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

Questo protocollo descrive un modello sperimentale unico di disturbi tic, stabilendo il metodo per indurre i motori in un ratto che si comporta liberamente, in modo transitorio o cronico. Il principale vantaggio di questo metodo è che descrive l'unico modello disponibile di espressione tic, che è ampiamente usato per studiare la sindrome di Tourette e altri disturbi tic. La dimostrazione visiva chiarisce il complesso processo di preparazione e chirurgia implantare dei dispositivi su misura.

A dimostrare la procedura saranno Esther Vinner, una studentessa laureata del mio laboratorio, e Katya Belelovsky, la responsabile del laboratorio. Per iniziare, preparare una cannula implantare tagliando un ipotubo in acciaio inossidabile calibro 25 e un filo interno rimovibile fittizio da 0,013 pollici. Inserire questo filo fittizio nella cannula dell'impianto fino a raggiungere l'estremità e piegare il filo in eccesso.

Quindi tagliare un tubo flessibile in microboro polimerico da 70 centimetri per preparare l'iniettore. Preparare una cannula di iniezione tagliando un ipotubo in acciaio inossidabile calibro 30 con uno strumento rotante. Inserire tre millimetri di questa cannula di iniezione in un tubo flessibile e incollare il giunto tra di loro per ottenere un iniettore.

Quando si esegue l'intervento chirurgico, far scorrere il cannular dell'impianto sul supporto della cannula e abbassarlo al bersaglio di impianto nel cervello del topo. Attaccare la cannula impiantata al cranio del topo applicando cemento dentale. Inserire il manichino preparato in questa cannula implantare e coprire tutti gli impianti applicando cemento dentale al resto dell'area del cranio.

Per eseguire la microiniezione, collegare l'iniettore al microsiringe di vetro di precisione riempito con bicucullina e configurare le impostazioni a una velocità di 0,35 microlitri al minuto e un volume totale di 0,35 microlitri. Metti il topo nella gabbia sperimentale. Rimuovere il manichino e inserire l'iniettore nella cannula impiantata fino alla fine.

Avviare la macchina della pompa per infusione e tenere traccia dei tempi di iniziazione e terminazione del tic utilizzando un cronometro. Dopo un minuto di iniezione, rimuovere l'iniettore e reinserire lentamente il manichino. Preparare una guida di cannula tagliando un ipotubo in acciaio inossidabile calibro 25 da 12 millimetri e una cannula per infusione tagliando un ipotubo in acciaio inossidabile calibro 30.

Inserire un filo di 0,005 pollici di diametro nella cannula per infusione e piegarlo in forma L nella posizione prevista. Successivamente, preparare tubi catetere flessibili tagliando un tubo PE10 in polietilene di otto centimetri. Rimuovere il filo interno dalla cannula per infusione, incollare la guida della cannula sulla sovrapposizione di tre millimetri vicino alla parte piegata della cannula per infusione usando colla cianoacrilato e acceleratore.

Quindi inserire la parte orizzontale della cannula per infusione sul tubo del catetere. Espellere il tappo traslucido del moderatore del flusso della pompa. Immergere l'adattatore per tubi in 70% di alcol e attaccarlo alla parte corta della cannula del moderatore di flusso fino a tocchi la flangia bianca.

Inserire il tubo flessibile del catetere nell'adattatore per tubi e tenere la sua lunga parte di cannula utilizzando un supporto per clip incollando tutte le connessioni. Avvolgere la mini pompa osmotica con una salvietta di carta e fissarla verticalmente con l'apertura rivolta verso l'alto utilizzando un supporto per clip. Riempire la pompa con aCSF utilizzando una siringa con un ago smussato calibro 27, facendo attenzione a evitare l'ingresso di aria.

Riempire la parte lunga della cannula del tubo di infusione con aCSF usando una siringa con un ago smussato calibro 27. E inserirlo nella pompa. Posizionare la pompa in un becher salino per almeno quattro o sei ore a 37 gradi Celsius.

Creare una tasca sottocutanea nella schiena del topo aprendo e chiudendo alternativamente un emostato sterilizzato con alcol sotto la pelle attraverso la linea scapolare media. Rimuovere la pompa dal bagno d'acqua e posizionarla sul retro dei ratti coperto da una salvietta di carta. Scivolo che guida cannula del tubo di infusione sul supporto della cannula.

Tenere la pompa con l'emostato e inserirla delicatamente nella tasca sottocutanea. Impiantare la cannula per infusione nel bersaglio e incollarla al cranio usando colla gel. Fissare la cannula per infusione, assicurarsi che il catetere sia privo di nodi per consentire il movimento del collo e coprire tutti gli impianti con cemento dentale.

Per eseguire un intervento chirurgico di sostituzione della pompa, iniziare a iniettare bicucullina nella pompa utilizzando una siringa con un ago smussato calibro 27. Continuare a iniettare bicucullina rimuovendo la siringa per evitare che l'aria entri. Inserire il moderatore di flusso all'interno della pompa e posizionare la pompa in un becher salino per almeno quattro o sei ore in un bagno d'acqua di 37 gradi Celsius.

Fare un'incisione sulla pelle sopra la pompa impiantata. Lavare la tasca con aCSF a temperatura ambiente e asciugarla con cuscinetti di garza. Staccare la pompa riempita con aCSF dal moderatore di flusso utilizzando un emostato e scartarla.

Allo stesso modo, staccare e scartare il moderatore di flusso dalla pompa riempita di bicucullina. Attaccare delicatamente la pompa riempita di bicucullina al moderatore di flusso impiantato e incollare la linea di incisione con un adesivo tissutale. Nel modello acuto, i tic iniziano ad apparire diversi minuti dopo la microiniezione bicucolare e durano per dozzine di minuti, quindi alla fine decadono e cessano.

Nel modello cronico, i tic in genere iniziano ad apparire il primo giorno dopo l'impianto della pompa riempito di bicucullina, che fluttua durante il giorno ed è più chiaramente osservabile durante lo stato di veglia tranquillo. I motori hanno una firma cinematica stereotipata che può essere rilevata nei segnali dell'accelerometro e del giroscopio. Allo stesso modo, la tempistica tic può anche essere valutata usando il segnale potenziale dei campi locali in tutta la via dei gangli cortico-basali a causa della comparsa di picchi transitori LFP di grande ampiezza.

Questi modelli hanno permesso lo studio dell'espressione tic seguendo diversi interventi comportamentali, ambientali e farmacologici per lunghi periodi di tempo.