Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Preklinisch model van prenatale blootstelling aan delta-9-tetrahydrocannabinol om de impact ervan op neurologische ontwikkelingsresultaten te beoordelen

985 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/68119

⸱

28 februari 2025

 ,  , 
1Departments of Pediatrics, University of New Mexico School of Medicine

In dit artikel

Samenvatting

Naarmate de wettelijke beperkingen veranderen, wat resulteert in een grotere toegankelijkheid van cannabinoïdeproducten, is het van cruciaal belang om modellen te ontwikkelen om de impact van deze blootstellingen te bestuderen, vooral tijdens de zwangerschap. Er is een preklinisch model ontwikkeld voor matige prenatale blootstelling aan cannabinoïden door vrijwillige inname, waardoor diepgaander onderzoek mogelijk is.

Samenvatting

Prenatale blootstelling aan cannabinoïden (PCE) komt steeds vaker voor naarmate meer staten in de Verenigde Staten recreatieve marihuana (cannabinoïden) legaliseren. De consumptie van cannabinoïde producten tijdens de zwangerschap is in verband gebracht met verschillende abnormale resultaten, hoewel historische studies werden uitgevoerd in een tijd waarin de potentie van deze producten ongeveer 300% lager was dan die van de huidige producten. Gezien het toenemende gebruik van cannabinoïden, is het essentieel om de mogelijke effecten te begrijpen die PCE kan hebben op de neurologische ontwikkeling van de foetus en de daaropvolgende ontwikkeling van baby's en kinderen. Eerdere studies hebben aangetoond dat PCE een negatieve invloed heeft op leren en geheugen, gedragsvaardigheden, slaap en aandacht bij nakomelingen. Het doel van deze studie is om PCE te recapituleren door vrijwillige inname van delta-9-tetrahydrocannabinol (THC), het psychoactieve bestanddeel van cannabinoïdeproducten, tijdens de zwangerschap in een preklinisch model. Dit artikel beschrijft de procedure voor het bereiken van matige PCE tijdens de zwangerschap. In dit model consumeert de controlegroep gewone mini-chocolade-/pindakaaskoekjes, terwijl de PCE-groep THC consumeert gemengd met pindakaas in combinatie met mini-chocoladekoekjes. Deze benadering maakt verder onderzoek mogelijk naar de impact van PCE op ontwikkelingsresultaten.

Inleiding

Naarmate het gebruik van prenatale cannabinoïdeproducten toeneemt1, waarschijnlijk onder invloed van de groeiende legalisatie van cannabinoïdeproducten in de Verenigde Staten, zijn studies nodig om hun impact op de ontwikkeling van de foetus beter te begrijpen. Delta-9-tetrahydrocannabinol (THC), het psychoactieve bestanddeel van cannabinoïdeproducten, passeert gemakkelijk de placenta en interageert met het endogene endocannabinoïdesysteem 2,3. Het endogene endocannabinoïdesysteem speelt een cruciale rol in de neurale ontwikkeling en kan een pad zijn waarlangs ontwikkelingsveranderingen optreden. Het gebruik van cannabinoïden tijdens de zwangerschap is in verband gebracht met een verminderd geboortegewicht4 en een verhoogd risico op vroeggeboorte 5,6. Aanvullende ontwikkelingsafwijkingen, zoals tekorten in sociaal gedrag en executieve functies gedurende het hele leven, zijn ook gemeld 7,8,9.

In de loop van de tijd hebben veranderingen in de potentie van cannabinoïden en gebruikspatronen in de algemene bevolking de noodzaak benadrukt van gedetailleerd onderzoek naar de mogelijke effecten van prenatale blootstelling op de ontwikkeling van de foetus. Het gebruik van cannabinoïde producten tijdens de zwangerschap neemt toe, omdat deze producten vaak worden gezien als het verlichten van symptomen zoals depressie, stress, pijn, slaapstoornissen en misselijkheid10,11. Dickson et al.12 voerden een onderzoek uit naar aanbevelingen van 400 cannabisapotheken met betrekking tot het gebruik in het eerste trimester in Colorado en ontdekten dat ongeveer de helft van de apotheken (50,5%) edibles aanraadde aan zwangere personen. Er wordt vaak aangenomen dat eetwaren schade en gezondheidsrisico's van roken vermijden 13,14, wat ertoe leidt dat veel zwangere mensen eetwaren consumeren.

Edibles leveren cannabinoïden via het maagdarmstelsel, waar THC wordt opgenomen in de bloedbaan en via de poortader naar de lever wordt getransporteerd voor first-pass metabolisme. In de lever hydroxyleren enzymen THC om 11-hydroxytetrahydrocannabinol (11-OH-THC) te produceren, een zeer krachtige psychoactieve metaboliet die gemakkelijk de bloed-hersenbarrière passeert15. Hoewel het langer duurt voor het initiële psychoactieve effect van edibles (30-90 min), houdt de resulterende 'high' langer aan, met een piek 2-4 uur na inname16,17. De farmacokinetische halfwaardetijd van THC is 1,3-7,3 uur bij ratten18,19.

Gezien het toenemende gebruik tijdens de zwangerschap en het gebrek aan gegevens over de impact ervan op de neurologische ontwikkeling van de foetus, werd een preklinisch model van vrijwillige inname van THC tijdens de zwangerschap ontwikkeld, dat beter aansluit bij het gerapporteerde typische menselijke gebruik (orale consumptie om misselijkheid te verlichten) om de impact op neurologische ontwikkelingsresultaten verder te beschrijven.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle hier beschreven procedures zijn goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) van het Health Sciences Center (UNM, HSC) van de Universiteit van New Mexico (UNM: HSC). Alle experimenten werden uitgevoerd in overeenstemming met de ARRIVE-richtlijnen. Long-Evans (Blue Spruce, HsdBlu: LE) ratten werden verkregen uit een commerciële bron. De gebruikte mannetjes waren bewezen volwassen fokratten, 12 weken oud bij aankomst en 15-16 weken oud bij aanvang van het kweekprotocol. De vrouwtjes wogen 125-150 g en waren bij aankomst ongeveer 6-7 weken oud. Op het moment van broeden waren de vrouwtjes ongeveer 9-10 weken oud. Het is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat alle toekomstige moeders geen voorgeschiedenis van zwangerschap hebben. Reken minstens een week de tijd om te wennen aan de faciliteit en hun nieuwe woonomgeving. Het eerste deel van dit protocol gaat over de consumptie van cannabinoïden vóór de zwangerschap, terwijl het tweede deel zich richt op de blootstelling aan cannabinoïden tijdens de zwangerschap. Details van de gebruikte dieren, reagentia en apparatuur zijn te vinden in de materiaaltabel. Het experimentele ontwerp wordt weergegeven in figuur 1.

1. Blootstelling aan cannabinoïden vóór de zwangerschap

  1. Huisvesting en onderhoud
    1. Huisdieren individueel in standaard statische micro-isolator kooien van ratten met strooisel bij 22 °C volgens een omgekeerd 12-uurs licht/donker schema (lichten aan van 21:00 tot 09:00 uur dagelijks).
    2. Zorg voor toegang tot bestraald voedsel (zie Materiaaltabel) en kraanwater ad libitum gedurende het hele onderzoek.
  2. Materiaal en chemische bereiding
    1. Zorg voor alle benodigde materialen en chemicaliën (zoals aangegeven in de materiaaltabel).
    2. Bewaar THC van onderzoekskwaliteit in injectieflacons die 10 mg/ml of 20 mg/ml THC bevatten, opgelost in ethanol.
      OPMERKING: Gebruik geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM), aangezien THC irriterend is voor de huid en een gevaar vormt voor inademing. Zet THC vast in een stalen kast, omdat het door het Amerikaanse ministerie van Volksgezondheid en Human Services en de Amerikaanse Food and Drug Administration is geclassificeerd als een Schedule I-gereguleerde stof.
  3. Nulmeting
    1. Verkrijg het basislichaamsgewicht voor elke vrouwelijke rat.
    2. Pauzeer het experiment hier indien nodig 1-2 weken.
  4. Bereiding van THC-geïnfuseerde koekjes
    1. Bereid koekjes dagelijks 30 minuten voor toediening om 14:00 uur om consistente voedertijden te behouden.
    2. Scheid de mini-chocoladekoekjes en voeg ongeveer een halve theelepel pindakaas toe aan de room.
    3. Meng de benodigde dosis THC (1,5 mg/kg gedurende de eerste 2 dagen, gevolgd door 3 mg/kg gedurende 7 dagen) met de pindakaas voordat u het koekje in elkaar zet.
  5. Evaluatie van het verbruik
    1. Geef een gewone pindakaas/mini-chocoladekoekje gedurende 2-4 dagen totdat een consistente consumptie is bereikt. Verwijder het water uit de kooi en dien de traktatie dagelijks om 14.00 uur toe aan elke rat met een tang.
    2. Observeer totdat de traktatie volledig is verbruikt. Verwijder eventueel restanten.
      OPMERKING: Dien THC toe in een dosis van 1,5 mg/kg gedurende 2 dagen, gevolgd door 3 mg/kg gedurende 7 dagen. Laat traktaties maximaal 2 uur in de kooi liggen voor ratten die niet onmiddellijk consumeren.
    3. Ga alleen door met ratten die een consistente consumptie van traktaties vertonen. Verwijder de apparaten met een inconsistente inname uit het experiment.
    4. Evalueer de consumptie vóór de zwangerschap gedurende 2 weken.
  6. Post-PCE groepsopdracht
    1. Wijs ratten met consistente inname willekeurig toe aan de gewone (controle) of THC-geïnfuseerde (PCE) cookiegroep.
    2. Wacht minimaal 4 dagen zonder koekjes voordat je gaat kweken om ervoor te zorgen dat THC uit hun systemen wordt verwijderd.

2. Zwangerschap (prenatale) blootstelling aan cannabinoïden

  1. Fokken en drachtigheidsbevestiging
    1. Weeg de vrouwtjes om een startgewicht te krijgen voordat je ze in een kooi plaatst bij een bewezen mannelijke kweker (man is THC-naïef).
    2. Zorg ervoor dat de vrouwelijke ratten gedurende deze tijd geen koekje consumeren.
    3. Bevestig de zwangerschap door de aanwezigheid van een vaginale plug, die meestal 24 uur na de paring optreedt.
    4. Weeg de vrouwelijke rat en breng hem terug naar de thuiskooi. Dit wordt gedefinieerd als Zwangerschapsdag (GD) 1.
  2. THC-infusie tijdens de zwangerschap
    1. Geef dagelijks om 14.00 uur een gewoon koekje of een koekje met THC (3 mg/kg), te beginnen bij GD 1 voor de duur van de zwangerschap.
    2. Ga door met dit regime totdat wordt opgemerkt dat de moeder aan het nestelen is voor de bevalling, waarna de blootstelling aan THC wordt gestopt.
  3. Monitoring van de gewichtstoename van de moeder
    1. Weeg de rattenmoeders twee keer per week om de gewichtstoename van de moeder te beoordelen.
      OPMERKING: De nieuwe gewichten worden ook gebruikt om te berekenen hoeveel THC in de cookie moet worden opgenomen, waarbij de dosis indien nodig wordt aangepast op basis van het gewicht van de dam.
  4. Stopzetting van de blootstelling aan THC en geboortedocumentatie
    1. Stop met de blootstellingsprocedures aan THC wanneer de dam nestelt rond het verwachte tijdstip van levering.
    2. Zodra er nakomelingen zijn geboren, noteer dan het aantal levende pups.
    3. Wijs de geboortedag aan als postnatale dag (P) 0.
  5. Spenen en huisvesting van nakomelingen
    1. Spenen de nakomelingen op postnatale dag (P) 23.
    2. De groep huisvest de gespeende nakomelingen met nestgenoten op basis van geslacht.
  6. Euthanasie van moederdieren
    1. Zodra het nest is gespeend, euthanaseert u de moederdieren volgens institutioneel goedgekeurde protocollen.

3. Stappen na de procedure

  1. Huisvesting en monitoring van nakomelingen
    1. Zorg ervoor dat alle nakomelingen in de juiste huisvestingsomstandigheden worden gehouden en zorg voor de juiste temperatuur, licht en ventilatie.
    2. Controleer pups regelmatig op gezondheids- of ontwikkelingsproblemen, zoals een abnormaal lichaamsgewicht of ontwikkelingsachterstanden.
  2. Nulmeting
    1. Beoordeel indien nodig basismetingen zoals lichaamsgewicht, reflexen of andere relevante ontwikkelingsparameters voordat u experimenten met het nageslacht start.
  3. Experimentele groepsopdracht
    1. Wijs pups willekeurig toe aan experimentele groepen om eventuele vooroordelen bij het testen te minimaliseren.
    2. Beperk het aantal pups dat per experiment wordt gebruikt tot 1-2 pups uit elk nest om mogelijke nesteffecten te verminderen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Om vrijwillige consumptie van THC vast te stellen, werden talloze lekkernijen uitgeprobeerd om te bepalen welke smakelijk waren voor de ratten en snel en consistent zouden worden geconsumeerd.

Aanvankelijk werden suikervrije gelatineblokjes met aardbeiensmaak (1 kubieke ml), zowel met als zonder THC, uitgeprobeerd. De hoeveelheid aardbeiensirooparoma werd verhoogd en THC werd getest in drie verschillende concentraties (2 mg/kg/dosis, 3 mg/kg/dosis en 5 mg/kg/d...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Het PCE-paradigma dat hier wordt geschetst, omvat vrijwillige THC-consumptie door zwangere rattenmoeders. Dit is de eerste studie die de toediening van THC aan drachtige rattenmoeders via vrijwillige inname in een preklinisch model onderzoekt. Beide groepen rattenmoeders consumeerden hetzelfde rattenvoerdieet, waardoor de potentiële variabiliteit in voeding en calorie-inname tussen groepen werd geminimaliseerd. Diermodellen bieden het voordeel dat de timing en dosering van PCE voor studi...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben geen belangenconflicten te onthullen.

Dankbetuigingen

Dank aan het National Institute on Drug Abuse (NIDA) Drug Supply Program voor de genereuze levering van THC. Ondersteund door de subsidie van de University of New Mexico Department of Pediatrics Research Allocation Committee en de afdeling Neonatologie.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
5L0D PicoLab Laboratory Rodent Diet, irradiatedPurina LabDiet5L0D
Cellulose/paper bedding BioFresh Comfort BeddingBioFresh VetNAhttps://biofreshvet.com/products/
Digital Kitchen ScaleEtekcityEK4150
Female rats, 125-150 g Inotiv14005F
Long-Evans rats (Blue Spruce, HsdBlu: LE)Inotiv14016M
N10 Rodent Plastic Cage BottomsAncareN10PLF
N10 Rodent Wire LidsAncareN10SS
Narrow Pattern ForcepsFine Science tools (FST)11002-14
OREO mini chocolate Sandwich cookies, Go Paks, 12-3.5 oz cupsAmazonB0198TUO7W
proven adult breeder males Inotiv14016M
Rat static polysulfone microisolator cages (R20):
Research Grade THC  (only available with a DEA license, Schedule I drug) NIDANA https://nida.nih.gov/research/research-data-measures-resources/nida-drug-supply-program
SKIPPY Creamy Peanut Butter spreadAmazonB0C75KZ28C
THC Consumption Supplies:

Referenties

  1. Volkow, N. D., Han, B., Compton, W. M., McCance-Katz, E. F. Self-reported medical and nonmedical cannabis use among pregnant women in the United States. JAMA. 322 (2), 167-169 (2019).
  2. de Salas-Quiroga, A., et al. Prenatal exposure to cannabinoids evokes long-lasting functional alterations by targeting CB1 receptors on developing cortical neurons. Proc Natl Acad Sci USA. 112 (44), 13693-13698 (2015).
  3. Baglot, S. L., et al. Maternal-fetal transmission of delta-9-tetrahydrocannabinol (THC) and its metabolites following inhalation and injection exposure during pregnancy in rats. J Neurosci Res. 100 (3), 713-730 (2022).
  4. Ryan, S. A., Ammerman, S. D., O'Connor, M. E. Committee on Substance Use and Prevention; Section on Breastfeeding. Marijuana use during pregnancy and breastfeeding: implications for neonatal and childhood outcomes. Pediatrics. 142 (3), e20181889(2018).
  5. Corsi, D. J., et al. Association between self-reported prenatal cannabis use and maternal, perinatal, and neonatal outcomes. JAMA. 322 (2), 145-152 (2019).
  6. Duko, B., Dachew, B. A., Pereira, G., Alati, R. The effect of prenatal cannabis exposure on offspring preterm birth: a cumulative meta-analysis. Addiction. 118 (4), 607-619 (2023).
  7. Scheyer, A. F., Melis, M., Trezza, V., Manzoni, O. J. J. Trends in Neurosciences. Trends Neurosci. 42 (12), 871-884 (2019).
  8. Nashed, M. G., Hardy, D. B., Laviolette, S. R. Prenatal Cannabinoid Exposure: Emerging Evidence of Physiological and Neuropsychiatric Abnormalities. Front Psychiatry. 11, 624275(2021).
  9. Lin, A., et al. Prenatal cannabinoid exposure: why expecting individuals should take a pregnancy pause from using cannabinoid products. Front Pediatr. 11, 1278227(2023).
  10. Chang, J. C., et al. Beliefs and attitudes regarding prenatal marijuana use: perspectives of pregnant women who report use. Drug Alcohol Depend. 196, 14-20 (2019).
  11. Young-Wolff, K. C., et al. Trends in cannabis polysubstance use during early pregnancy among patients in a large health care system in Northern California. JAMA Netw Open. 5 (6), e2215418(2022).
  12. Dickson, B., et al. Recommendations from cannabis dispensaries about first-trimester cannabis use. Obstet Gynecol. 131 (6), 1031-1038 (2018).
  13. Murphy, F., et al. Baby boomers and cannabis delivery systems. J Drug Issues. 45 (3), 293-313 (2015).
  14. Barrus, D. G., et al. Tasty THC: Promises and challenges of cannabis edibles. Methods Rep, RTI Press. , 1-22 (2016).
  15. Mura, P., Kintz, P., Dumestre, V., Raul, S., Hauet, T. THC can be detected in brain while absent in blood. J Anal Toxicol. 29 (8), 842-843 (2005).
  16. Grotenhermen, F. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of cannabinoids. Clin Pharmacol Ther. 42 (4), 327-360 (2003).
  17. Thompson, R., DeJong, K., Lo, J. Marijuana Use in Pregnancy: A Review. Obstet Gynecol Surv. 74 (7), 415-428 (2019).
  18. Ravula, A., et al. Pharmacokinetic and pharmacodynamic characterization of tetrahydrocannabinol-induced cannabinoid dependence after chronic passive cannabis smoke exposure in rats. Cannabis Cannabinoid Res. 4 (4), 240-254 (2019).
  19. Zgair, A., et al. Dietary fats and pharmaceutical lipid excipients increase systemic exposure to orally administered cannabis and cannabis-based medicines. Am J Transl Res. 8 (8), 3448-3459 (2016).
  20. Mulligan, M. K., Hamre, K. M. Influence of prenatal cannabinoid exposure on early development and beyond. Adv Drug Alcohol Res. 3, 10981(2023).
  21. Paul, S. E., et al. Associations between prenatal cannabis exposure and childhood outcomes: Results from the ABCD study. JAMA Psychiatry. 78 (1), 64-76 (2021).
  22. Fügedi, G., et al. Increased placental expression of cannabinoid receptor 1 in preeclampsia: An observational study. BMC Pregnancy Childbirth. 14, 395(2014).
  23. Walker, M. K., et al. A less stressful alternative to oral gavage for pharmacological and toxicological studies in mice. Toxicol Appl Pharmacol. 260 (1), 65-69 (2012).
  24. Brown, A. P., Dinger, N., Levine, B. S. Stress produced by gavage administration in the rat. Contemp Top Lab Anim Sci. 39 (1), 17-21 (2000).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

Prenatale blootstelling aan cannabinoïdenvrijwillige innameTHC-blootstellinggewichtstoename van de moederontwikkeling van nakomelingenratmodelontwikkelingsvertragingen
Preklinisch model van prenatale blootstelling aan delta-9-tetrahydrocannabinol om de impact ervan op neurologische ontwikkelingsresultaten te beoordelen
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.