Nowoczesne urządzenie i metoda wzmacniania działania leku

Niniejszy materiał wideo prezentuje nowe podejście do badania nadużywania leków, łączące tradycyjne procedury warunkowej preferencji miejsca oraz samopodawania. W pierwszej kolejności określane są preferencje bazowe dla dwóch odrębnych środowisk operantowych. Następnie rozpoczynają się sesje samopodawania, podczas których szczury samopodają kokainę tylko w jednym z charakterystycznych środowisk operantowych.

Po warunkowaniu mierzy się czas, jaki zwierzęta decydują się spędzić w każdym z środowisk operacyjnych, a następnie można zmierzyć i skorelować zmiany w preferencji miejsca oraz tempo samopodawania leku. Cześć, nazywam się Allison Fiducia i pochodzę z laboratorium dr Christine Elle z College of Pharmacy, wydziału farmakologii i toksykologii na University of Texas at Austin. A ja jestem Christine Elle.

Dzisiaj chcielibyśmy zaprezentować Państwu nowatorskie urządzenie, które może być wykorzystywane na kilka różnych sposobów do badania wzmocnienia działaniem leków oraz uzależnień u szczurów. W naszym laboratorium stosujemy tę procedurę do badania efektów warunkowych samopodawania kokainy. Zatem przejdźmy do szczegółów.

Aby rozpocząć przygotowania do eksperymentów nad wzmocnieniem wywołanym przez leki, należy najpierw wytrenować samce szczurów w naciskaniu dźwigni w celu otrzymania nagrody pokarmowej. Następnie należy skonstruować cewniki dożylne, które będą wykorzystywane do samopodawania leków. Cewniki wykonuje się z kaniul ze stali nierdzewnej oraz drenów Celeste; przed użyciem należy je przepłukać metanolem i wodą.

Następnie, podczas przygotowania w dniu operacji, wysuszcie je na powietrzu, a potem obmyjcie w 70% etanolu. Po przygotowaniu cewników u szczurów przeprowadza się zabieg chirurgiczny cewnikowania żyły szyjnej, aby umożliwić samopodawanie leku. Podczas eksperymentów szczura znieczula się izofluranem w stężeniu od 2,5% do 4%.

Następnie należy ogolić głowę oraz klatkę piersiową i zdezynfekować te obszary roztworem Betadinu. Po zabiegu zwierzę należy umieścić na sterylnym podkładzie. Szczura należy monitorować przez kilka godzin przed powrotem do kolonii zwierząt.

Należy utrzymywać drożność cewnika poprzez codzienne płukanie 0,1 mililitrami 0,9% roztworu soli fizjologicznej, heparyny i mentonu. Aby przygotować kokainę wykorzystywaną w eksperymentach, należy rozpuścić ją w izotonicznym roztworze soli fizjologicznej w odpowiednich stężeniach dawek, dostosowanych do masy ciała zwierząt, po przygotowaniu zwierząt i sposobu podania leku. Przyjrzyjmy się aparaturze wykorzystywanej podczas eksperymentów. Aparatura używana podczas eksperymentów składa się z dwóch komór z pojedynczą dźwignią, wyposażonych w światło domowe oraz światło stymulujące, a także trzech zestawów fotokomórek, które służą do pomiaru aktywności lokomotorycznej.

Komory są połączone ze sobą za pomocą konstrukcji korytarza z pleksiglasu. Korytarz składa się z dwóch czarnych ścian z białymi pasami i dwóch metalowych ścian, przezroczystego górnego poszycia z pleksiglasu oraz białej podłogi z pleksiglasu. Dwie komory operacyjne są wyposażone w podłogi z prętów stalowej kraty i zdejmowane metalowe dna klatek.

W komorze operantowej umieszcza się sygnały wizualne i zapachowe, aby stworzyć unikalne, rozróżnialne środowiska. W jednym ze środowisk obiekt badawczy będzie miał dostęp do iniekcji kokainy. W drugim środowisku obiekt badawczy będzie miał dostęp wyłącznie do iniekcji soli fizjologicznej.

Wskazówki wizualne stanowią biały lub czarny materiał filcowy przymocowany do przedniej i tylnej ścianek oraz do góry klatki. Wskazówki węchowe stanowią olejki eteryczne z róż lub cynamonu nasycające bawełnianą kulkę umieszczoną pod prętową podłogą komory. Podczas eksperymentów odpowiedzi Libry oraz dane dotyczące aktywności lokomocyjnej są rejestrowane za pomocą komputera Med Pentium 100 megahertz wyposażonego w oprogramowanie med PC.

Po zapoznaniu się z aparaturą eksperymentalną, przejdźmy do omówienia sposobu gromadzenia danych. Procedura eksperymentalna trwa wiele dni i rozpoczyna się od dwudniowych testów preferencji bazowej, po których następują sesje samopodawania leku trwające 8 lub 16 dni, a kończy się testem warunkowej preferencji miejsca. Aby rozpocząć pomiary preferencji bazowej, umieść szczura w środkowym przejściu z dostępem do obu komór operantowych na 20 minut.

Natychmiast po umieszczeniu szczura w komorze należy jednocześnie uruchomić program oprogramowania PC kamery wideo oraz stoper. Po 20 minutach wyjąć szczura z komory i umieścić go z powrotem w klatce domowej. Dzień po ostatnim teście bazowym rozpocząć sesje samopodawania leku.

W pierwszej kolejności umieść bodźce sensoryczne, a następnie zamontuj panel, aby zablokować dostęp z pleksiglasowego korytarza centralnego do komory. Teraz podłącz wlot cewnika zwierzęcia do zamontowanej strzykawki z lekiem, aby rozpocząć sesję. Najpierw umieść zwierzę w komorze.

Po zamknięciu drzwi komory operacyjnej uruchom program komputera medycznego oraz timer, aby dostęp do kokainy trwał przez jedną godzinę. Kokaina jest podawana zgodnie z progresywnym harmonogramem wzmocnień (progressive ratio schedule). Harmonogram ten wymaga coraz większej liczby reakcji naciskania dźwigni w celu otrzymania każdego kolejnego wstrzyknięcia kokainy.

Każdy zastrzyk obejmuje dawkę 0,75 mg/kg podawaną w dniach naprzemiennych. W środowisku alternatywnym w przypadku zastrzyków z soli fizjologicznej stosowany jest również harmonogram progresywnego stosunku. Po zakończeniu każdej sesji samopodawania odłącz owijkę od drenu z lekiem, wyjmij ją z komory i umieść z powrotem w klatce domowej.

Dzień po ostatniej sesji samopodawania należy przeprowadzić test warunkowej preferencji miejsca. Procedura tego testu jest taka sama, jak w przypadku pomiarów bazowych. Teraz zobaczmy, jak ocenić i przeanalizować uzyskane dane.

Podczas oceny danych, w warunkach ślepej próby przypisania grup przez eksperymentatora, określa się czas, jaki zwierzę spędziło w każdym przedziale. Eksperymentator analizuje nagranie wideo, aby policzyć wejścia i wyjścia między przedziałami w ciągu 15 minut, zaczynając pięć minut po umieszczeniu zwierzęcia w aparaturze. Stosuje się te same procedury, które posłużyły do określenia preferencji bazowej oraz wyników testu CPP.

Różnice między pomiarami wyjściowymi a wynikami CPP po warunkowaniu są wykorzystywane do określenia efektów warunkowania lekiem. Wyniki różnicowe po warunkowaniu oblicza się poprzez odjęcie czasu spędzonego w przedziale sprzężonym z bodźcem istotnym od czasu spędzonego w przedziale sprzężonym z lekiem podczas testu CPP. Wyniki różnicowe wyjściowe oblicza się w analogiczny sposób, a następnie odejmuje je od wyników różnicowych CPP.

W celu określenia efektów warunkowania lekiem można przeprowadzić analizę statystyczną zmian poszczególnych wyników od poziomu bazowego do sesji testowych. Przedstawiono tutaj reprezentatywny wykres wyników bazowych i testów CPP. Wyniki testów CPP były istotnie wyższe od wyników bazowych, co wskazuje na preferencję środowiska związanego z kokainą.

Tutaj przedstawiono analizę korelacji po warunkowaniu dla całkowitej liczby reakcji opuszczenia narkotyku oraz wyniki testu różnicy CPP. Grupa długoterminowa kokainy była jedyną grupą, w której zaobserwowano istotną dodatnią korelację między reakcjami opuszczenia narkotyku a wynikami testu CPP. Właśnie pokazaliśmy Państwu, jak połączyć tradycyjne metody warunkowania, preferencji miejsca oraz samopodawania w nowatorskie podejście do badania wzmocnienia narkotykowego u szczurów.

Podczas wykonywania tej procedury ważne jest prowadzenie dokładnej dokumentacji. To wszystko. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w przeprowadzaniu eksperymentów.