Articolo metodologico

Un modello di ratto pretermine per gli studi sul dolore

DOI:

10.3791/65800

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9 febbraio 2024

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1Laboratory of Neuroscience, Neuromodulation and Study of Pain (LANNED), UNIFAL-MG, 2SINPAIN Faculty

In questo articolo

Sommario

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Qui, presentiamo un protocollo conciso per la creazione di un modello di ratto pretermine, facilitando la ricerca sulla gestione precoce del dolore postnatale. Il metodo prevede l'esecuzione di un taglio cesareo tre giorni prima del parto previsto, l'estrazione di cuccioli di ratto pretermine tramite isterectomia e la loro integrazione con la prole biologica di una madre surrogata.

Abstract

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Questa ricerca approfondisce le conseguenze della stimolazione costante con puntura di spillo sulla prole pretermine per accertare le sue implicazioni a lungo termine per la sensibilità al dolore. L'obiettivo primario di questo protocollo era quello di studiare l'impatto degli stimoli neonatali sulla soglia del dolore nelle fasi successive della vita utilizzando un modello di ratto pretermine. Stabilendo questo modello, miriamo a far progredire la ricerca sulla comprensione e la gestione del dolore postnatale precoce associato alla prematurità. I risultati di questo studio indicano che, mentre le soglie di base per gli stimoli meccanici sono rimaste inalterate, c'è stato un notevole aumento dell'ipersensibilità meccanica dopo l'iniezione completa di adiuvante di Freund (CFA) nei ratti adulti. È interessante notare che, rispetto ai ratti maschi, le femmine di ratto hanno dimostrato un'elevata ipersensibilità infiammatoria. In particolare, il comportamento materno, il peso delle cucciolate e la traiettoria di crescita della prole sono rimasti invariati dalla stimolazione. La manifestazione di risposte nocicettive alterate in età adulta dopo stimoli dolorosi neonatali potrebbe essere indicativa di cambiamenti nell'elaborazione sensoriale e nel funzionamento dei recettori dei glucocorticoidi. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere i meccanismi sottostanti coinvolti e per sviluppare interventi per le conseguenze della prematurità e del dolore neonatale negli adulti.

Introduzione

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Durante il periodo neonatale, le vie nocicettive subiscono una significativa maturazione strutturale e funzionale e la presenza di danno tissutale e dolore associato ha profonde implicazioni per lo sviluppo dell'elaborazione somatosensoriale1.

L'utilizzo di modelli animali consente la manipolazione sperimentale controllata di animali non umani, consentendo una comprensione più profonda delle conseguenze del dolore neonatale sul comportamento più avanti nella vita, mitigando al contempo le potenziali variabili confondenti 2,3. Un risultato comunemente osservato è l'influenza del dolore neonatale sull'aumento della sensibilità al dolore in età adulta 2,4,5. Nell'unità di terapia intensiva neonatale (NICU), il dolore neonatale è una fonte di stress molto diffusa, con i neonati prematuri che in genere vengono sottoposti a una mediana di 10 procedure invasive al giorno6. I neonati prematuri in terapia intensiva neonatale incontrano una serie di fattori di stress, tra cui dolore, contatto materno limitato, stimoli uditivi e illuminazione eccessiva 7,8,9.

L'utilizzo di modelli animali è essenziale per far progredire la nostra comprensione dei meccanismi sottostanti coinvolti in questi processi e facilitare nuovi progressi in questo settore. In particolare, l'impiego di modelli animali pretermine negli studi può contribuire notevolmente ad ampliare il corpus di conoscenze sui neonati prematuri e fornire preziose informazioni sugli interventi di gestione del dolore per i neonati prematuri10.

Attualmente, esiste un numero limitato di modelli di roditori che affrontano specificamente la prematurità, con la maggior parte di questi studi che indagano principalmente gli effetti della prematurità sul cervello11, sullo sviluppo polmonare12, sull'enterocolite necrotizzante13 o sugli studi di nutrizione immunitaria14. Tuttavia, nessuno di questi modelli esamina la maturazione del sistema del dolore, che è particolarmente vulnerabile nei casi di prematurità.

La nascita prematura e le sue conseguenze per la gestione precoce del dolore postnatale rimangono aree di studio cruciali. Pertanto, il presente lavoro mirava a contribuire alla letteratura stabilendo un modello di ratto pretermine. Questo modello fornisce informazioni sull'impatto degli stimoli neonatali sulla soglia del dolore durante le fasi successive della vita, migliorando la nostra comprensione del dolore correlato alla prematurità.

Protocollo

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Tutte le procedure sperimentali hanno seguito la Guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio adottata dal Comitato etico per la sperimentazione animale dell'Università federale di Alfenas (protocollo 32/2016).

1. Animali

  1. Procurati ratti maschi adulti e femmine di Wistar nullipare (circa otto settimane di età) presso la Central Animal Facility dell'Università Federale di Alfenas.
  2. Alloggiare i ratti in condizioni di temperatura e umidità controllate in un ciclo luce: buio delle ore 12:12 e nutrirli con cibo e acqua ad libitum nella Facoltà di Fisioterapia delle strutture per animali (Università Federale di Alfenas).

2. Controllo della gravidanza

  1. Per 1 mese, ogni mattina tra le 8:00 e le 9:00, trasporta ogni gabbia per animali nella sala sperimentale. Per eseguire un lavaggio vaginale, introdurre con cautela nella vagina del ratto una pipetta di plastica contenente 10 μL di soluzione di NaCl allo 0,9%. Assicurarsi che l'inserimento sia poco profondo per evitare una penetrazione profonda, quindi ritirarsi delicatamente per raccogliere le secrezioni vaginali.
  2. Posizionare il liquido vaginale raccolto su singoli vetrini, assegnando un vetrino separato a ciascuna gabbia di animali.
    1. Ottenere una singola goccia di materiale non colorato da ciascun ratto utilizzando un puntale di pipetta pulito. Esaminare il materiale al microscopio ottico utilizzando obiettivi 10x e 40x, senza utilizzare la lente del condensatore.
    2. Identificare tre tipi di cellule distinte in base alle loro caratteristiche: cellule epiteliali rotonde e nucleate, cellule cornificate irregolari senza nucleo e leucociti piccoli e rotondi15.
  3. Esporre all'accoppiamento le femmine di ratto Wistar con intensa cheratinizzazione e desquamazione vaginale, caratteristiche del ciclo estrale e indicanti una maggiore ricettività maschile. Accoppia i ratti posizionando 2 femmine e 1 maschio per gabbia. Determinare il giorno gestazionale 0 controllando la presenza di spermatozoi e cellule della fase estrale negli strisci vaginali.

3. Classificazione e gestione delle madri gravide e della loro prole

  1. Smaltire tre tipi di madri gravide (2 madri ciascuna) in base al loro stadio gestazionale: madri pretermine, a termine e surrogate. Consentire alle madri gravide a termine di partorire naturalmente il 22° giorno di gestazione e utilizzare le loro cucciolate per il gruppo a termine.
  2. Il 19° giorno di gestazione, eseguire un taglio cesareo sulle madri gravide pretermine, ovvero 3 giorni prima della data prevista per il parto. Utilizza queste cucciolate per il gruppo pretermine. Dato che questa procedura non favorisce la sopravvivenza della madre, affidare i cuccioli prematuri a madri surrogate, che hanno partorito naturalmente 2 giorni prima del taglio cesareo delle madri pretermine.
  3. Tieni i cuccioli della madre surrogata con lei per alcune ore, permettendo ai loro odori di mescolarsi con le cucciolate pretermine. Trascorso questo periodo, introdurre le cucciolate pretermine e rimuovere i cuccioli originali della surrogata, sacrificandoli successivamente con alte dosi di inalazione di isoflurano.
    NOTA: Questo passaggio è essenziale per garantire che le madri surrogate abbiano già stimolato la produzione di latte nelle loro ghiandole mammarie, posizionandole per allattare efficacemente i cuccioli prematuri16.

4. Chirurgia cesarea

  1. Anestetizzare parzialmente le madri gravide pretermine con isoflurano al 2% e sopprimerle 3 giorni prima della data prevista per il parto utilizzando la lussazione cervicale. Dopo l'eutanasia, estrarre la prole uno per uno attraverso l'isterectomia.
  2. Fai un taglio di 3 cm nella linea mediana del basso ventre, seguito da un taglio longitudinale di 2 cm. Praticare un'incisione lungo il bordo antimesenterico nella parte centrale di ciascuna tuba uterina da questi tagli.
  3. Estrarre delicatamente i cuccioli di ratto e la placenta tramite isterectomia17,18. Estrai immediatamente la prole una per una.

5. Cura post-operatoria e preparazione dei cuccioli per l'adozione

  1. Utilizzare la procedura di adozione per evitare che la madre operata mostri un comportamento inappropriato a causa della procedura chirurgica e del potenziale dolore, che potrebbe influenzare il comportamento adulto dei cuccioli.
  2. Libera le vie respiratorie dei cuccioli di ratto usando salviette di carta dopo la nascita. Pulisci i cuccioli di ratto facendo loro un bagno per prevenire il cannibalismo da parte di madri surrogate. Lavate i cuccioli di ratto in acqua a 28 °C e asciugateli.
  3. Rimuovere ogni traccia di sangue e porre i cuccioli in piastre di Petri sotto l'illuminazione a infrarossi riscaldata, mantenendo una temperatura di circa 28 °C fino a quando la loro respirazione diventa regolare.
  4. Tagliare il cordone ombelicale appena sotto la placenta e utilizzare del cotone imbevuto di H2O2 per fermare qualsiasi sanguinamento dal cordone ombelicale. Infine, offriteli alle madri affidatarie per l'adozione.

6. Interazione con la madre adottiva e adozione di prole pretermine

  1. Ospita ogni madre adottiva con la propria cucciolata in gabbie di plastica separate. Prima del trasferimento, segna ogni termine cucciolo dalla mano adottiva. Questa marcatura è fondamentale per le successive analisi del comportamento materno. Mantenere l'integrità delle gabbie delle madri affidatarie durante tutto il processo di adozione.
  2. Inizialmente, posiziona i cuccioli prematuri fuori dal nido. Questa strategia consente alla madre surrogata di riconoscere e familiarizzare con l'odore dei nuovi cuccioli in un territorio neutro. Inoltre, seleziona uno o due dei cuccioli della madre adottiva e posizionali fuori dal nido insieme ai cuccioli prematuri. Questo mix spinge la madre surrogata a raccogliere sia i propri cuccioli che quelli prematuri, promuovendo così l'accettazione e l'integrazione dei nuovi cuccioli nel suo nido.
  3. Mescola inizialmente la prole adottiva con la prole biologica. Confermare l'adozione effettiva. Rimuovi i cuccioli della madre adottiva dal nido e sacrificali19.
    NOTA: In questo studio, la vitalità dei ratti pretermine era del 100% e non sono stati respinti dalla madre surrogata.

7. Standardizzazione delle lettiere

  1. Mantenere una cucciolata di 8 cuccioli per cucciolata in tutti i gruppi di cuccioli allevati in madre surrogata, con 4 maschi e 4 femmine. Sacrifica i cuccioli di ratto rimanenti dopo la standardizzazione.

8. Disegno sperimentale e implementazione del protocollo

NOTA: Lo scopo di questo protocollo era quello di ottenere cuccioli prematuri vitali per lo sviluppo delle seguenti procedure sperimentali.

  1. Utilizzare un totale di 20 madri gravide per le procedure. Dividili in due gruppi sperimentali, ciascuno composto da 10 dighe.
    1. Stimolare i cuccioli del primo gruppo, il gruppo PP, con stimoli da puntura di spillo da PND 2 a PND 15.
    2. Designare il secondo gruppo come gruppo CC, che funge da controllo, con i cuccioli di questo gruppo che non ricevono la stimolazione con puntura di spillo.
    3. Monitorare diligentemente il comportamento materno delle madri e il peso delle cucciolate durante questo periodo.

9. Valutazioni post-svezzamento e test comportamentali

  1. Svezzare la prole su PND 22. Ordinali per sesso e ospitali in gabbie con una capacità massima di 4 animali ciascuna fino a quando non raggiungono circa 8 settimane di età.
  2. Successivamente, sottoponi questi animali a valutazioni della sensibilità agli stimoli dolorosi utilizzando il test elettronico di von Frey. Concentrati in particolare sul dolore indotto dall'infiammazione da CFA.
  3. Per mitigare eventuali influenze legate alla cucciolata, selezionare 1 ratto maschio e 1 femmina da ogni cucciolata per ogni gruppo sperimentale da sottoporre a test comportamentali durante l'età adulta.
  4. Usa ogni animale in un singolo esperimento per evitare l'interferenza del fattore ormonale nelle risposte nocicettive delle femmine di ratto. In particolare, assicurarsi che i test vengano condotti sulle femmine durante la fase di diestro del loro ciclo estrale.

10. Induzione ripetuta del dolore neonatale

  1. Indurre dolore neonatale ripetuto utilizzando una tecnica di puntura di spillo simile a quella descritta in uno studio precedente20. Iniziare gli stimoli quotidiani per i cuccioli di ratto a partire dal giorno 2 postnatale (PND 2) e continuare questa pratica fino al PND 15.
  2. Inserire con cautela un ago da 22 G a una profondità ridotta nell'area medio-plantare della zampa posteriore destra.
    1. Assicurarsi che la penetrazione sia appena sufficiente per stimolare senza causare lesioni eccessive. Calibrare il calibro per evitare una penetrazione più profonda, considerando il rischio che passi interamente attraverso la zampa a questa età.
    2. Se si verifica un'emorragia, fermarla prontamente utilizzando un tampone di cotone; In genere, questo intervento dura solo pochi secondi. Somministrare gli stimoli 4 volte, mantenendo un intervallo di 2 minuti tra ciascuno, per un totale di 8 punture al giorno.
  3. Per ridurre al minimo i potenziali fattori confondenti legati alla separazione materna e alla manipolazione neonatale, separare i cuccioli di ratto dalle loro madri per un massimo di 5 minuti. Applicare la stessa durata di separazione al gruppo di controllo. Dopo ogni serie di stimoli, riporta prontamente i cuccioli di ratto alle loro madri 5,21,22.

11. Valutazione dei comportamenti materni

  1. Per valutare il comportamento materno, valutare il comportamento delle madri in entrambi i gruppi sperimentali (n = 10 per gruppo) da PND 2 a PND 15. Condurre la valutazione in due sessioni: una al mattino, prima degli stimoli della puntura di spillo sui cuccioli di ratto (tra le 08:00 e le 09:30), e una al pomeriggio, dopo gli stimoli della puntura di spillo sui cuccioli di ratto (tra le 15:00 e le 16:30).
  2. Durante queste sessioni, osserva, registra e valuta diligentemente il comportamento di ogni madre ogni 3 minuti durante queste sessioni, portando a 30 osservazioni per periodo al giorno. Questo si accumula per un totale di 60 osservazioni per madre al giorno.

12. Registrazione dei comportamenti materni e non materni

  1. Registrare i parametri del comportamento materno che comprendono azioni come la toelettatura o il leccamento (sul corpo o sulla regione anogenitale), l'allattamento, il mantenimento di una schiena arcuata in una postura simile a una "coperta" sdraiandosi sopra i cuccioli, sdraiandosi passivamente sulla schiena o su un fianco durante l'allattamento, l'impegno nella costruzione di nidi e l'auto-toelettatura materna (compresa la stimolazione del seno attraverso l'autopulizia).
  2. Documentare i parametri comportamentali non materni, comprese azioni come l'alimentazione, l'esplorazione della gabbia, la mancata esplorazione e l'assenza di auto-toelettatura materna.
  3. Presentare i dati come percentuale del comportamento materno totale e del comportamento non materno. Dividi il numero di osservazioni registrate sul comportamento target per il numero totale di osservazioni e moltiplica il risultato per 100 5,23,24.

13. Valutazione del peso della cucciolata

  1. Durante la fase di stimolazione con puntura di spillo (PND 2-15), monitorare il peso delle cucciolate in entrambi i gruppi PP e CC, ciascuno composto da 8 cucciolate.
  2. Durante la fase di stimolazione con puntura di spillo (PND 2-15), tenere sotto controllo continuo il peso delle figliate sia nel gruppo PP che in quello CC, ciascuna composta da 8 figliate.

14. Prova meccanica di soglia

  1. In questo esperimento, somministrare iniezioni di soluzione salina o CFA, ciascuna in un volume di 100 μL, a ratti (di 8 settimane di età) dei gruppi PP e CC. Successivamente, posizionarli individualmente in gabbie acriliche (42 cm × 24 cm × 15 cm) con pavimenti a griglia metallica 15-30 minuti prima del test per valutare l'iperalgesia meccanica.
  2. Nel test, indurre un riflesso di flessione della zampa posteriore utilizzando un trasduttore di forza portatile dotato di una punta in polipropilene da 0,5 mm2 (Electronic von Frey).
    1. Applicare gradualmente la punta tra i cinque cuscinetti distali della zampa posteriore destra, aumentando la pressione fino a quando non si osserva una risposta.
      NOTA: Quando si verifica la retrazione della zampa, lo stimolo cessa automaticamente e la sua forza viene documentata. Il test si conclude con una chiara risposta di sussulto seguita dal ritiro della zampa. La somministrazione sottocutanea di CFA induce un'infiammazione prolungata, con un picco a 24 ore e persistenza per almeno 7 giorni25.
  3. Condurre test sugli animali prima e alle 4 ore, 7 ore, 10 ore e 24 ore dopo la somministrazione di soluzione salina o CFA4. Presentare i risultati in termini di soglia di prelievo, misurata in grammi (g), e calcolarli facendo la media di tre misurazioni.
  4. Per prevenire l'interferenza di potenziali fattori ormonali nelle risposte nocicettive tra la prole femminile, assicurarsi che i test vengano eseguiti esclusivamente durante la fase di diestro del ciclo estrale.

15. Analisi dei dati

  1. Elaborare i dati utilizzando un software di analisi statistica e presentarli come media ± errore standard della media (SEM). Per identificare differenze statisticamente significative tra i gruppi, applicare un'analisi bidirezionale della varianza (ANOVA) con misure ripetute, considerando fattori come la valutazione dei parametri materni rispetto a quelli non materni e la valutazione del peso della figliata.
  2. In particolare, analizzare PND e stimoli a puntura di spillo per i parametri materni e von Frey: CFA e stimoli a puntura di spillo per la valutazione del peso della figliata. Condurre analisi post hoc utilizzando il test di Bonferroni quando necessario.

Risultati

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In questo studio, non ci sono state differenze nel comportamento materno o non materno tra le madri, indipendentemente dal fatto che la loro prole sia stata sottoposta a esperimenti con puntura di spillo durante il periodo neonatale o fosse pretermine o a termine (Figura 1). Per quanto riguarda il comportamento materno delle madri adottive di prole pretermine, l'ANOVA a due vie ha mostrato che c'era un effetto della PND (giorno postnatale) ma nessun effetto degli stimoli della puntura di spillo o di qualsiasi interazione tra i due fattori sulla valutazione del comportamento materno osservato alle 8 del mattino. [Fattore PND: F(13, 140) = 6,31, p < 0,001; fattore di stimolo della puntura di spillo: F(1, 140) = 1,04, p = 0,30; interazione stimolo puntura di spillo x PND: F(13, 140) = 0,55, p = 0,88; Figura 1A]; o alle 3 p.m. [Fattore PND: F(13, 140) = 16,97, p < 0,001; fattore di stimolo puntura di spillo: F(1, 140) = 3,27, p = 0,07; interazione stimolo puntura di spillo x PND: F(13, 140) = 1,82, p = 0,04; Figura 1C]. In termini di comportamento non materno, c'è stato un effetto notevole dovuto alla PND, ma non c'è stata alcuna influenza significativa dagli stimoli della puntura di spillo o dall'interazione tra questi due fattori alle 8 del mattino [fattore PND: F(13, 140) = 6,31, p < 0,001; fattore di stimolo della puntura di spillo: F(1, 140) = 1,04, p = 0,30; interazione tra lo stimolo della puntura di spillo e la PND: F(13, 140) = 0,55, p = 0,88; vedi Figura 1B]. Allo stesso modo, mentre l'effetto PND persisteva, l'influenza degli stimoli della puntura di spillo e la sua interazione con la PND non erano statisticamente significative alle 3 p.m. [Fattore PND: F(13, 140) = 16,97, p < 0,001; fattore di stimolo della puntura di spillo: F(1, 140) = 3,27, p = 0,07. L'ANOVA a due vie ha rivelato un effetto degno di nota della PND e, soprattutto, un'interazione significativa tra gli stimoli della puntura di spillo e la PND alle 15:00 (fattore PND: F(13, 182) = 13,82, p < 0,001; fattore degli stimoli della puntura di spillo: F(1, 182) = 3,78, p = 0,05; PND x interazione stimoli puntura di spillo: F(13, 182) = 1,82, p = 0,04; fare riferimento alla Figura 1D]. Questa interazione sottolinea un impatto distinto degli stimoli della puntura di spillo sul comportamento non materno, particolarmente evidente nella valutazione pomeridiana.

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Figura 1: Effetti della puntura di spillo durante il periodo neonatale (PND 2-15) sul comportamento materno delle madri adottive di prole pretermine. (A) Numero di comportamenti materni registrati valutati alle 8:00 (B) Numero di comportamenti non materni registrati valutati alle 8:00 (C) Numero di comportamenti materni registrati valutati alle 15:00 (D) Numero di comportamenti non materni registrati valutati alle 15:00. Ogni punto rappresenta la media ± SEM. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

La Figura 2 mostra l'aumento di peso della cucciolata pretermine durante il periodo in cui è stato applicato lo stimolo della puntura di spillo (PND 2-15). Non sono stati osservati cambiamenti nel peso della cucciolata tra il gruppo CC (controllo) e il gruppo PP (puntura di spillo). L'ANOVA a due vie ha rivelato un effetto significativo della PND ma nessun effetto significativo dello stimolo della puntura di spillo o dell'interazione tra i due fattori sul peso della cucciolata [fattore PND: F(13, 140) = 247,5, p < 0,001; fattore di stimolo della puntura di spillo: F(1, 140) = 0,89, p = 0,34; stimolo della puntura di spillo × interazione PND: F(13, 140) = 0,05, p = 1,00].

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Figura 2 - Effetti della puntura di spillo durante il periodo neonatale (PND 2-15) sul peso della cucciolata pretermine in grammi. Ogni punto rappresenta la media ± SEM di 8 animali. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Sono stati osservati effetti principali significativi degli stimoli a puntura di spillo e del CFA sulla soglia di ritiro della zampa, con una diminuzione sostanziale (p < 0,001) evidente nei cuccioli maschi dei gruppi CC/CFA e PP/CFA in tutti i punti temporali rispetto a quelli dei gruppi CC/Sal e PP/Sal (Figura 3A). Ciò sottolinea il forte impatto sia degli stimoli della puntura di spillo che del CFA sulle risposte nocicettive nei cuccioli maschi. In particolare, 4 ore dopo l'iniezione di CFA, è stata osservata una riduzione significativa del PWT (p < 0,001) nel gruppo PP/CFA rispetto al gruppo CC/CFA [fattore CFA: F(4,112) = 13,12, p < 0,001; fattore di stimolo puntura: F(3,112) = 14,45, p < 0,05; CFA x interazione stimolo puntura di spillo: F(12,112) = 5,14, p < 0,05]. Per quanto riguarda le femmine (Figura 3B), è stata osservata una diminuzione della soglia di astinenza (p < 0,001) nei gruppi CC/CFA e PP/CFA in tutti i punti temporali rispetto a quelli dei gruppi CC/Sal e PP/Sal. In particolare, 4 ore dopo l'iniezione di CFA, è stata osservata una riduzione significativa della soglia di prelievo (p < 0,05) nel gruppo PP/CFA rispetto al gruppo CC/CFA [fattore CFA: F(4.112) = 31,16, p < 0,001; fattore di stimolo puntura: F(3.112) = 18,22, p < 0,01; CFA x interazione stimolo puntura di spillo: F(12,112) = 58,13, p < 0,01]. Sia i maschi che le femmine adulte hanno mostrato una soglia di ritiro della zampa ridotta tra il gruppo PP/CFA e il gruppo CC/CFA in tutti i punti temporali a partire dal segno delle 4 ore.

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Figura 3 - Effetti della puntura di spillo durante il periodo neonatale (PND 2-15) nelle cucciolate pretermine sulla nocicezione secondo il test di von Frey prima e dopo l'iniezione di CFA intraplantare o soluzione fisiologica. Soglia di ritiro della zampa, in grammi, in (A) ratti maschi o (B) ratti femmine. Ogni punto rappresenta la media ± SEM di 8 animali. * p < 0,05 e *** p < 0,001 rispetto ai gruppi Controllo e PP/Soluzione salina rispetto ai gruppi Controllo e PP/CFA; # p < 0,01 confrontando il gruppo CFA di controllo con il gruppo PP/CFA. BASAL rappresenta la soglia nocicettiva misurata prima dell'iniezione intraplantare di CFA o soluzione fisiologica. La freccia indica il momento dell'iniezione intraplantare di CFA o soluzione fisiologica. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Discussione

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In questa indagine, abbiamo osservato che i comportamenti materni e non materni delle madri sono rimasti inalterati dalla sperimentazione neonatale con puntura di spillo. Questa tendenza si estendeva anche al comportamento non materno. Inoltre, l'aumento di peso delle cucciolate pretermine durante il periodo di stimolo della puntura di spillo non era significativamente diverso tra i gruppi di controllo e puntura di spillo. Le analisi della soglia di ritiro delle zampe hanno rivelato una notevole riduzione sia nei cuccioli maschi che in quelli femmine dei gruppi puntura di spillo e CFA rispetto a quelli dei gruppi di controllo. Particolarmente sorprendente è stata l'osservazione di un'ulteriore riduzione della soglia di prelievo della zampa 4 ore dopo l'iniezione di CFA nel gruppo puntura/CFA rispetto al gruppo di controllo/CFA. Questi risultati sfumati sottolineano gli effetti multiformi della stimolazione neonatale della puntura di spillo sul comportamento materno, sull'aumento di peso della cucciolata e sulle risposte nocicettive nella prole, sottolineando l'importanza di considerare sia le condizioni pretermine che quelle a termine nell'interpretazione dei risultati.

La nostra esplorazione delle risposte nocicettive si allinea ed estende i risultati di de Carvalho et al.26, che hanno riportato alterazioni nelle risposte nocicettive e ipersensibilità infiammatoria in età adulta derivanti dalla stimolazione ripetitiva della puntura di spillo nella prole pretermine. Questa convergenza di risultati sottolinea l'impatto duraturo delle esperienze neonatali sui percorsi nocicettivi, sottolineando la robustezza di questi risultati in tutti gli studi. L'aumento della sensibilità osservato agli stimoli nocivi nei cuccioli maschi e femmine sottoposti a stimolazione neonatale con puntura di spillo ha suggerito una tendenza costante nella modulazione delle risposte nocicettive, contribuendo ulteriormente alla nostra comprensione delle conseguenze a lungo termine dei fattori di stress nei primi anni di vita.

I risultati di questo studio si allineano anche con il lavoro di Gieré et al.27, che ha esplorato l'ipersensibilità nocicettiva nei ratti adulti dopo la separazione materna neonatale. Il loro studio ha suggerito un'origine centrale dell'ipersensibilità nocicettiva, rafforzando l'idea che i fattori di stress nei primi anni di vita possono indurre cambiamenti duraturi nei meccanismi di elaborazione del dolore. La convergenza dei risultati sottolinea la complessa interazione tra gli eventi precoci della vita e le risposte nocicettive, sottolineando ulteriormente la necessità di una comprensione completa dei meccanismi centrali che contribuiscono alle alterazioni a lungo termine della sensibilità al dolore.

L'impatto delle esperienze precoci sui percorsi nocicettivi è ulteriormente supportato dai risultati di Chang et al.28, che hanno studiato le alterazioni della connettività funzionale del dolore nella corteccia somatosensoriale e prefrontale mediale del ratto a seguito di esperienze di dolore precoce. Il loro lavoro ha evidenziato cambiamenti a lungo termine nei meccanismi di elaborazione del dolore indotti da fattori di stress nei primi anni di vita, sottolineando l'importanza di comprendere i correlati neurali delle risposte nocicettive. L'integrazione di questi risultati con le osservazioni di una maggiore sensibilità agli stimoli nocivi nella prole pretermine sottoposta a stimolazione neonatale con puntura di spillo contribuisce a una comprensione più completa delle conseguenze durature delle esperienze di dolore nei primi anni di vita sui circuiti del dolore adulto.

Inoltre, van den Hoogen et al.29 hanno dimostrato che il tocco ripetuto e la stimolazione con puntura d'ago durante il periodo neonatale aumentano la sensibilità meccanica al basale e l'ipersensibilità post-lesione nei neuroni sensoriali spinali adulti. I risultati attuali, in linea con la ricerca precedente, sottolineano le conseguenze durature delle esperienze di dolore neonatale sui percorsi nocicettivi. Insieme, questi studi sottolineano l'importanza di riconoscere l'impatto a lungo termine delle esperienze precoci sulla sensibilità al dolore degli adulti, contribuendo a una comprensione completa della complessa interazione tra stimoli neonatali e risposte nocicettive.

Combinando la nascita pretermine con l'esposizione a stimoli dolorosi durante il periodo neonatale, abbiamo sviluppato un modello che imita da vicino le prime esperienze di vita dei neonati prematuri umani, tenendo conto dell'imperativa necessità di terapia intensiva resa necessaria dalla prematurità. Tuttavia, la rilevanza traslazionale di questo modello, in particolare in relazione alle esperienze di terapia intensiva neonatale dei neonati pretermine, richiede ulteriori chiarimenti. In particolare, non sono stati identificati studi che impiegano un modello di prematurità simile a quello utilizzato nel presente studio. Tuttavia, se si considerano i primi giorni di vita (1-2) come una rappresentazione della prematurità, ricerche precedenti hanno dimostrato che i maschi mostrano una maggiore vulnerabilità agli stimoli nocicettivi rispetto alle femmine durante questo periodo critico. Questa vulnerabilità è stata confermata attraverso test nocicettivi applicati in età adulta, fornendo una parziale giustificazione per i risultati osservati di questo studio30.

Il presente studio ha aperto la strada all'uso di animali pretermine nati con taglio cesareo a 19 giorni di gestazione per valutare la soglia nocicettiva in età adulta. Questo nuovo modello per lo studio del dolore nei neonati pretermine fornisce una prospettiva unica su questa popolazione. Questo modello solleva nuove questioni riguardanti i test nocicettivi, come il test di von Frey, negli animali adulti di entrambi i sessi, così come tutti gli aspetti coinvolti nelle soglie nocicettive di questi animali, sia durante il periodo neonatale che in età adulta.

Mentre il presente studio si è concentrato principalmente sull'impatto degli stimoli neonatali sulla soglia del dolore nelle fasi successive della vita, esiste una strada promettente per estendere questa ricerca agli interventi e alle strategie analgesiche postnatali. Studi futuri potrebbero valutare l'efficacia di vari interventi di gestione del dolore in un modello di ratto pretermine, esplorando potenziali strade per mitigare gli effetti a lungo termine del dolore neonatale. Ciò può includere lo studio di nuovi approcci analgesici, la valutazione della durata e dell'intensità degli interventi necessari e l'esplorazione dei meccanismi sottostanti che influenzano l'efficacia di questi interventi.

In conclusione, l'indagine completa condotta in questo studio mirava a sezionare l'intricata interazione tra la stimolazione neonatale della puntura di spillo, il comportamento materno e le condizioni di nascita pretermine sulle risposte nocicettive nella prole. L'analisi meticolosa del comportamento materno, unita all'esclusione di potenziali fattori confondenti come la nascita prematura e il caregiving adottivo, ha riaffermato la resilienza del comportamento materno allo stimolo nocicettivo somministrato. L'aumento di peso delle cucciolate pretermine è rimasto inalterato, indicando che le alterazioni osservate nelle risposte nocicettive durante l'età adulta erano più probabilmente attribuite alla stimolazione precoce della puntura di spillo rispetto alle cure materne o allo sviluppo della prole. I risultati di questo studio sono in linea con la letteratura sulle conseguenze durature delle esperienze di dolore neonatale, sottolineando una maggiore sensibilità agli stimoli nocivi in età adulta. Inoltre, l'esplorazione di potenziali teorie meccanicistiche, comprese le alterazioni nell'elaborazione neurale e nella funzione del recettore dei glucocorticoidi, fornisce preziose informazioni sui percorsi sottostanti che contribuiscono alle alterazioni nocicettive. Insieme, i risultati qui presentati e quelli di studi precedenti sottolineano la complessità delle esperienze precoci nei percorsi nocicettivi, facendo luce sulle conseguenze durature degli stimoli neonatali sui circuiti del dolore adulto. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per chiarire i meccanismi sottostanti coinvolti, questo studio contribuisce al crescente corpus di conoscenze volte a rivelare l'impatto a lungo termine degli eventi precoci sulle risposte nocicettive nella prole adulta.

Dichiarazioni

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Non abbiamo nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Questo lavoro è stato sostenuto dall'Università Federale di Alfenas - UNIFAL-MG e dalla Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasile (CAPES Fellowship, Laura Pereira Generoso; Natalie Lange Candido e Maria Gabriela Maziero Capello) - Codice Finanziario 001.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Soluzione di NaCl allo 0,9%Concare, Brasile
Gabbie acriliche (42 cm & volte; 24 cm & volte; 15 cm) con pavimenti a griglia metallicaInsight Equipamentos, Brasile
Coadiuvante completo di Freund (CFA) Sigma Aldrich, Brasile
Electronic von Frey,InsightEquipamentos, Brasile
H2O2 (perossido di idrogeno)ACS Cientifica, Brasile
Illuminazione a infrarossiCarci, Brasile
Isoflurano (2%)Cristá lia, Brasile
Microscopio verticaleNikon, BrasileMicroscopio ECLIPSE Eicon obiettivi 10x e 40x

Riferimenti

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