Planarian als diermodel voor experimentele acute aanvallen

Samenvatting

Epileptische aanvallen hebben een negatieve invloed op verschillende functies en de kwaliteit van het leven. Planaria-wormen werden blootgesteld aan verschillende concentraties chemoconvulsiva om hun aanvalsfenotypes en storende motiliteit te evalueren. Deze studie stelt voor om planariawormen te gebruiken als model voor acute aanvallen bij mensen en is van belang bij de ontwikkeling van geneesmiddelen voor epilepsie.

Samenvatting

Epilepsie is een van de meest voorkomende neurologische aandoeningen die wordt gekenmerkt door terugkerende spontane aanvallen. Insulten vertegenwoordigen een klinische manifestatie van ongecontroleerde, overmatig gesynchroniseerde neurale celactiviteit. De mate van hersenbeschadiging door aanvallen hangt af van de duur en intensiteit ervan. Helaas is er geen effectief middel tegen epilepsie. Het doel van dit onderzoek is om te beoordelen of de planariaworm Dugesia dorotocephala als model kan dienen om te helpen bij het identificeren en ontwikkelen van behandelingen voor epilepsie die gericht kunnen zijn op acute aanvallen. Momenteel worden verschillende modellen, zoals mariene modellen, gebruikt om anti-epileptica (ASM) te evalueren. Ze zijn echter erg duur en er zijn ethische bezwaren. Als alternatief bieden ongewervelde modellen een kosteneffectieve onderzoeksmogelijkheid in het proces voor het ontdekken van geneesmiddelen voor ASM. Planaria behoren tot de familie van de platwormen en leven in zoetwater- en terrestrische mariene omgevingen. Dugesia dorotocephala is de dominante soort aquatische planaria in Noord-Amerika. D. dorotocephala presenteert zich als een levensvatbaar ongewerveld model voor epilepsiestudies vanwege de kosteneffectiviteit, gewervelde neuronen en kwantificeerbaar gedrag, in tegenstelling tot andere ongewervelde dieren of grotere dieren. Ze zijn gebruikt in verschillende farmacologische en milieutoxicologische onderzoeken met betrekking tot leeftijd, geheugen en regeneratie. In deze studie werden planaria blootgesteld aan verschillende concentraties pilocarpine, een veel voorkomend chemoconvulsivum om hun gedrag bij blootstelling te bestuderen. Na de observatie werden planaria geëuthanaseerd en geconserveerd in formaldehyde of Golgi-oplossing voor neurohistologische beoordeling. Zes verschillende gedragsfenotypes werden waargenomen bij planaria: dorsale oscillaties, hoofdoscillaties, dorsale expansie van de staart, C-vorm, kopflick en staartflick. De frequentie van de dorsale oscillatie was significant verhoogd bij experimentele groepen in vergelijking met de controlegroep en de vertoonde dosisafhankelijkheid. Bovendien verstoorde pilocarpine de beweeglijkheid van de planaria. Pilocarpine-geïnduceerde aanvallen in planaria kunnen dienen als model voor het evalueren van acute aanvallen en anti-epileptische medicatie, wat essentieel is bij het ontwikkelen van therapeutische interventies voor menselijke patiënten die lijden aan epilepsie.

Inleiding

Epilepsie, gekenmerkt door twee of meer aanvallen binnen 24 uur zonder duidelijke oorzaak, treft wereldwijd ~50 miljoen mensen¹. Onder hen wordt gemeld dat 10-15 miljoen mensen geneesmiddelresistente epilepsie^{hebben 2}. Daarom is onderzoek naar epilepsie cruciaal. De aandoening omvat korte episodes van gedeeltelijke of gegeneraliseerde onwillekeurige beweging, variërend van leeg staren tot verstijven en schudden van het lichaam, en is gekoppeld aan een golf van elektrische activiteit in de hersenen³.

Historisch gezien is het onderzoek na....

Protocol

OPMERKING: Het algemene experimentele ontwerp wordt beschreven in figuur 1.

1. Gedrag fenotype test

1. Bereid concentraties van 1 mM en 2 mM pilocarpine opgelost in bronwater en bestrijd alleen met bronwater.
2. Pipetteer 3 ml van elke oplossing in een plaat met 4 x 3 putjes, waarbij elke rij een andere concentratie pilocarpine vertegenwoordigt.
3. Plaats een in het laboratorium gekweekte Dugesia dorotocephala van ongeveer 2 weken oud in elk van de 12 putjes met behulp van een transferpipet waarvan de punt is afgesneden.
   OPMER....

Resultaten

Het volgende gedrag werd waargenomen door de planaria die werd blootgesteld aan variërende concentraties pilocarpine:
Dorsale oscillaties: een belachtige formatie die zich verplaatst van het craniale uiteinde van het lichaam van de planariër naar het caudale uiteinde.
Koposcillaties: belachtige formatie door het hoofd van de planariër die een kikkervisje-achtig uiterlijk vormt.
C-vorm: kop met de klok mee bewegen en staart tegen de klok in om een C te vormen.
Hoofdbeweging: h.......

Discussie

Deze studie toonde pilocarpine-geïnduceerd gedrag aan in planaria bij verschillende concentraties. Het meest relevante gedrag was oscillerende dorsale expansie, aangezien dit gedrag niet is gedocumenteerd in andere onderzoeken naar aanvalsachtig gedrag in planaria 9,10,11,12. Het mechanisme waarmee pilocarpine epileptisch gedrag bij planaria induceert, is nog o.......

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
1.5 mL centrifuge tubes
4% paraformaldehyde oplossing	Himedia	TCL119
Aqueuze montage media	Clini Sciences	NB-47-02240-30ML
Bekers (één voor elke geteste concentratie)
Carolina Springwater	carolina	132450
Cryostat
Verdunde primaire en secundaire antilichamen
Ethanol (100%)	sigma Aldrich
EthosVision XT 16	noldus
Fiji Versie 2.9.0
Gelatine-gecoate slides	sigma Aldrich	643203
Golgi Antilichaam 1H6	DSHB	AB_2619608
Golgi-kleuring kit_	Neuroscience Associate	PK 401/401A
Waterstofperoxide
Methanol
Montage media	thermo fischer scientific
OCT compound
PBS buffer	sigma Aldrich	P4417
Poedermelk
Tin folie
Transfer pipetten
XYleen