Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Доклиническая модель пренатального воздействия дельта-9-тетрагидроканнабинола для оценки его влияния на исходы развития нервной системы

985 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/68119

⸱

28 февраля 2025 г.

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

В этой статье

Краткое содержание

Поскольку законодательные ограничения меняются, что приводит к повышению доступности каннабиноидных продуктов, критически важно разработать модели для изучения влияния этих воздействий, особенно во время беременности. Была разработана доклиническая модель умеренного пренатального воздействия каннабиноидов при добровольном приеме внутрь, что позволяет проводить более глубокие исследования.

Аннотация

Пренатальное воздействие каннабиноидов (PCE) становится все более частым, поскольку все больше штатов по всей территории Соединенных Штатов легализуют рекреационную марихуану (каннабиноиды). Потребление каннабиноидных продуктов во время беременности было связано с различными аномальными исходами, хотя исторические исследования проводились в то время, когда эффективность этих продуктов была примерно на 300% ниже, чем у современных продуктов. Учитывая растущее использование каннабиноидов, важно понимать потенциальное влияние ПКЭ на развитие нервной системы плода и последующее развитие младенцев и детей. Предыдущие исследования показали, что ОФП негативно влияет на обучение и память, поведенческие навыки, сон и внимание у потомства. Целью данного исследования является повторение ОФП путем добровольного приема дельта-9-тетрагидроканнабинола (ТГК), психоактивного компонента каннабиноидных продуктов, во время беременности в доклинической модели. В этой статье описана процедура достижения умеренного ОФП на протяжении всей беременности. В этой модели контрольная группа потребляет обычное мини-печенье с шоколадом и арахисовым маслом, в то время как группа PCE потребляет ТГК, смешанный с арахисовым маслом в сочетании с мини-шоколадным печеньем. Такой подход позволяет глубже изучить влияние ОФП на результаты развития.

Введение

Поскольку показатели употребления пренатальных каннабиноидныхпродуктов увеличиваются, вероятно, под влиянием растущей легализации каннабиноидных продуктов в Соединенных Штатах, необходимы исследования, чтобы лучше понять их влияние на развитие плода. Дельта-9-тетрагидроканнабинол (ТГК), психоактивный компонент каннабиноидных продуктов, легко проникает через плаценту и взаимодействует с эндогенной эндоканнабиноидной системой 2,3. Эндогенная эндоканнабиноидная система играет решающую роль в развитии нервной системы и может быть путем, по которому происходят изменения в развитии. Употребление каннабиноидов во время беременности связано со снижением веса при рождении4 и повышенным риском преждевременных родов 5,6. Также сообщалось о дополнительных аномалиях развития, таких как дефицит социального поведения и исполнительных функций на протяжении всей жизни 7,8,9.

Со временем изменения в потенции каннабиноидов и характере их использования среди населения в целом высветили необходимость детальных исследований потенциального влияния пренатального воздействия на развитие плода. Использование каннабиноидных продуктов во время беременности растет, поскольку эти продукты часто воспринимаются как облегчающие такие симптомы, как депрессия, стресс, боль, нарушения сна и тошнота. Dickson et al.12 провели исследование, изучающее рекомендации 400 диспансеров каннабиса относительно употребления каннабиса в первом триместре в Колорадо, и обнаружили, что примерно половина диспансеров (50,5%) рекомендовали пищевые продукты беременным женщинам. Часто считается, что пищевые продукты избегают вреда и рисков для здоровья, связанных с курением13,14, что приводит к тому, что многие беременные женщины употребляют пищевые продукты.

Пищевые продукты доставляют каннабиноиды через желудочно-кишечную систему, где ТГК всасывается в кровоток и транспортируется через воротную вену в печень для первого прохождения метаболизма. В печени ферменты гидроксилат ТГК производят 11-гидрокситетрагидроканнабинол (11-ОН-ТГК), высокомощный психоактивный метаболит, который легко проникает через гематоэнцефалический барьер15. Несмотря на то, что для первоначального психоактивного эффекта съедобных продуктов требуется больше времени (30-90 минут), полученный «кайф» длится дольше, достигая пика через 2-4 часа после приема16,17 минут. Фармакокинетический период полувыведения ТГК составляет 1,3-7,3 ч у крыс18,19.

Учитывая растущее использование ТГК во время беременности и нехватку данных о его влиянии на нервное развитие плода, была разработана доклиническая модель добровольного приема ТГК во время беременности, более тесно согласующаяся с зарегистрированным типичным использованием человеком (пероральное употребление для облегчения тошноты) для дальнейшего описания влияния на исходы развития нервной системы.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Все описанные здесь процедуры были одобрены Комитетом по институциональному уходу за животными и их использованию (IACUC) Центра медицинских наук Университета Нью-Мексико (UNM HSC). Все эксперименты проводились в соответствии с рекомендациями ARRIVE. Крысы Лонг-Эванса (Blue Spruce, HsdBlu: LE) были получены из коммерческого источника. В качестве самцов использовались взрослые племенные крысы, возраст которых составлял 12 недель на момент прибытия и 15-16 недель в начале протокола разведения. Самки весили 125-150 г и на момент прибытия им было примерно 6-7 недель. На момент размножения самкам было примерно 9-10 недель. Очень важно убедиться, что все будущие матери не имеют предшествующей истории беременности. Выделите не менее одной недели на адаптацию к учреждению и новым условиям проживания. Первая часть этого протокола посвящена употреблению каннабиноидов до беременности, а вторая часть посвящена воздействию каннабиноидов во время беременности. Подробная информация об используемых животных, реагентах и оборудовании представлена в Таблице материалов. План эксперимента представлен на рисунке 1.

1. Воздействие каннабиноидов до беременности

  1. Жилье и обслуживание
    1. Содержать животных индивидуально в стандартных крысиных статических микроизоляторах с подстилкой при температуре 22 °C по обратному 12-часовому графику свет/темнота (свет включен с 21:00 до 09:00 ежедневно).
    2. Обеспечьте доступ к облученным пищам (см. Таблицу материалов) и водопроводной воде в неограниченном количестве на протяжении всего исследования.
  2. Материал и химическая подготовка
    1. Получите все необходимые материалы и химикаты (как указано в Таблице материалов).
    2. Храните ТГК исследовательского качества во флаконах, содержащих 10 мг/мл или 20 мг/мл ТГК, растворенного в этаноле.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ), так как ТГК является раздражителем кожи и опасностью аспирации. Храните ТГК в стальном шкафу, так как Министерство здравоохранения и социальных служб США и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США классифицируют его как контролируемое вещество из Списка I.
  3. Базовые измерения
    1. Получите исходную массу тела для каждой самки крысы.
    2. При необходимости приостановите эксперимент на 1-2 недели.
  4. Приготовление печенья с добавлением ТГК
    1. Готовьте печенье за 30 минут до введения в 14:00 ежедневно, чтобы поддерживать постоянное время кормления.
    2. Отделите мини-шоколадное печенье и добавьте в крем примерно половину чайной ложки арахисового масла.
    3. Смешайте необходимую дозу ТГК (1,5 мг/кг в течение первых 2 дней, затем 3 мг/кг в течение 7 дней) с арахисовым маслом перед сборкой печенья.
  5. Оценка потребления
    1. Приготовьте обычное печенье с арахисовым маслом / мини-шоколадом на 2-4 дня до достижения стабильного потребления. Уберите воду из клетки и давайте угощение каждой крысе с помощью щипцов ежедневно в 14:00.
    2. Наблюдайте до тех пор, пока лакомство не будет полностью употреблено. При необходимости удалите остатки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Вводите ТГК в дозе 1,5 мг/кг в течение 2 дней, затем 3 мг/кг в течение 7 дней. Оставьте лакомства в клетке на срок до 2 часов для крыс, которые не употребляют сразу.
    3. Продолжайте работу только с крысами, которые постоянно потребляют лакомство. Исключите из эксперимента те, у которых прием внутрь был непостоянным.
    4. Оцените потребление до беременности в течение 2 недель.
  6. Групповое распределение после ОФП
    1. Назначьте крыс с постоянным приемом пищи случайным образом в группу простых (контрольных) или содержащих ТГК (PCE) печенье.
    2. Дайте минимум 4 дня без файлов cookie перед разведением, чтобы обеспечить выведение ТГК из их систем.

2. Воздействие каннабиноидов во время беременности (пренатальное)

  1. Размножение и подтверждение беременности
    1. Взвесьте самок, чтобы получить стартовый вес, прежде чем помещать их в клетку с проверенным заводчиком-самцом (самец наивно настроен в отношении ТГК).
    2. Следите за тем, чтобы самки крыс не ели печенье в течение этого времени.
    3. Подтвердите беременность по наличию вагинальной пробки, что обычно происходит через 24 часа после спаривания.
    4. Взвесьте самку крысы и верните ее в домашнюю клетку. Это определяется как гестационный день (ГД) 1.
  2. Инфузия ТГК во время беременности
    1. Принимайте обычное печенье или печенье с добавлением ТГК (3 мг/кг) в 14:00 ежедневно, начиная с 1 GD в течение всей беременности.
    2. Продолжайте этот режим до тех пор, пока не будет замечено, что плотица гнездится для доставки, после чего воздействие ТГК прекращается.
  3. Контроль прибавки в весе матери
    1. Взвешивайте крысиных матерей два раза в неделю, чтобы оценить прибавку в весе матери.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Новые веса также используются для расчета количества ТГК, которое должно быть включено в печенье, корректируя дозу по мере необходимости в зависимости от веса матери.
  4. Прекращение контакта с ТГК и документация о рождении
    1. Прекратите процедуры воздействия ТГК, когда плотина гнездится примерно в ожидаемое время доставки.
    2. Как только потомство появится на свет, запишите количество живых щенков.
    3. Обозначьте день рождения как послеродовой день (P) 0.
  5. Отъем и содержание потомства
    1. Отлучение потомства от груди на 23-й день после родов (Р).
    2. Групповое размещение отлученного от груди потомства с однопометниками по признаку пола.
  6. Эвтаназия плотин
    1. После того, как помет будет отлучен от груди, усыпьте самок в соответствии с утвержденными в учреждении протоколами.

3. Постпроцедурные шаги

  1. Содержание и мониторинг потомства
    1. Убедитесь, что все потомство содержится в надлежащих жилищных условиях, обеспечивая надлежащую температуру, свет и вентиляцию.
    2. Регулярно наблюдайте за щенками на предмет любых проблем со здоровьем или развитием, таких как аномальная масса тела или задержка в развитии.
  2. Базовая оценка
    1. При необходимости оцените исходные показатели, такие как масса тела, рефлексы или другие соответствующие параметры развития, прежде чем начинать эксперименты на потомстве.
  3. Распределение экспериментальных групп
    1. Распределяйте щенков по экспериментальным группам случайным образом, чтобы свести к минимуму любые погрешности при тестировании.
    2. Ограничьте количество щенков, используемых в эксперименте, до 1-2 щенков из каждого помета, чтобы уменьшить потенциальные эффекты помета.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Чтобы установить добровольное потребление ТГК, были опробованы многочисленные лакомства, чтобы определить, какие из них были приятны крысам и будут потребляться быстро и последовательно.

Первоначально были опробованы кубики желатина со вкусом клубники без сахара (объемом 1 кубический мл), как с ТГК, так и без него. Количество ароматизатора клубничного сиропа было увеличено, и ТГК был испытан в трех различных концентрациях (2 мг/кг/доза, 3 мг/кг/доза и 5 мг/кг/доза). Крысы не потребляли кубики ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Описанная здесь парадигма ОФП предполагает добровольное потребление ТГК беременными крысами-самками. Это первое исследование, в котором изучалось введение ТГК беременным крысиным матерям путем добровольного приема внутрь в доклинической модели. Обе группы крысиных матерей потребляли одну и ту же диету крысиного корма, сводя к минимуму потенциальную вариативность в питании и потреблении калорий между группами. Животные модели предлагают преимущество контроля времени и дозы ОФП в исследова...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

У авторов нет конфликта интересов, который можно было бы раскрыть.

Благодарности

Благодарим Программу поставок лекарств Национального института по борьбе со злоупотреблением наркотиками (NIDA) за щедрые поставки ТГК. При поддержке гранта Комитета по распределению исследований Департамента педиатрии Университета Нью-Мексико и Отделения неонатологии.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
5L0D PicoLab Лабораторная диета для грызунов, облученнаяPurina LabDiet5L0D
Целлюлозно-бумажная подстилка BioFresh Comfort ПодстилкаBioFresh VetNAhttps://biofreshvet.com/products/
Цифровые кухонные весыEtekcityEK4150
Самки крыс, 125-150 г Inotiv14005F
Long-Evans rats (Blue Sел, HsdBlu: LE)Inotiv14016M
N10 Пластиковые дно клетки для грызуновAncareN10PLF
N10 Проволочные крышки для грызуновAncareN10SS
Узконаправленные щипцыFine Science tools (FST)11002-14
OREO мини-шоколадное печенье-сэндвич, Go Paks, чашки по 12-3,5 унцииAmazonB0198TUO7W
проверенный взрослый заводчик самцов Inotiv14016M
Клетки для микроизоляторов из статического полисульфона Rat (R20):
THC исследовательского класса; (доступно только при наличии лицензии DEA, препарат из Списка I) NIDANA  https://nida.nih.gov/research/research-data-measures-resources/nida-drug-supply-program
SKIPPY Сливочная паста с арахисовым масломAmazonB0C75KZ28C
ТГК Расходные материалы:

Ссылки

  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).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Пренатальное воздействие каннабиноидовдобровольный приемвоздействие ТГКприбавка массы тела материразвитие потомствамодель на крысахзадержки развития
Доклиническая модель пренатального воздействия дельта-9-тетрагидроканнабинола для оценки его влияния на исходы развития нервной системы
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.