Un protocolo para medir la reactividad de Cue en un modelo de rata de trastorno de uso de cocaína

En este protocolo, la reactividad a estímulos mide la motivación de un animal para buscar cocaína tras la ausencia de la autoadministración de cocaína. La reactividad a estímulos ocurre cuando la rata es expuesta nuevamente al contexto y a los estímulos previamente asociados con la administración intravenosa de cocaína. La reactividad a estímulos es un indicador del riesgo de recaída.

El protocolo de reactividad al estímulo descrito aquí es un método preclínico para probar farmacoterapias que modifican la recaída, así como para investigar factores genéticos y ambientales que contribuyen al riesgo de recaída. Se trata de una tarea operante para el comportamiento de búsqueda de drogas que se alinea con muchas características del consumo de drogas y la recaída en humanos. Se han optimizado parámetros clave, como la dosis de cocaína, el volumen de administración y la duración de la infusión, para establecer validez de fase y potencia traslacional productiva.

Para este protocolo, utilice ratas macho Sprague Dawley de aproximadamente ocho a nueve semanas de edad que hayan sido aclimatadas a la sala de colonia durante al menos siete días. Durante el período de aclimatación, mantenga a las ratas en parejas y manipúlelas diariamente a lo largo del estudio. Proporcione acceso ilimitado a alimento en sus jaulas individuales durante todas las fases del estudio.

Implante catéteres en la vena yugular utilizando el método descrito por Kmiotek y colaboradores en su video de JoVE, luego asigne aleatoriamente las ratas a los grupos de tratamiento con solución salina o cocaína. Para el entrenamiento, programe los horarios para la autominiistración de cocaína según se describe en el protocolo del texto. Equipe las cámaras de entrenamiento con dos palancas retráctiles de respuesta, una luz estímulo encima de cada palanca de respuesta y una luz ambiental opuesta a las palancas.

Administre cocaína o solución salina desde bombas de infusión con jeringas ubicadas fuera del cubículo. Utilice agujas de calibre 23 conectadas a las jeringas y tubos de polietileno envueltos en una funda metálica en espiral unida a los catéteres de la rata. La cocaína o la solución salina se administran tras presionar la palanca activa, pero no tras presionar la palanca inactiva.

Cambie las soluciones diariamente. Utilice diluciones recién preparadas de cocaína en cloruro de sodio estéril al 0,9 % ajustadas al peso de cada rata. Cargue al menos ocho mililitros de solución en la jeringa de cada rata.

Comience entrenando a las ratas con un programa de refuerzo FR1 y pase a un programa FR5 después de tres días consecutivos con siete infusiones por hora y una variabilidad inferior al 10 % en el número total de infusiones por sesión. Es fundamental analizar diariamente los datos de comportamiento de automedicación para determinar cuándo se debe pasar un animal a FR5 y para verificar la pérdida de permeabilidad del catéter. Uno de los pasos más críticos del protocolo es monitorear la automedicación durante los primeros 14 días de entrenamiento para asegurar que el animal se automedique normalmente.

Si la automedicación disminuye drásticamente, es probable que la permeabilidad del catéter de la rata se haya perdido. Al comienzo de una sesión, verifique que no haya burbujas en la jeringa. Conecte la jeringa al tubo de polietileno e insértela en la bomba de infusión.

Ajuste cuidadosamente la jeringa para que la solución se distribuya de manera uniforme y completa en el tubo de polietileno. A continuación, conecte las ratas al sistema de administración y colóquelas en sus respectivas cámaras estándar de condicionamiento operante, ubicadas en cubículos atenuadores de sonido con ventilación y ventiladores. La consistencia durante todo el experimento es fundamental.

Coloque siempre una rata en la misma cámara y mantenga la palanca activa en el mismo lado dentro de esa cámara. Durante 14 sesiones diarias de 180 minutos, las ratas tienen acceso libre a las palancas y aprenderán fácilmente cuál de ellas proporciona la estimulación, siempre que el sistema funcione correctamente. Cada activación de la palanca activa según un programa de razón fija de uno libera 0,1 mililitros de solución durante seis segundos e ilumina simultáneamente la luz de la jaula y la luz de estímulo situada encima de la palanca activa.

Hay un retraso de un segundo antes de que se libere la solución. Tras cada administración de cocaína o suero salino, la luz estímulo y la bomba de infusión se desactivan durante 20 segundos, período durante el cual la luz de la cámara permanece encendida y presionar la palanca no tiene efecto, aunque se registra la acción. Cuando la luz se apaga, la palanca se vuelve a activar.

Cualquier activación de la palanca inactiva no produce consecuencias programadas. Al finalizar la sesión de 180 minutos, utilice movimientos lentos y cuidadosos para retirar a la rata potencialmente agresiva de la cámara. Luego, lave su catéter.

Entre sesiones, limpie cuidadosamente las cámaras. Limpie todas las superficies con una solución de etanol al 70%. Al final de las sesiones de entrenamiento, coloque a las ratas en abstinencia forzada durante 30 días sin acceso a la cámara operante.

Continúe manipulando a las ratas diariamente y monitoree su estado de salud general. Después del período prolongado de abstinencia, permita que las ratas pasen 60 minutos en la cámara operante, seguidos inmediatamente por la extracción del cerebro. Para esta sesión, ejecute el programa programado de reactividad ante la señal.

Espaciar los horarios de inicio de las sesiones para permitir tiempo para la extracción de cerebros entre sesiones. Es importante operar la bomba sin la jeringa conectada, de modo que la señal auditiva de la bomba siga siendo parte del estímulo sin la administración de la sustancia. Comience esta sesión como de costumbre, con la rata en la cámara de automedicación en la que fue entrenada.

En esta prueba, cuando se presiona la palanca activa que anteriormente administraba cocaína o solución salina, solo se presentan las señales según un programa FR1. La palanca inactiva aún no realiza ninguna función. Registre todas las presentaciones de señales, las presiones previas sobre la palanca activa y sobre la palanca inactiva, así como la latencia hasta la primera presión de palanca.

Utilizando el protocolo descrito, se realizó un estudio en el que las ratas pasaron individualmente de FR1 a FR5 al cumplir con los criterios. En el grupo que recibió cocaína, las ratas aumentaron gradualmente el número de infusiones hasta alcanzar el criterio, momento en el cual se les pasó de FR1 a FR5. Se recopilaron múltiples medidas de resultado de la prueba de reactividad ante la señal de cocaína.

Por ejemplo, las ratas que previamente se autoministraron cocaína presionaron la palanca previamente activa mucho más que las ratas que se autoministraron solución salina. Otra medida de resultado importante es la latencia hasta la primera presión de la palanca. Cuando se observa un cambio en esta, el animal podría estar bajo estrés físico o tener una motivación disminuida para la autominiestración de cocaína.

Las tareas de comportamiento locomotor pueden utilizarse para evaluar cambios en la salud física y diferenciar el deterioro motor de los cambios motivacionales. Después de ver este video, deberías tener una buena comprensión de cómo entrenar ratas para autoministrarse una droga, mantener la permeabilidad del catéter durante la autominicistración y evaluar la reactividad a estímulos asociados con la droga tras el abstinencia como medida del riesgo de recaída. Al intentar este procedimiento, es importante recordar programar cuidadosamente el software, manipular adecuadamente a los animales y perfundir regularmente los catéteres intravenosos.

Tras seguir este procedimiento, se pueden evaluar los mecanismos celulares y moleculares que impulsan la reactividad ante estímulos relacionados con la cocaína, así como probar posibles farmacoterapéuticos que modifiquen dicha reactividad.