Prekursor dopaminy L-3,4-dihydroksyfenyloalanina (L-DOPA) stanowi najskuteczniejsze leczenie objawów motorycznych choroby Parkinsona (PD)1. Terapia L-DOPA może łagodzić objawy motoryczne związane z chorobą Parkinsona, ale z czasem traci skuteczność. Wahania motoryczne, takie jak "fluktuacja zaniku" lub "pogorszenie stanu pod koniec dawki", objawiają się klinicznie skróceniem czasu działania pojedynczych dawek L-DOPA2. W innych przypadkach objawy kliniczne składają się z powolnych ruchów skrętnych i nieprawidłowej postawy (dystonia)3 i występują, gdy poziom dopaminy jest niski (dystonia poza okresem)4. Z drugiej strony, dyskinezy wywołane przez L-DOPA (LID) pojawiają się, gdy poziom dopaminy w osoczu i mózgu jest wysoki5.
LIDs powodują wyniszczające skutki uboczne, które obejmują komplikacje motoryczne, takie jak ruchy pląsawicowe, dystoniczne i balistyczne6. Po ustaleniu, LID występują po każdym podaniu L-DOPA. Powikłania motoryczne występują u 40%-50% pacjentów z chorobą Parkinsona poddawanych terapii L-DOPA przez 5 lat, a częstość występowania wzrasta wraz z upływem lat7. Chociaż mechanizmy patofizjologiczne zaangażowane w rozwój LIDs u pacjentów z chorobą Parkinsona nie są jeszcze w pełni wyjaśnione, zakres odnerwienia dopaminergicznego, pulsacyjne podawanie L-DOPA, dalsze zmiany w białkach i genach prążkowia oraz nieprawidłowości w systemach przekaźników niedopaminowych są czynnikami, które przyczyniają się do rozwoju tych niepożądanych skutków ubocznych6,8,9,10.
Neurotoksyna 6-hydroksydopamina (6-OHDA) jest dobrze scharakteryzowanym narzędziem do badania PD u gryzoni11,12,13,14. Ponieważ 6-OHDA nie przenika przez barierę krew-mózg, musi być wstrzykiwany bezpośrednio do szlaku nigrostriatal. Zubożenie dopaminergiczne wywołane przez 6-OHDA jest zależne od stężenia i miejsca15. Jednostronne podanie 6-OHDA w przyśrodkowym pęczku przodomózgowia (MFB) może spowodować poważne (>90%) uszkodzenie nigrostriatalne u gryzoni16,17,18,19. Przewlekłe podawanie L-DOPA ciężkim jednostronnie zmienionym 6-OHDA gryzoniom powoduje pojawienie się ruchów podobnych do dyskinetycznych zwanych nieprawidłowymi ruchami mimowolnymi (AIM ). Ruchy podobne do dyskinetycznych u gryzoni mają podobne mechanizmy molekularne, funkcjonalne i farmakologiczne związane z LIDs u pacjentów z chorobą Parkinsona5. Dlatego szczury z uszkodzeniami 6-OHDA20 i myszy21 są cennymi modelami przedklinicznymi do badania LIDs. W przypadku przewlekłego leczenia (7-21 dni) dawkami terapeutycznymi L-DOPA (5-20 mg/kg), jednostronnie szczury i myszy z 6-OHDA wykazują stopniowy rozwój AIM, które wpływają na kończyny przednie, tułów i mięśnie ustno-twarzowe przeciwlegle do zmiany17,18,19,20,22,23,24. Ruchy te są prezentowane w czasie podobnym do dyskinez szczytowych dawek wywołanych L-DOPA u pacjentów z PD25 i charakteryzują się hiperkinetycznymi ruchami i dystonią5. AIM są zwykle oceniane na podstawie ich dotkliwości (np. gdy występuje określony AIM) i amplitudy (np. charakteryzowanej przez amplitudę każdego ruchu)5,23,25.
6-OHDA-lesioned modele gryzoni LID prezentują ważność twarzy (tzn. model ma kilka cech, które wyglądają jak ludzka kondycja)5,11,26,27,28. AIM gryzoni, podobne do tego, co występuje u pacjentów z chorobą Parkinsona, są postrzegane jako ruchy hiperkinetyczne (kończyny przednie i ustnojęzykowe) i dystoniczne (osiowe) 29 i naśladują dyskinezę ze szczytową dawką. Na poziomie molekularnym i funkcjonalnym modele gryzoni mają wiele wspólnych cech patologicznych z pacjentami z PD5, takie jak regulacja w górę FosB/ΔFosB19,26,30,31,32,33 i transporter serotoniny (SERT)34,35. Jeśli chodzi o trafność predykcyjną, leki zmniejszające LIDs u pacjentów z PD (np. antagonista receptora N-metylo-D-asparaginianu (NMDA) amantadyna) wykazują skuteczność przeciwdyskinetyczną w modelu gryzoni22,36,37,38,39.
Skala oceny AIMów gryzoni została stworzona na podstawie czterech podtypów AIM obejmujących AIM wpływające na głowę, szyję i tułów (osiowe AIM ), hiperkinetyczne ruchy kończyn przednich (AIMy kończyn) i dyskinetyczne ruchy ustno-językowe (AIMy ustnojęzyczne). Chociaż rotacja kontralateralna (AIMy lokomotywy) występuje również u gryzoni z jednostronnym uszkodzeniem20,22,23,25,40, nie został oceniony jako ruch podobny do dyskinetycznego, ponieważ może nie reprezentować określonej miary LIDs22,37,41.
Tutaj opiszemy, jak indukować i analizować ruchy podobne do dyskinetycznych (osiowe, kończynowe i ustnojęzykowe) w ciężkim (>90%) jednostronnie uszkodzonym modelu szczurzym PD z 6-OHDA. Ułożyliśmy nasz protokół w oparciu o dotychczasową literaturę i naszą wiedzę laboratoryjną.