סביבות אופרנטיות נבדלות. לאחר מכן מתחילים מפגשי ניהול עצמי, שבהם חולדות מזריקות לעצמן קוקאין באחת בלבד מהסביבות האופרנטיות הנבדלות.
לאחר ההתניה, נמדד משך הזמן שהבעלי החיים בוחרים לבלות בכל אחת מהסביבות האופרנטיות, ולאחר מכן ניתן למדוד ולהשליך קשרים בין שינויים במיקום, בהעדפה ובקצב ההזרקה העצמית של התרופה. שלום, אני אליסון פידוצ'יה מהמעבדה של ד"ר כריסטין אל במכללה לרוקחות, חטיבה לפרמקולוגיה ורעלנות באוניברסיטת טקסס באוסטון. ואני כריסטין אל.
היום נרצה להציג בפניכם מכשיר חדש שניתן להשתמש בו במספר דרכים שונות כדי לחקור חיזוק תרופתי והתמכרות בחולדות. אנו משתמשים בהליך זה במעבדה שלנו כדי לחקור את השפעות התנאים של מתן עצמי של קוקאין. אז בואו נתחיל.
כדי להתחיל בהכנות לניסויי חיזוק תרופתי, ראשית יש לאמן חולדות זכר ללחוץ על מנוף כדי לקבל תגמול של מזון. לאחר מכן יש להכין קטטרים תוורידיים, שישמשו למתן עצמי של התרופה. הקטטרים עשויים מקנולה של פלדת אל-חלד וצינור Celeste, ויש לשטוף אותם במתנול ובמים.
לאחר מכן, ייבשו אותם באוויר במהלך הכנתם ביום הניתוח, וטבלו אותם ב-70% ethanol. עם השלמת הקטטרים, החולדות יעברו הליך כירורגי של קטטרזציה של הווריד הג'וגולרי כדי לאפשר מתן עצמי של תרופות. במהלך הניסויים, הרדימו חולדה באמצעות 2.5% עד 4% isof fluorine.
בשלב הבא, גלחו את הראש והחזה וחטאו את האזורים באמצעות תמיסת Betadine. לאחר הניתוח, הניחו את החולדה על פד סטרילי. עקבו אחר החולדה במשך מספר שעות לפני החזרתה למושבת בעלי החיים.
שמרו על פתוחות הקטטר באמצעות שטיפה יומית של 0.1 milliliters של תמיסת saline 0.9%, הפרין ומנטון. כדי להכין את הקוקאין המשמש בניסויים, המיסו אותו בתמיסת saline איזוטונית בריכוזי מינון מתאימים בהתאם למשקל בעלי החיים, כאשר בעלי החיים והגשת התרופה מוכנים. נבחן כעת את המערכת המשמשת במהלך הניסויים. המערכת המשמשת במהלך הניסויים בנויה משני תאי מינוף בודדים, המצוידים בתאורת בית ותאורת גירוי, ושלוש סדרות של קרני פוטו, המשמשות למדידת פעילות לוקומטורית.
התאים מחוברים זה לזה באמצעות מעבר פלקסגלאס מובנה. המעבר מורכב משני קירות שחורים עם פסים לבנים ושני קירות מתכת, תקרת פלקסגלאס שקופה ורצפת פלקסגלאס לבנה. לשני תאי הלמידה האופרנטית מותקנות רצפות של מוטות סבב פלדה עם תחתית כלוב מתכת נשלפת.
רמזים חזותיים ואולפקטוריים ממוקמים בתוך תא ההפעלה (operant chamber) כדי ליצור סביבות ייחודיות הניתנות להבחנה. באחת הסביבות, לבעל החיים תהיה גישה להזרקות של קוקאין. בסביבה החלופית, לבעל החיים תהיה גישה להזרקות של סליין בלבד.
הרמזים החזותיים מורכבים מחומר לבד לבן או שחור המחובר לדפנות הקדמית והאחורית ומעל תקרת הכלוב. הרמזים הריחוניים הם שמן של שורש או קינמון המרוויחים כדור צמר שנמצא מתחת לרצפת המוטות של התא. במהלך הניסויים, נתוני התגובות והפעילות המוטורית נרשמים באמצעות מחשב Med Pentium בתדר 100 megahertz המצויד בתוכנת med PC.
כעת, לאחר שהכרנו את מערך הניסוי, נראה כיצד לאסוף נתונים. הפרוצדורה הניסויית נמשכת מספר ימים, והיא מתחילה במבחני העדפה בסיסיים (baseline) הנמשכים יומיים, לאחר מכן מתקיימים מפגשי ניהול עצמי של התרופה הנמשכים שמונה או 16 ימים, והתהליך מסתיים במבחן העדפת מקום מותנית. כדי להתחיל באיסוף מדידות העדפה בסיסיות, מקמו את החולדה במסדרון המרכזי עם גישה לשני תאי האופרנט למשך 20 דקות.
מיד לאחר הנחת החולדה בתא, הפעילו בו-זמנית את מצלמת הווידאו, את תוכנת המחשב ואת הטיימר. לאחר 20 דקות, הוציאו את החולדה מהתא והחזירו אותה לכלוב הבית. ביום שלאחר בדיקת הבסיס האחרונה, התחילו את מפגשי ההגשה העצמית של התרופה.
ראשית, מקמו את הרמזים החושיים ולאחר מכן מקמו מחיצה כדי לחסום את הגישה מהמעבר המרכזי העשוי פלקסיגלס אל תוך התא. כעת חברו את פתח הכניסה של הקטטר של בעל החיים למזרק התרופות המותקן כדי להתחיל את הסשן. ראשית, הכניסו את בעל החיים אל תוך התא.
לאחר סגירת דלת תא ההפעלה (operant chamber), הפעל את תוכנת המחשב המדיקלי ואת הטיימר כך שהגישה לקוקאין תהיה זמינה למשך שעה אחת. הקוקאין ניתן באמצעות לוח זמנים של חיזוק ביחס פרוגרסיבי (progressive ratio schedule). לוח זמנים זה דורש מספר גדל והולך של תגובות מנוף כדי לקבל כל הזרקת קוקאין עוקבת.
כל הזרקה כוללת מינון של 0.75 milligrams per kilogram בימים חלופיים. בסביבה החלופית, נעשה שימוש בלוח זמנים של יחס פרוגרסיבי (progressive ratio schedule) גם עבור הזרקות של סליין. בתום כל סשן של ניהול עצמי של התרופה, נתקו את העטיפה מצינור התרופה, הוציאו אותה מהתא והחזירו אותה לכלוב הבית.
ביום שאחרי מפגש ההגשה העצמית האחרון, בצע את מבחן העדפת המקום המותנית. הפרוצדורה למבחן זה זהה למדידות הבסיס. כעת נראה כיצד להעריך ולנתח את הנתונים.
במהלך הערכת הנתונים, קובעים את כמות הזמן שבילה החיה בכל תא, תוך הקפדה על סמיות של הנסיין לגבי השיוך לקבוצות. הנסיין סוקר את הקלטת הווידאו כדי לספור כניסות ויציאות בין התאים למשך תקופה של 15 דקות, המתחילה חמש דקות לאחר ההנחה בתוך המכשיר. נעשה שימוש באותם נהלים ששימשו לקביעת העדפת הבסיס וציוני מבחן ה-CPP.
הבדלים בין מדידות הבסיס לבין ציוני ה-CPP לאחר ההתניה משמשים לקביעת השפעות ההתניה לתרופה. ציוני ההפרש לאחר ההתניה מחושבים על ידי חיסור משך הזמן שהשהה במדור המזוהה עם הגירוי הבולט ממשך הזמן שהשהה במדור המזוהה עם התרופה במהלך מבחן ה-CPP. ציוני הפרש הבסיס מחושבים באופן דומה ומוחסרים מציוני ההפרש של ה-CPP.
ניתן לבצע ניתוח סטטיסטי על שינויים שונים בציונים מקו הבסיס (baseline) למפגשי הבדיקה כדי לקבוע את השפעות ההתניה התרופתית. מוצג כאן גרף מייצג של ציוני baseline וציוני בדיקת CPP. ציוני בדיקת CPP היו גבוהים באופן מובהק מציוני ה-baseline, דבר המעיד על העדפה לסביבת הקוקאין.
כאן מוצגים תוצאות ניתוח המתאם לאחר ההתניה עבור תגובות עזיבת התרופה וציוני מבחן ההבדלי ה-CPP. קבוצת הקוקאין לטווח ארוך הייתה הקבוצה היחידה שהראתה מתאם חיובי מובהק בין תגובות עזיבת התרופה לבין ציוני מבחן ה-CPP. כעת הצגנו בפניכם כיצד לשלב שיטות מסורתיות של התניה, העדפת מקום וניהול עצמי של התרופה (self-administration) כדי ליצור גישה חדשנית לחקר חיזוקי תרופות בחולדות.
בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לשמור על רישום מדויק של הנתונים. זהו כל הדבר. תודה שצפיתם ובהצלחה בניסוייכם.
סקירה כללית
מחקר זה מציג גישה חדשנית לבחינת חיזוק תרופתי והתמכרות בחולדות, באמצעות שילוב של שיטות מסורתיות של העדפת מקום מותנית (CPP) ומתן עצמי. המתודולוגיה מאפשרת ניתוח מקיף של התנהגות חיפוש תרופות והעדפה.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- פרמקולוגיה
- פסיכולוגיה התנהגותית
רקע
- מתן עצמי של תרופות בשיטה אופרנטית ו-CPP (העדפה מקומית מותנית) נמצאים בשימוש נרחב במחקר על התמכרויות.
- שיטות אלו מסייעות במידול התנהגויות של חיזוק תרופתי וצריכה.
- הבנת התנהגויות אלו חיונית לפיתוח טיפולים בהתמכרויות.
- מחקר זה משלב את שתי השיטות לצורך ניתוח חסון יותר.
מטרת המחקר
- לבחון את השפעותיה של מתן עצמי של קוקאין על העדפת מקום בחולדות.
- להעריך את הקשר בין מתן עצמי של סם לבין העדפות סביבתיות.
- לספק תובנות לגבי המנגנונים של התמכרות לסמים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- נקבעו העדפות בסיס עבור שתי סביבות אופרנטיות נפרדות.
- חוללים חולדות זכרים למתן עצמי של קוקאין בסביבה אחת ושל סליין בסביבה אחרת.
- נתונים על פעילות לוקומטורית ולחיצה על מנוף נאספו באמצעות תוכנה ייעודית.
- מבחני העדפת מקום מותנית בוצעו לאחר מפגשי המתן העצמי.
תוצאים עיקריים
- חולדות הפגינו העדפה משמעותית לסביבה שהייתה קשורה למתן קוקאין.
- הנתונים הצביעו על מתאם בין שיעורי ההגשה העצמית לבין הזמן שבילו בסביבות שהוצמדו לסם.
- התוצאות תומכות בתוקף של שילוב שיטות CPP והגשה עצמית.
- הממצאים תורמים להבנת ההיבטים ההתנהגותיים של התמכרות לסמים.
מסקנות
- המתודולוגיה המשולבת מספקת כלי בעל ערך לחקר חיזוק תרופתי.
- התובנות שהתקבלו עשויות להנחות מחקרי התמכרות ואסטרטגיות טיפוליות עתידיות.
- דרושים מחקרים נוספים כדי לבחון חומרים שונים ואת השפעותיהם.
שאלות נשאלות שכיחות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
שילוב של העדפת מקום מותנית (CPP) ומנהלה עצמית אופרנטית במכשיר בודד מאפשר בחינה מדויקת יותר של מנגנוני חיזוק של תרופות במודלים פרה-קליניים. גישה זו, בעלת מודאליות כפולה, מגבירה את הביטחון החזוי עבור תיקוף מטרות והפחתת סיכונים מכניסטיים בתהליכי מחקר של התמכרויות. השיטה תומכת ברציפות תרגומית על ידי סנכרון של נקודות קצה התנהגותיות מוטיבציוניות ואסוציאטיביות הרלוונטיות להפרעות שימוש בחומרים בבני אדם.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בדיקה רבדית של היפותזות טיפוליות הקשורות לחיזוק תרופתי ומסלולים מוטיבציוניים.
- מסייע בהפחתת סיכונים ביולוגיים (biological de-risking) על ידי ביסוס מתאם בין התנהגות אופרנטית לבין העדפה סביבתית מותנית.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרה באמצעות נקודות קצה התנהגותיות כמותיות.
- משפר את הביטחון החזוי לקידום מטרות הקשורות להתמכרות.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מכין מערכות התנהגותיות מתוקפות לסריקת תרכובות במודלים של התמכרות.
- מנstandardize את המדידה של תגובות אופרנטיות ומותנות לצורך הדירות (reproducibility).
- מפיק פלט כמותי (לחיצות על מנוף, זמן בתא) לצורך הערכה מהימנה של התרכובות.
- מאפשר פלטפורמה ניתנת להרחבה ולשימוש חוזר עבור מחלקות תרופות ופראדיגמות התנהגותיות מגוונות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה מדדי קצה פרה-קליניים להתנהגויות מוטיבציוניות ואסוציאטיביות הרלוונטיות למחלה.
- תומך ברצף שלבים, החל מגילוי מוקדם ועד לתיקוף פרה-קליני של טיפולים תרופתיים להתמכרות.
- מסייע בקבלת החלטות לגבי קידום מותאם סיכונים, המבוססות על נתונים התנהגותיים רב-ממדיים.
- מספק הפחתת סיכונים מכניסטית על ידי קישור בין נטילת התרופה לבין עוצמת ההתניה הסביבתית.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד (Pipeline)
מכשיר זה מגשר בין שלבי הגילוי המוקדמים לבין תיקוף פרה-קליני, על ידי כך שהוא מאפשר הערכה סימולטנית של צריכת תרופות אופרנטית והעדפת מקום מותנית. הוא תומך בתהליכי עבודה החל מבדיקת היפותזות ועד לזיהוי מועמדים מובילים במחקרי התמכרות.
- ביולוגיה של הגילוי: תומכת בבדיקת השערות על מנגנוני למידה אסוציאטיבית וחיזוקים.
- סריקה: מספקת מדדי התנהגות כמותיים וניתנים לשחזור לצורך הערכת תרכובות.
- אנליטיקה: מספקת פלטים סטטיסטיים המקיימים מתאם בין תגובות למנוף לבין ציוני העדפה.
- מחקר תרגומי: מתאימה נקודות קצה התנהגותיות פרה-קליניות לפנוטיפים של התמכרות בבני אדם.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה גמישה וחסכונית הניתנת להתאמה למחלקות תרופות שונות ולפרדיגמות התנהגותיות שונות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף של מטרות לטיפול בהתמכרות.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה, השחזוריות והיכולת להרחבה (scalability) של בדיקות התנהגותיות.
- ערך אסטרטגי: מספק בסיס לקבלת החלטות של go/no-go ומשפר את יעילות ההון בתיקי מו"פ להתמכרות.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף מותאם סיכונים וקידום של טיפולים תרופתיים להתמכרות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בפרמקולוגיה התנהגותית ובטכניקות של התניה אופרנטית.
- נדרש מיהול ייעודי הכולל תאי אופרנט, רמזים חושיים ותוכנה לרכישת נתונים.
- דורש סטנדרטיזציה קפדנית בין צוותים לאיסוף וניתוח נתונים.
- ניתן להתאמה למחלקות תרופות ומודלים התנהגותיים שונים עם תיקוף מתאים.
- תלוי בשמירה על פתוחות הקתטר וברווחת בעלי החיים לאורך כל הניסויים.
