Generazione di modelli sperimentali acuti e cronici di espressione tic motoria nei ratti

Esther Vinner; Katya Belelovsky; Izhar Bar-Gad

doi:10.3791/61743

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Articolo metodologico

Generazione di modelli sperimentali acuti e cronici di espressione tic motoria nei ratti

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DOI:

10.3791/61743

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27 maggio 2021

Esther Vinner^*¹ , Katya Belelovsky^*¹ , Izhar Bar-Gad¹

¹The Leslie & Susan Goldschmied (Gonda) Multidisciplinary Brain Research Center, Bar-Ilan University

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Presentiamo protocolli per generare modelli sperimentali acuti e cronici di espressione tic nei ratti che si comportano liberamente. I modelli sono basati sull'impianto di cannula striatale e sulla successiva applicazione_{antagonista GABA A.} Il modello acuto utilizza iniezioni transitorie mentre il modello cronico utilizza infusioni prolungate attraverso una pompa mini-osmotica impiantata sottocutanea.

Abstract

I motori sono movimenti improvvisi, rapidi e ricorrenti che sono i sintomi chiave della sindrome di Tourette e di altri disturbi tic. La fisiopatologia della generazione tic è associata all'inibizione anomala dei gangli basali, in particolare la sua struttura di input primaria, lo striato. Nei modelli animali di roditori e primati non umani, l'applicazione locale degli antagonisti del GABA_A, come la bicucullina e la picrotossine, nelle parti motorie dello striato induce la disinibizione locale con conseguente espressione di tic motori.

Qui presentiamo modelli acuti e cronici di tic motori nei ratti. Nel modello acuto, le microiniezioni bicuculline attraverso una cannula impiantata nello striato dorsale suscitano l'espressione di tic che durano per brevi periodi di tempo fino a un'ora. Il modello cronico è un'alternativa che consente l'estensione dell'espressione tic a periodi di diversi giorni o addirittura settimane, utilizzando l'infusione continua di bicucullina attraverso una pompa mini-osmotica sub-cutanea.

I modelli consentono lo studio dei meccanismi comportamentali e neurali della generazione tic in tutta la via cortico-basale dei gangli. I modelli supportano l'impianto di dispositivi di registrazione e stimolazione aggiuntivi oltre alle cannule di iniezione, consentendo così un'ampia varietà di usi come stimolazione elettrica e ottica e registrazioni elettrofisiopatiche. Ogni metodo presenta diversi vantaggi e carenze: il modello acuto consente il confronto delle proprietà cinematiche del movimento e dei corrispondenti cambiamenti elettrofisiologici prima, durante e dopo l'espressione tic e gli effetti dei modulatori a breve termine sull'espressione tic. Questo modello acuto è semplice da stabilire; tuttavia, è limitato a un breve periodo di tempo. Il modello cronico, sebbene più complesso, rende fattibile lo studio della dinamica tic e degli effetti comportamentali sull'espressione tic per periodi prolungati. Pertanto, il tipo di query empirica guida la scelta tra questi due modelli complementari di espressione tic.

Introduzione

I tic sono il sintomo distintivo della sindrome di Tourette (TS) e di altri disturbi tic. I tic sono descritti come movimenti improvvisi, rapidi, ricorrenti (motori) o vocalizzazioni (tic vocali)¹. L'espressione tic in genere fluttua nelle sue proprietà temporali (frequenza)^{2 e} spaziali (intensità, posizione del corpo)³ su più scale temporali (ore, giorni, mesi e anni). Queste modifiche sono influenzate da diversi fattori, ad esempio le^{caratteristiche ambientali 4}^,⁵, gli stati^{comportamentali 6}^,