Paura lo stress-Enhanced Learning, un robusto modello del roditore del disturbo da Stress post-traumatico
13 ottobre 2018
Qui descriviamo la metodologia dettagliata richiesta per condurre esperimenti di apprendimento (SEFL) paura lo stress-aumentata, un modello preclinico di disturbo da stress post-traumatico, in topi e ratti. Il modello utilizza aspetti della paura pavloviano condizionata e congelamento come indice di maggiore paura nei roditori.
Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo delle neuroscienze comportamentali, come ad esempio come comprendere meglio i meccanismi biologici sottostanti della PTSD. Il vantaggio principale di questa tecnica è che è robusta, affidabile, quantitativa e può essere eseguita in più specie. Inizia istituendo una serie di camere di condizionamento della paura per fungere da contesto A e una seconda serie di camere di condizionamento della paura per fungere da contesto B.Posiziona ogni camera di condizionamento della paura all'interno di un cubicolo attenuante del suono per prevenire intrusioni di rumore esterno.
Quindi posizionare i pavimenti della griglia in ogni camera di condizionamento della paura per la consegna degli urti del piede, utilizzando un modello di griglia diverso per ogni contesto per differenziare la trama del pavimento tra i contesti. Posizionare quindi inserti triangolari in plexiglass nero nel contesto B per differenziare il layout interno dei due contesti. Pulire le pareti e le porte della camera e spruzzare le padelle sotto i pavimenti della griglia con una soluzione di pulizia diluita.
Dopo aver pulito il pavimento della griglia, collegare un generatore d'urto e uno scrambler in grado di fornire un ammortizzatore da 1 milliamp o di ampiezza inferiore a ciascun piano della griglia per la consegna degli urti del piede. Infine, utilizzare un multimetro per testare la corrente erogata dal generatore d'urto posizionando ogni sonda su una barra diversa del pavimento della griglia e confermando che viene prodotta l'ampiezza d'urto desiderata. Il primo giorno, impostare il contesto A con pavimenti a griglia e luce visibile.
Assicurarsi che il multimetro sia collegato a diverse barre per confermare l'ampiezza d'urto desiderata. Trasporta gli animali dal vivaio alla stanza sperimentale nelle loro gabbie di casa poste su un carrello e posizionale individualmente nelle quattro camere di condizionamento della paura. Per gli esperimenti sui topi, utilizzare il generatore di urti e gli scrambler per fornire 10 un secondo, un millimetro di shock del piede presentati casualmente per oltre 60 minuti attraverso i pavimenti a griglia delle camere contenenti soggetti con trauma.
Per gli esperimenti sui topi, utilizzare il generatore d'urto e gli scrambler per fornire 15 un secondo, un millimetro di shock del piede presentati casualmente per oltre 90 minuti attraverso le barre della griglia delle camere contenenti soggetti con trauma. Dopo 90 minuti per il topo, o 60 minuti per gli esperimenti sui topi, riportare tutti gli animali nelle loro gabbie di casa e tornare prontamente al vivaio. Il secondo giorno, impostare il contesto A e trasportare gli animali nella sala sperimentale come fatto il primo giorno.
Posizionare gli animali nel contesto A per otto minuti, senza consegna degli urti, e registrare il comportamento durante l'intera sessione. Dopo otto minuti, riportare tutti gli animali nelle loro gabbie di casa e tornare prontamente al vivaio. Il terzo giorno, impostare il contesto B con un diverso set di pavimenti a griglia da quelli utilizzati nel contesto A e inserti in plexiglass curvo triangolare o bianco nero.
Utilizzare la luce infrarossa o vicino all'infrarosso, se necessario, per illuminare le camere e controllare l'ampiezza dell'ammortizzatore con il multimetro. Pulire le camere e spruzzare le padelle sotto i pavimenti della griglia con la soluzione non utilizzata nel contesto A.Successivamente, trasportare gli animali dal vivaio alla stanza sperimentale in una vasca di plastica nera e metterli singolarmente in camere di condizionamento della paura. Dopo un periodo di riferimento di 180 secondi, fornire un solo secondo, uno shock del piede di un milliamp per i ratti o un singolo shock di due secondi, un piede da millepiedi per i topi, a tutti gli animali.
Quindi, rimuovere tutti gli animali 30 secondi dopo la consegna degli urti e tornare prontamente al vivaio. Il quarto giorno della procedura, impostare il contesto B come fatto il terzo giorno. Trasporta gli animali dal vivaio alla sala sperimentale nello stesso trasporto effettuato il terzo giorno.
Posizionare gli animali nel contesto B per otto minuti senza la consegna degli urti e il congelamento dei record video durante la sessione. Infine, rimuovere tutti gli animali dopo otto minuti e tornare prontamente al vivaio. I risultati indicano che gli animali in condizioni di trauma hanno mostrato livelli significativamente più elevati di congelamento nel contesto A rispetto ai controlli senza traumi, indicando l'acquisizione della paura nel contesto del trauma.
Sia il trauma che nessun trauma gli animali hanno mostrato livelli minimi di congelamento che non differivano l'uno dall'altro. Inoltre, gli animali traumat traumattica hanno mostrato una minore reattività agli shock rispetto ai controlli senza traumi e gli animali traumat traumattori hanno mostrato un congelamento maggiore rispetto ai controlli senza traumi, indicando che l'esposizione allo stressante traumatico ha aumentato la paura immediatamente dopo il lieve stressante. Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altri metodi come il labirinto più elevato, il campo aperto e la scatola chiaro-scuro per rispondere a domande aggiuntive come come il trauma influisce sui fenotipi simili all'ansia.
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Panoramica
In questo articolo viene descritta la metodologia per condurre esperimenti di apprendimento del timore potenziato dallo stress (SEFL), un modello preclinico per lo studio del disturbo da stress post-traumatico (PTSD) nei roditori. L'approccio integra il condizionamento classico del timore e valuta le risposte di paura attraverso il comportamento di congelamento.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze comportamentali
- Psicobiologia
- Modelli animali di PTSD
Sfondo
- SEFL è un modello utilizzato per studiare i meccanismi alla base del disturbo da stress post-traumatico (PTSD).
- Il metodo è applicabile sia a ratti che a topi.
- Si basa su consolidati paradigmi di condizionamento al timore.
- La comprensione delle risposte di paura può orientare le strategie terapeutiche.
Scopo dello studio
- Chiarire i meccanismi biologici associati al disturbo da stress post-traumatico (PTSD).
- Fornire un quadro affidabile per lo studio dell'apprendimento del timore.
- Migliorare la comprensione delle risposte comportamentali nei roditori.
Metodi Utilizzati
- Configurazione di camere per il condizionamento del timore in diversi contesti.
- Utilizzo di cabine fonoassorbenti per ridurre al minimo le interferenze acustiche.
- Utilizzo di pavimenti a griglia per la somministrazione di shock ai piedi.
- Modifica della disposizione delle camere per distinguere tra contesti diversi.
Risultati principali
- Il metodo dimostra robustezza e affidabilità nella misurazione delle risposte di paura.
- Dati quantitativi possono essere ottenuti attraverso numerose specie.
- L'apprendimento del timore potenziato può essere modellato efficacemente in condizioni controllate.
- I risultati contribuiscono alla comprensione dei meccanismi del disturbo da stress post-traumatico (PTSD).
Conclusioni
- SEFL fornisce uno strumento prezioso per lo studio del disturbo da stress post-traumatico in contesti preclinici.
- La metodologia può essere adattata per diverse progettazioni sperimentali.
- Le ricerche future possono basarsi su questi risultati per esplorare opzioni terapeutiche.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale Direttiva
L'apprendimento del timore potenziato dallo stress (SEFL) fornisce un modello preclinico solido per lo studio dei meccanismi di disregolazione del timore rilevanti per la validazione di bersagli nel disturbo da stress post-traumatico (PTSD). Il modello consente una valutazione quantitativa della sensibilizzazione indotta dal trauma nell'apprendimento del timore, supportando la riduzione del rischio meccanicistica nella fase iniziale della scoperta. Riproducendo l'ipermnesia del timore a lungo termine successiva a uno stress acuto, il SEFL aiuta a valutare l'interazione con il bersaglio e la modulazione del percorso in sistemi pertinenti alla malattia.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Valore scientifico: Esamina ipotesi terapeutiche relative alla disregolazione dei circuiti del timore e alla neuroplasticità indotta dallo stress.
- Valore operativo: Permette la validazione funzionale di bersagli coinvolti nella consolidazione ed estinzione della memoria del timore.
- Valore predittivo: Supporta la valutazione della modulazione del bersaglio sulle risposte di timore sensibilizzate dal trauma, guidando la selezione dei composti promettenti.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Prontezza del saggio: Stabilisce protocolli standardizzati e riproducibili di condizionamento al timore con letture quantitative del comportamento di congelamento.
- Utilizzo interspecie: Compatibile con modelli di ratto e di topo, consentendo una scalabilità traslazionale e la validazione di bersagli attraverso diverse specie.
- <Discriminazione del contesto: Utilizza stimoli ambientali distinti (pavimenti a griglia, inserti contestuali) per isolare la generalizzazione del timore specifica per il trauma, aumentando la specificità del saggio.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Rilevanza per la malattia: Modella fenotipi rilevanti per il disturbo da stress post-traumatico, inclusa la sensibilizzazione al timore a lungo termine e l'alterazione nell'estinzione della risposta di timore.
- Continuità meccanicistica: Collega la validazione iniziale del bersaglio alla valutazione preclinica di modulatori del circuito del timore.
- Decisioni con valutazione del rischio: Fornisce metriche quantitative del congelamento comportamentale per definire criteri di proseguito/interrompere basati sull'interazione con il bersaglio e sul recupero comportamentale.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
SEFL si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla verifica dell'ipotesi sul bersaglio fino all'ottimizzazione del composto promettente e alla valutazione dell'efficacia preclinica, in particolare per bersagli del sistema nervoso centrale che modulano le risposte legate alla paura e allo stress.
- Biologia della scoperta: Facilita l'interrogazione basata su ipotesi dei percorsi della memoria del timore e dei sistemi di risposta allo stress mediante esposizione controllata al trauma.
- Screening: Fornisce output standardizzati e quantificabili del condizionamento al timore, adatti per lo screening di librerie di composti e per campagne di validazione di bersagli.
- Analisi: Genera misurazioni affidabili della percentuale di congelamento, consentendo il confronto statistico tra gruppi sottoposti a trauma e gruppi di controllo in diverse condizioni sperimentali.
- Ricerca traslazionale: Supporta la continuità dall'identificazione del bersaglio alla validazione preclinica modellando l'iper-mnesi del timore rilevante per il disturbo da stress post-traumatico (PTSD).
- Riutilizzo aziendale: Rappresenta una piattaforma comportamentale scalabile e interspecie, applicabile a diverse aree terapeutiche che coinvolgono disturbi legati all'ansia, alla paura e allo stress.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Migliora la fiducia predittiva nella validazione degli obiettivi modellando la sensibilizzazione alla paura indotta da trauma, rilevante per la fisiopatologia del disturbo da stress post-traumatico (PTSD).
- Valore operativo: Fornisce risultati comportamentali robusti, riproducibili e quantificabili in diversi laboratori e sedi.
- Valore strategico: Migliora le decisioni di avanzamento o interruzione dello sviluppo riducendo i falsi positivi nella validazione degli obiettivi attraverso fenotipizzazione rilevante per la malattia.
- Impatto sul portafoglio: Consente una priorizzazione dei target del sistema nervoso centrale (CNS) aggiustata rispetto al rischio, basata sull'efficacia nel reversare l'apprendimento della paura potenziato dallo stress.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in neuroscienze comportamentali, paradigmi di condizionamento del timore e manipolazione di roditori.
- È dipendente da camere di condizionamento del timore, sistemi di somministrazione di shock, contenitori fonoassorbenti e infrastrutture per il tracciamento video.
- Necessita di protocolli standardizzati per il trauma e per i test, al fine di garantire la riproducibilità tra diversi operatori e sedi.
- Richiede considerazioni sull'adattamento interspecie per i parametri di shock, la durata e la discriminazione contestuale tra ratti e topi.
- È limitato alla misurazione delle risposte di timore apprese; sono necessari saggi complementari per fenotipi più ampi legati all'ansia, all'affettività o allo stress.
