Effetti della sovraespressione ΔFosB striatale e della ketamina sulla sconfitta sociale anedonia indotta da stress nei topi (2014)

Astratto

INTRODUZIONE

Lo stress cronico è implicato nell'eziologia e patofisiologia dell'ansia e dei disturbi depressivi (1-3). Sebbene questi disturbi siano sempre più diffusi (4) e tendono ad essere persistenti e resistenti ai trattamenti attuali (5,6), i meccanismi con cui lo stress li innesca rimangono scarsamente comprensibili (7). Convalidare i modelli di depressione è fondamentale per comprendere meglio le conseguenze dello stress, chiarire la neurobiologia dei disturbi affettivi e sviluppare nuovi trattamenti anti-stress e antidepressivi.

I modelli animali di depressione si affidano alla loro capacità di imitare o produrre i principali sintomi del disturbo negli esseri umani, tra cui l'evitamento sociale e l'anedonia (ridotta sensibilità alla ricompensa) (8,9). Lo stress sociale cronico di sconfitta (CSDS) è un modello sempre più utilizzato che sfrutta la rilevanza etologica dell'aggressività territoriale (10,11) e produce questi sintomi fondamentali valutati in test che quantificano l'interazione sociale e la preferenza per il saccarosio e altri benefici naturali (12-14). Inoltre, gli effetti CSDS sono invertiti dalla somministrazione cronica ma non acuta di fluoxetina o imipramina (12,15,16), farmaci antidepressivi standard ampiamente usati per trattare i disturbi depressivi nell'uomo. Al contrario, i farmaci ansiolitici standard sono inefficaci (12). Pertanto, si ritiene che CSDS abbia validità costruttiva, facciale e predicativa (10). Tuttavia, è stato proposto che i comportamenti innescati dal CSDS abbiano la loro base nell'ansia (17,18) e ciò che viene spesso interpretato come anedonia nei test di preferenza del saccarosio può effettivamente riflettere la neofobia potenziata dall'ansia.

L'obiettivo principale degli studi attuali era di esaminare la capacità del CSDS di produrre anedonia, una caratteristica fondamentale dei disturbi depressivi ma non ansiosi (8). Abbiamo usato l'auto-stimolazione intracranica (ICSS), un paradigma operante in cui i topi auto-somministrano una stimolante stimolazione cerebrale elettrica, per valutare direttamente gli effetti del CSDS sulla sensibilità della ricompensa (19,20). Il comportamento dell'ICSS è attenuato nei roditori in condizioni che causano stati depressivi negli esseri umani, inclusa la sospensione del farmaco (21-25), stress mite imprevedibile e cronico (26,27) e somministrazione di agonisti dei recettori kappa-oppioidi (28,29). In particolare, questi trattamenti aumentano la frequenza di soglia a cui la stimolazione supporta la risposta, un indicatore di anedonia (19). Inoltre, il paradigma ICSS consente lo studio delle alterazioni indotte dalla manipolazione nella sensibilità della ricompensa nel tempo ed è impermeabile ai fattori correlati all'ansia e alla sazietà che confondono altri paradigmi usati per valutare la funzione del sistema di ricompensa (ad es. Preferenza del saccarosio, sesso, droghe di abuso) (19).

In parallelo, abbiamo esaminato la capacità della ketamina, un antagonista del recettore NMDA (30), per mitigare gli effetti del CSDS sulle soglie di evasione sociale e ICSS. Mentre i trattamenti antidepressivi standard hanno ritardato l'efficacia terapeutica (spesso diverse settimane), studi recenti dimostrano che una singola dose di ketamina può produrre risposte antidepressive rapide (sebbene transitorie) in pazienti depressi (31-37), Compresi i pazienti resistenti al trattamento (32,34,38,39) - e effetti antidepressivi in ​​numerosi modelli di depressione (40-51). Per determinare se le azioni terapeutiche della ketamina sono accompagnate da effetti amnestici (apprendimento e disturbo della memoria) spesso associati agli antagonisti NMDA (52,53) o effetti ansiolitici (43) abbiamo esaminato le prestazioni nei test di evitamento passivo e di superamento di labirinti (EPM). Per valutare se sia possibile attenuare gli effetti del CSDS sull'ICSS, abbiamo incluso studi che utilizzano topi ΔFosB-sovraespressivi, che sono meno sensibili (resilienti) a CSDS (54).

MATERIALI E METODI

Manipolazioni e test comportamentali

CSDS è stato eseguito come descritto in precedenza (10,12). I topi CD1 (residenti) sono stati sottoposti a screening per un comportamento aggressivo coerente (latenze di attacco <30 secondi per 3 test di screening consecutivi). In ciascuno dei 10 giorni consecutivi, il topo intruso (sconfitto) è stato posto nella gabbia di un topo residente e sottoposto a 10 min di stress da sconfitta sociale. Dopo la sessione di sconfitta, i topi sono stati separati nella gabbia con un divisore in plexiglas perforato, che ha consentito un'esposizione sensoriale protetta continua. I topi sconfitti sono stati esposti ogni giorno a un nuovo residente e a una gabbia. I topi di controllo sono stati trattati quotidianamente e alloggiati in strutture di gabbia identiche ai topi sconfitti, ma di fronte a un topo conspecifico. Coorti separate sono state utilizzate per esperimenti ICSS e interazione sociale (SI).

ICSS è stato eseguito come precedentemente descritto (19,28). In breve, i topi (25-30 g) sono stati impiantati con elettrodi monopolari rivolti all'ipotalamo laterale (LH). I topi sono stati addestrati con una serie discendente (o "passaggio") di prove di frequenza di stimolazione 15 (registro 0.05₁₀ unità), 4 al giorno, alla minima corrente effettiva. CSDS e gruppi di controllo avevano correnti minime equivalenti (~ 75 μA). Le soglie ICSS (Theta-0) sono state calcolate utilizzando una linea dei minimi quadrati di analisi best-fit (19,56). Dopo aver stabilito soglie di base stabili (+/- 15% per 5 giorni consecutivi, BL1-5), i topi sono stati sottoposti a CSDS per giorni 10 (D1-10). I topi sono stati inizialmente separati in due gruppi per testare se gli effetti del CSDS sulle soglie ICSS dipendono dall'intervallo di tempo tra la sessione di sconfitta e il test ICSS: i topi nel gruppo dell'intervallo lungo (LInt) sono stati testati in ICSS ~ 16 ore dopo la sconfitta, mentre i topi nel gruppo a intervallo breve (ShInt) sono stati testati in ICSS ~ 6 ore dopo la sconfitta (Figura 1A). Dopo il CSDS, i topi sono stati rimessi nelle loro gabbie di casa e testati dopo la sconfitta in ICSS per i giorni 5 (P1-5). Per gli esperimenti sulla ketamina, i topi hanno ricevuto sia il veicolo che la ketamina (20 mg / kg) 1 hr dopo la sessione finale di sconfitta.

 

Figure 1

Lo stress cronico di sconfitta sociale (CSDS) aumenta le soglie di ricompensa nel test di auto-stimolazione intracranica (ICSS). (A) Design sperimentale; LInt = intervallo lungo (16 hr) tra un incontro di sconfitta e un test ICSS, ShInt = intervallo breve (6 hr). (B) CSDS aumenta ...

Per valutare gli effetti della ketamina su SI, i topi hanno ricevuto un veicolo, una dose bassa (2.5 mg / kg) di ketamina 20 ore prima del primo giorno di CSDS (Day 24) o 0 hr dopo la finale sessione di sconfitta (giorno 1). I topi erano abituati all'arena di interazione in luce rossa per 10 min nei giorni 15-8 di CSDS. Ventiquattro ore dopo la sessione finale di sconfitta (Day 10), il comportamento di approccio sociale in presenza di un CD-11 non familiare racchiuso in una gabbia metallica è stato valutato come descritto in precedenza (12, 57), con piccole modifiche. I punteggi SI sono stati definiti come la quantità di tempo che il mouse ha trascorso vicino a un recinto contenente un CD-1 (obiettivo sociale) per un periodo di 2.5 min rispetto a quando il recinto di destinazione era vuoto. Poiché i topi di controllo trascorrono più tempo a interagire con un target sociale presente, è stato utilizzato un punteggio SI di 1 (pari tempo vicino all'obiettivo sociale rispetto al recinto vuoto) come limite: i punteggi SI> 1 sono stati considerati "resistenti allo stress" e i punteggi < 1 sono stati considerati "sensibili allo stress" (13). La segregazione dei topi sconfitti in sottopopolazioni suscettibili e resilienti è supportata da ampie analisi comportamentali, neurobiologiche ed elettrofisiologiche (13,54).

Il condizionamento passivo-evitante è stato condotto in un apparato Gemini Avoidance System (San Diego Instruments, San Diego CA) come precedentemente descritto (50) con piccole modifiche. Durante l'allenamento, i topi hanno ricevuto 1 come minimo acclimatamento nel vano luce prima di accedere al compartimento buio. Una volta effettuata una croce nello scompartimento oscuro, i topi sono stati condizionati con due footshocks 2 sec (inelapabili) consecutivi (0.2 mA), seguiti da un timeout min 1. I topi hanno ricevuto sia il veicolo che la ketamina (20 mg / kg) 1 ora dopo il condizionamento. Le latenze step-through sono state misurate 24 ore dopo. Per valutare gli effetti della nostra ketamina sul comportamento ansioso, a una coorte separata di topi sono stati somministrati veicoli o chetamina (20 mg / kg) 24 ore prima del test EPM. I topi sono stati posizionati al centro di un labirinto più alto (ogni braccio 33 lungo cm e 5 cm largo, con 2 bracci opposti chiusi da 16.5 alte pareti cm, labirinto elevato 81 cm dal pavimento) in luce rossa e lasciati esplorare per 5 min .

RISULTATI

Gli effetti della sconfitta sociale sulle soglie ICSS sono stati valutati dopo ogni episodio di sconfitta, permettendoci di tenere traccia dei cambiamenti nella reattività attraverso l'intero regime CSDS (Figura 1A, B). I dati LInt e ShInt sono presentati insieme per facilitare un confronto affiancato degli effetti della durata dell'intervallo sulle soglie ICSS (Figura 1B, C). Gli effetti del CSDS sulle soglie ICSS dipendevano dal gruppo [F (2,22) = 13.53, p<0.001] e giorno [F (15,330) = 2.98, p<0.001], con un'interazione di X giorni del gruppo marginale (p= 0.054). CSDS ha aumentato significativamente le soglie ICSS medie (espresse come% baseline) nei topi sconfitti LInt e ShInt rispetto ai controlli entro il secondo giorno di sconfitta (LInt: p<0.05, ShInt: p<0.001). I topi ShInt avevano soglie più elevate rispetto ai topi LInt solo su P1 (p<0.05) (Figura 1B). Una piccola percentuale di topi era resiliente agli effetti del CSDS sull'anedonia nell'ICSS (non mostrato), in linea con i risultati di altri test (13). Poiché non vi erano differenze globali nelle soglie ICSS tra i topi di controllo nei gruppi LInt e ShInt (dati non mostrati), questi dati sono stati consolidati. Quando i dati sono espressi come mezzi singoli per BL1-5, D1-10 e P1-5 per ciascun gruppo, gli effetti del CSDS sulle soglie ICSS dipendono dalla sconfitta [F (2,22) = 9.68, p<0.01], giorno [F (2,44) = 21.57, p<0.001] e un'interazione con sconfitta per X giorni [F (4,44) = 5.09, p<0.01] (Figura 1C). All'interno dei confronti di gruppo è emerso che le soglie ICSS erano aumentate nei topi sconfitti LInt e ShInt su D1-10 e P1-5 rispetto a BL1-5 (p<0.001). I confronti tra i gruppi hanno rivelato che le soglie ICSS erano significativamente aumentate nei topi sconfitti da LInt e ShInt su D1-10 (p<0.001) e nei topi ShInt sconfitti su P1-5 (p<0.01), rispetto ai controlli (Figura 1C). Dati grezzi dal singolo controllo rappresentativo e topi sconfitti (LInt) illustrano come CSDS può causare uno spostamento verso destra nelle funzioni di frequenza di frequenza ICSS su D1-10 rispetto a BL1-5 (Figura 1D).

Poiché i topi che inducono sovraesprimono ΔFosB nelle regioni striatali sono resilienti al CSDS (54) e condizioni simili allo stress (58), abbiamo ipotizzato che i topi ΔFosB-ON, ma non i topi ΔFosB-Control, sarebbero resistenti agli effetti del CSDS sulle soglie ICSS. Quando i dati sono espressi come singolo mezzo per BL1-5, D1-10 e P1-5 per ciascun gruppo, gli effetti della sovraespressione di ÀFosB su variazioni mediate da CSDS nelle soglie ICSS dipendevano dal trattamento DOX [F (1,4) = 13.25, p<0.05], giorno [F (2,8) = 23.89, p<0.001] e un'interazione di X giorni con trattamento DOX [F (2,8) = 16.40, p<0.01] (Figure 2 ). CSDS ha aumentato le soglie ICSS nei topi ΔFosB-Control su D1-10 e P1-5 rispetto a BL1-5 (p<0.001) e su D1-10 e P1-5 rispetto ai topi ΔFosB-ON (p<0.05), mentre i topi ΔFosB-ON erano resistenti agli effetti anedonici di CSDS. La sovraespressione di ΔFosB non ha avuto effetto sulle correnti minime, confermando che l'aumento di ΔFosB stesso non influisce sulla sensibilità alla stimolazione di LH (58).

  

Figure 2

La sovraespressione inducibile ΔFosB nello striato blocca gli effetti anedonici del CSDS nel test ICSS. Topi ΔFosB-Control (n = 3), ma non topi ΔFosB-ON (n = 3) testati 8 settimane dopo l'interruzione DOX, mostrano aumenti delle soglie ICSS ...

Il CSDS ha prodotto l'evitamento sociale nei topi sconfitti trattati con veicolo o una dose bassa di ketamina (2.5 mg / kg) (P<0.05) ma non nei topi sconfitti trattati con una dose elevata di ketamina (20 mg / kg) (Figura 3A); c'era un effetto principale del gruppo [F (1,60) = 15.75, p<0.001], ma nessun effetto principale della dose o dell'interazione del gruppo X dose. Un grafico dei punteggi SI individuali per i topi sconfitti mostra che un piccolo numero di topi trattati con veicolo (n = 3/12) o una bassa dose di ketamina (n = 2/10) hanno mostrato resilienza, mentre una percentuale maggiore di topi trattati con una dose elevata di ketamina (n = 8/11) ha mostrato resilienza (Figura 3A, inserire). Non ci sono state differenze significative né nella distanza percorsa né nella velocità durante il test SI (Figura 3B, C). I topi sono stati ripetuti nuovamente 1 una settimana dopo per determinare se gli effetti antidepressivi della dose elevata di ketamina, misurata nel test SI, sono persistenti. Entrambi i topi sconfitti che hanno ricevuto veicoli e topi sconfitti che hanno ricevuto ketamina (20 kg / kg) hanno manifestato evitamento sociale quando hanno ripreso 1 una settimana dopo (veicolo: p<0.001, ketamina: p<0.05) (Figura 3D); c'era un effetto principale del gruppo [F (1,36) = 21.10, p<0.0001], ma nessun effetto principale della dose o dell'interazione del gruppo X dose. Una singola somministrazione di ketamina (20 mg / kg) 24 ore prima del primo giorno di CSDS non ha attenuato l'evitamento sociale. CSDS ha prodotto l'evitamento sociale nei topi sconfitti trattati in precedenza con veicolo o con una dose elevata di ketamina (20 mg / kg) (P<0.05) (Figura 3E); c'era un effetto principale del gruppo [F (1,21) = 1.57, p<0.001], ma nessun effetto principale della dose o dell'interazione del gruppo X dose.

  

Figure 3

La ketamina attenua l'evitamento sociale indotto da CSDS. (A) Una dose elevata (20 mg / kg) ma non bassa (2.5 mg / kg) di ketamina somministrata a 1 hr dopo l'incontro finale di sconfitta (Day 10) attenua l'evitamento sociale nei topi sconfitti. Inserto: punteggi SI individuali nei topi sconfitti ...

Per determinare se gli effetti della ketamina sull'esclusione sociale indotta dal CSDS potrebbero essere dovuti a effetti amnestici di questo dosaggio, abbiamo confrontato la conservazione della memoria di evitamento passivo in una coorte separata di topi trattati con veicoli e chetamina. Tutti i mouse hanno mostrato aumentate latenze step-through nel giorno di test di conservazione della memoria [F (1,28) = 22.82, p<0.0001] (Figura 4A). Non c'è stato alcun effetto principale del trattamento sulla conservazione della memoria di paura [F (1,28) = 0.14, ns] o l'interazione con il trattamento X del giorno [F (1,28) = 0.24, ns]. Nell'EPM, non c'erano differenze tra i topi trattati con veicolo e ketamina a tempo di apertura (t (20) = 0.61, ns) (Figura 4B) o il numero di voci a braccio aperto (t (20) = 0.34, ns) (non mostrato).

  

Figure 4

(A) La ketamina, alla dose efficace (20 mg / kg) utilizzata nel test SI, non interferisce con la ritenzione della memoria di paura nel test di evitamento passivo. Tutti i topi, indipendentemente dal trattamento con veicolo o ketamina 1 ora dopo la giornata di allenamento, evitano di entrare nel ...

I topi hanno ricevuto ketamina o veicolo dopo la sessione di sconfitta finale e hanno continuato i test ICSS post-trattamento (D10, P1-5). Le soglie ICSS ottenute durante i giorni di pre-trattamento (D1-9) sono state compilate per ciascun gruppo. Le soglie su D10 e P1-5 sono state analizzate per valutare gli effetti temporali della ketamina. La stessa dose di ketamina (20 mg / kg) che attenuava l'evitamento sociale nei topi sconfitti nel test SI non attenuava l'anedonia nel test ICSS (Figure 5 ); c'era un effetto principale del gruppo [F (1,45) = 48.65, p<0.0001], ma nessuna interazione significativa per il trattamento del gruppo X X giorni. I posizionamenti degli elettrodi ICSS erano indistinguibili da quelli descritti in precedenza (28).

  

Figure 5

La ketamina (20 mg / kg) somministrata 1 hr dopo l'incontro di sconfitta finale non blocca gli effetti anedonici del CSDS nel test ICSS su D10 o P1-5. Lo sfondo grigio rappresenta le soglie ottenute dopo il trattamento. I topi sono stati sconfitti per i giorni 10 (orario LInt) ...

DISCUSSIONE

CSDS produce anedonia nel paradigma ICSS nei topi. Nello specifico, dimostriamo che il CSDS diminuisce l'impatto premiante della stimolazione dell'LH, come misurato da aumenti delle soglie ICSS (19), con effetti che persistono fino ai giorni 5 post-CSDS. Questi risultati sono sostanzialmente coerenti con i risultati degli studi precedenti condotti su ratti (59) e criceti (60), che utilizzava altre metodologie per quantificare la forza della ricompensa della stimolazione cerebrale. Come previsto sulla base dei lavori precedenti (54), che ha dimostrato che i topi che sovraesprimono ΔFosB sono resilienti allo sviluppo di evitamento sociale e deficit di preferenza del saccarosio, abbiamo scoperto che i topi erano anche resilienti agli effetti inducenti l'anedonia di CSDS nel test ICSS. Inoltre, abbiamo esaminato le proprietà simil-antidepressive della ketamina nel paradigma CSDS. Il trattamento acuto con ketamina nei topi sconfitti ha attenuato l'evitamento sociale nel test SI. Questo effetto acuto è notevole se si considerano effetti simili solo dopo trattamento cronico con fluoxetina o imipramina (12,16). Tuttavia, la ketamina acuta non ha avuto alcun effetto sull'anedonia nel test ICSS. I nostri risultati completano il lavoro precedente dimostrando che il CSDS diminuisce la preferenza per i premi naturali (12,13,15) e indicano che l'ICSS è un metodo sensibile, affidabile e quantificabile per rilevare gli effetti anedonici del CSDS nel tempo nei topi. I risultati dimostrano anche che la ketamina ha effetti antidepressivi rapidi su alcune anomalie comportamentali indotte da CSDS.

Nel paradigma del CSDS, i topi suscettibili mostrano deficit nella preferenza del saccarosio che sono spesso interpretati come anedonia. Tuttavia, numerosi fattori complicano l'uso dei saccarosio come misura di anedonia. Innanzitutto, mancano di affidabilità: è stato riportato che il CSDS diminuisce (14-18), aumentare (61,62) o non hanno alcun effetto (63,64) sulla preferenza del saccarosio, con discrepanze simili riportate utilizzando il paradigma di stress lieve cronico (65,66). In secondo luogo, i test del saccarosio possono essere confusi dalla novità della soluzione di saccarosio, poiché gli stressanti cronici possono causare neofobia (67,68). Infine, la loro rilevanza traslazionale non è chiara, poiché non vi sono differenze di preferenza per le soluzioni dolci tra individui con disturbo depressivo maggiore e controlli sani (69,70), e la depressione e lo stress cronico possono causare sia perdita di peso o guadagno (8,71-73). Questi fattori suggeriscono che i test di preferenza e di consumo di saccarosio da soli potrebbero non rappresentare un approccio valido per valutare l'anedonia. Anche se i nostri studi ICSS non riguardano se questi test relativi al saccarosio riflettono la funzione di ricompensa, confermano che CSDS produce anedonia.

Un vantaggio del test ICSS è che consente di effettuare misurazioni giornaliere della funzione di ricompensa, consentendo un'analisi precisa della quantità di CSDS richiesta per produrre anedonia. I test ripetuti non sono fattibili nei test di preferenza su SI o saccarosio, poiché l'esperienza può influenzare i risultati. Qui dimostriamo che CSDS inizia ad elevare significativamente le soglie ICSS dalla seconda sessione di sconfitte. Le soglie sono rimaste elevate durante tutto il periodo del CSDS e fino a una settimana dopo la sua cessazione, dimostrando la persistente anedonia. Queste elevazioni della soglia sono coerenti con gli effetti di altri trattamenti pro-depressivi tra cui lo stress cronico imprevedibile (26,27), ritiro di droga (22-25) e agonisti dei recettori kappa-oppioidi (29,58). Sebbene le soglie nei topi di controllo siano rimaste stabili durante D1-10, le elevazioni nominali durante P1-5 possono essere dovute a un'idiosincronia del disegno sperimentale. In particolare, i topi di controllo erano alloggiati su un divisorio da un conspecifico durante D1-10, ma (come tutti i soggetti) erano socialmente isolati durante P1-5. È accertato che l'isolamento sociale dei roditori adulti produce segni legati alla anedonia (74).

È importante sottolineare che dimostriamo che è possibile attenuare l'anedonia indotta da CSDS nel test ICSS. Topi che sovraesprimono ΔFosB in neuroni medio spinosi tipo D1 di striato (55) sono meno sensibili agli aumenti CSSS delle soglie ICSS. Ciò è coerente con le relazioni precedenti secondo cui esse sono anche meno sensibili all'elusione sociale indotta dal CSDS (54) e agli effetti crescenti della soglia di U50488, un agonista del recettore kappa-oppioide noto per produrre disforia (58). La capacità di sovraespressione di ΔFosB per bloccare gli effetti anedonici di entrambi gli agonisti CSDS e KOR suggerisce una potenziale sovrapposizione nei meccanismi molecolari, come proposto in precedenza (75,76). Un possibile meccanismo con cui ΔFosB può mediare stress-resilienza è tramite l'induzione di GluR2 nel nucleo accumbens (NAc), che attenua il tono glutamatergico (54). Sebbene i topi ΔFosB-Control mostrino aumenti maggiori nelle soglie ICSS rispetto a quelli osservati nei topi C57BL / 6J, ciò potrebbe essere dovuto a un diverso background dei ceppi del fondatore; infatti i topi ΔFosB-Control sono anche più sensibili all'elusione sociale indotta dal CSDS (54).

È possibile che gli effetti acuti dolorosi del CSDS contribuiscano all'aumento delle soglie ICSS, considerando che il dolore acuto può aumentare le soglie ICSS (77). Sembra improbabile che gli aumenti della soglia ICSS osservati siano dovuti solo al dolore, tuttavia, per diversi motivi. In primo luogo, l'esposizione a stimoli stressanti incluso il CSDS produce spesso analgesia indotta da stress (75,78). In secondo luogo, le soglie ICSS sono rimaste elevate dopo la conclusione della sconfitta, indicando che gli effetti del CSDS sono prolungati e indipendenti dal dolore acuto. Terzo, i topi che "testimoniano" le sessioni di sconfitta sociale mostrano comportamenti depressivi nonostante la mancanza di contatto fisico (79). Infine, il CSDS non è riuscito a produrre anedonia nei topi che sovraesprimono ΔFosB nello striato, dove media la resistenza allo stress (54). I risultati attuali suggeriscono che il CSDS produce adattamenti all'interno dei percorsi di ricompensa del cervello (12,13,15,54) che risultano nel fenotipo anedonico.

Sebbene gli antidepressivi standard possano invertire gli effetti comportamentali del CSDS, è necessario un trattamento cronico (12,16). Poiché la ketamina acuta ha un rapido effetto antidepressivo nell'uomo (31-39), abbiamo valutato se il trattamento con chetamina acuta annulla gli effetti del CSDS nei topi. Abbiamo scoperto che una singola dose di ketamina (20 mg / kg, IP) causa effetti antidepressivi rapidi (~ 24 ore) nel test SI dopo esposizione al CSDS. Ciò è coerente con numerosi studi che descrivono gli effetti rapidi (entro poche ore) di dosi subanestetiche di ketamina nell'uomo (31-39), anche in pazienti con depressione resistente al trattamento (32,34,38,39). La ketamina ha anche effetti antidepressivi rapidi in altri modelli animali tra cui il test di nuoto forzato (FST) e il test di sospensione della coda (TST) (40,41,42,43,44,48,50), paradigma di impotenza appresa (45,50,51) e il paradigma di stress mite cronico (46,47,49). Né il CSDS né la ketamina acuta hanno influenzato l'attività locomotoria, un fattore importante per escludere effetti non specifici sulla produzione motoria lorda che possono complicare l'interpretazione dei dati. Considerando che la ketamina produce effetti amnestici nei roditori (52,53), abbiamo valutato la possibilità che la ketamina interferisca con l'apprendimento e la memoria legati allo stress. Coerente con i lavori precedenti (50), abbiamo riscontrato che 20 mg / kg di ketamina non interferisce con le prestazioni del test di evitamento passivo, suggerendo che gli effetti antidepressivi del farmaco nei nostri studi non sono dovuti a compromissione della memoria. Dimostriamo inoltre che il trattamento acuto con ketamina che riduce l'evitamento sociale non influenza il comportamento nell'EPM, anche se i rapporti precedenti sono inconcludenti (42,43). Insieme, i nostri risultati suggeriscono che gli effetti della ketamina nel test SI possono essere differenziati dagli effetti sull'apprendimento e memoria o ansia.

È interessante notare che una singola iniezione di 20 mg / kg di ketamina 24 prima del primo giorno di CSDS non ha avuto alcun effetto sull'evitamento sociale, suggerendo l'incapacità di prevenire lo sviluppo di ripetuti adattamenti indotti dallo stress, almeno con questa singola dose. Inoltre, gli effetti antidepressivi della ketamina nel test SI non erano persistenti: i topi re-testati 1 settimana dopo non mostravano un'attenuazione continua dell'evitamento sociale indotto dal CSDS. Questo risultato è ampiamente coerente con studi clinici che riportano che i pazienti che rispondono alla ketamina acuta spesso manifestano recidiva entro diversi giorni (31,39,80) e con relazioni precliniche di effetti antidepressivi acuti ma non persistenti della ketamina nella FST e TST nei topi (41,51,81), sebbene vi siano anche segnalazioni di effetti persistenti (45,49,50,82). Queste differenze possono essere dovute all'intensità o al tipo di stress (es. Stress sociale versus FST o TST) o differenze di sforzo (41). Il trattamento ripetuto con ketamina può essere necessario per indurre effetti persistentemente attendibili. È stato recentemente riportato che il trattamento ripetuto con ketamina nei ratti era necessario per produrre un fenotipo resiliente di lunga durata nel paradigma dello stress cronico imprevedibile (81). Inoltre, vi è evidenza che la somministrazione cronica di chetamina induce effetti simili agli antidepressivi a dosi che non sono acutamente efficaci (83). Vi sono segnalazioni che ripetute infusioni in pazienti con depressione resistente al trattamento possono determinare una risposta antidepressiva più prolungata rispetto a una singola infusione (84-86). Tuttavia, l'uso diffuso della ketamina come terapia può essere limitato dalla responsabilità di abuso e da altri effetti collaterali (87-89). Caratterizzare il corso del tempo degli effetti della ketamina in modelli animali può aiutare a ottimizzare i regimi di trattamento clinico.

Nonostante i suoi effetti sull'evitamento sociale, la ketamina acuta non è riuscita a bloccare gli effetti anedonici del CSDS nel test ICSS. Ciò è stato inaspettato considerando precedenti relazioni che la ketamina inverte le diminuzioni legate allo stress nella preferenza del saccarosio (45,48), e aumenta l'efflusso di dopamina nel NAc (90), un effetto spesso associato a un umore elevato (91). Al meglio delle nostre conoscenze non ci sono rapporti sulla capacità degli antidepressivi standard di invertire gli effetti del CSDS sull'ICSS. Non possiamo escludere la possibilità che il trattamento con chetamina possa invertire l'anedonia indotta da CSDS nel test ICSS usando altri regimi di trattamento (ad esempio, dosi diverse, somministrazione ripetuta) o ceppi di topi, sebbene tali studi esulino dallo scopo di questo rapporto considerando il numero di possibili permutazioni nella progettazione sperimentale. Tuttavia, studi sugli animali che comportano la somministrazione ripetuta di ketamina possono avere un valore limitato nel comprendere perché il farmaco sia clinicamente efficace dopo somministrazione acuta nelle persone (31).

Il CSDS induce anche comportamenti ansiosi come misurati in saggi esplorativi come il labirinto più elevato o il campo aperto (12,13). Tuttavia, una caratteristica importante del paradigma CSDS è che può distinguere queste misure ansiose da segni più depressivi come l'evitamento sociale oi deficit di preferenza del saccarosio. Nello specifico, l'evitamento sociale e il deficit di preferenza del saccarosio sono trattati efficacemente con antidepressivi standard ma non con ansiolitici (12). Inoltre, i topi che mostrano un fenotipo resiliente (cioè quelli che mancano di evitamento sociale e deficit di preferenza del saccarosio) mostrano livelli equivalenti di comportamento simile all'ansia (15), come visto nei topi che sovraesprimono ΔFosB (54). Allo stesso modo, mostriamo che la ketamina acuta (20 mg / kg) ha influenzato una dimensione del comportamento depressivo (evitamento sociale), ma non altri (anedonia, ansia, apprendimento e memoria), suggerendo che questi comportamenti rappresentano domini distinti regolati da separati, ma sovrapposti circuiti nel cervello (92). I meccanismi molecolari mediante i quali la ketamina produce questi effetti antidepressivi non sono ben compresi, ma possono comportare alterazioni nella funzione del glutammato o sintesi proteica all'interno delle regioni del cervello tra cui l'ippocampo e la corteccia frontale (45,46,47,50).

Ringraziamenti

Le note

Referenze