Amino acid tissue levels and GABAa receptor binding in the developing rat cerebellum following status epilepticus

Incidence of status epilepticus (SE) is higher in children than in adults and SE can be induced in developing rats. The cerebellum can be affected after SE; however, consequences of cerebellar amino acid transmission have been poorly studied. The goal of this study was to determine amino acid tissue concentration and GABAA receptor binding in the immature rat cerebellum after an episode of SE. Thirteen-day-old (P13) rat pups received in- traperitoneal injections of lithium chloride (3 mEq/kg). Twenty hours later, on P14, SE was induced by subcutaneous injection of pilocarpine hydrochloride (60 mg/kg). Control ani- mals were given an equal volume of saline subcutaneously. Animals were killed 24 h after SE induction, the cerebellum was quickly removed, and the vermis and hemispheres were rapidly dissected out on ice. Amino acid tissue concentrations in the vermis and hemi- spheres were evaluated by HPLC and fluorescent detection. GABAA receptor binding in the medial vermis was analyzed by in vitro autoradiography. SE increased the tissue levels of the inhibitory amino acids taurine (80%) and alanine (91%), as well as glutamine (168%) in the cerebellar hemisphere; no changes were observed in the vermis. SE did not modify GABAA receptor binding in any cerebellar lobule from the vermis. Our data demonstrate that SE produces region-specific changes in amino acid concentrations in the developing cerebellum

Inducción de status epilepticus durante las fases de luz/oscuridad del día y efecto sobre la muerte neuronal en el hipocampo en la rata en desarrollo

El status epilepticus (SE) es una condición neurológica caracterizada por la presentación de crisis epilépticas continuas por un tiempo prolongado o por crisis intermitentes sin la recuperación completa del individuo entre las mismas. Su incidencia es mayor en sujetos en desarrollo y causa muerte neuronal en diversas áreas cerebrales, siendo el hipocampo una región altamente sensible. Existe evidencia que muestra una variación circádica en la presentación de las crisis epilépticas tanto en humanos como en modelos experimentales de epilepsia

Pancho Ciencia y la importancia del bienestar animal

Esta historia, anecdótica y ficticia presenta algunos de los conceptos éticos a considerarse en la experimentación con animales de laboratorio, pues son fuentes de conocimiento y modelos biológicos. El personaje principal es Francisco López, Pancho Ciencia, un estudiante de posgrado que descubre la relevancia del bienestar animal a partir de un adecuado control sanitario y de generar las condiciones ambientales aptas para su crianza y su uso. Comprende además el principio de las 3 R’s (reemplazo, reducción y refinamiento), elementos necesarios para trabajar con seres vivos en la investigación

Modelos experimentales de epilepsia en ratas en desarrollo

La epilepsia es un trastorno neurológico crónico que se presenta más comúnmente en los niños que en los adultos. El período posnatal temprano representa un período crítico del desarrollo para el sistema nervioso central, de tal forma que un cerebro inmaduro es generalmente más susceptible a la generación de crisis epilépticas que uno adulto. Además, puesto que los efectos de las crisis epilépticas producidas en el cerebro en desarrollo son dependientes de la edad, las crisis generadas en un sujeto inmaduro resultan en diferentes consecuencias. El uso de modelos animales para el estudio de la epilepsia, empleando ratas en desarrollo, permite al investigador entender los mecanismos que generan las crisis epilépticas, los que las detienen, los procesos de epileptogénesis, así como la identificación de posibles terapias farmacológicas; sin embargo, cada uno de estos abordajes experimentales presentan peculiaridades y también limitantes que deben ser consideradas. Dichos modelos se clasifican en base al tiempo que toma generar las crisis epilépticas, al agente causante de la actividad epiléptica e incluso dependiendo del tipo de crisis epiléptica generada. Este artículo aborda a manera de revisión, los diferentes modelos de epilepsia que se han utilizado en la rata neonata y en desarrollo

Interacción entre la hormona del crecimiento y el sistema glutamatérgico: Implicaciones para la plasticidad cerebral

La hormona del crecimiento (HC) es una hormona proteica que posee efectos pleiotrópicos, tanto a nivel sistémico como cerebral. La HC participa en el desarrollo del sistema nervioso al regular el crecimiento, la proliferación, la diferenciación y la supervivencia celular. Además, la HC está involucrada en procesos de plasticidad cerebral como el aprendizaje y la memoria, e incluso de neuroprotección. Sin embargo, en dichos procesos, la participación del sistema glutamatérgico es fundamental. La evidencia apunta a que la HC y el glutamato mantienen una relación estrecha de modulación para promover dichos cambios plásticos, por lo que la presente revisión compila la relación que existe entre ambos sistemas

Advances and Challenges of Cannabidiol as an Anti-Seizure Strategy: Preclinical Evidence

The use of Cannabis for medicinal purposes has been documented since ancient times, where one of its principal cannabinoids extracted from Cannabis sativa, cannabidiol (CBD), has emerged over the last few years as a promising molecule with anti-seizure potential. Here, we present an overview of recent literature pointing out CBD’s pharmacological profile (solubility, metabolism, drug-drug interactions, etc.,), CBD’s interactions with multiple molecular targets as well as advances in preclinical research concerning its anti-seizure effect on both acute seizure models and chronic models of epilepsy. We also highlight the recent attention that has been given to other natural cannabinoids and to synthetic derivatives of CBD as possible compounds with therapeutic anti-seizure potential. All the scientific research reviewed here encourages to continue to investigate the probable therapeutic efficacy of CBD and its related compounds not only in epilepsy but also and specially in drug-resistant epilepsy, since there is a dire need for new and effective drugs to treat this disease

Tickling in juvenile but not adult female rats conditions sexual partner preference

Female rats display a conditioned partner preference for males that bear odors paired with different types of rewarding unconditioned stimuli (UCS). Here we examined whether tickling constitutes a rewarding UCS that supports the development of partner preferences. In Experiment 1, we tested the possibility that odors associated with a tickling UCS in prepubescent rats would induce a conditioned partner preference in adulthood. Two groups were formed with 31-day-old, single-housed females, tickled for 6 min daily for 10 days, by a hand that wore a scented glove (almond or lemon). At 47 days of age, females were ovariectomized (OVX), hormone-primed (EB + P), and tested for sexual partner preference with two scented stud males (one almond and one lemon). In each group, females displayed a sexual preference toward males bearing the odor paired with tickling, as observed with longer visits, more solicitations, hops & darts, and receiving more intromissions and ejaculations from the preferred male. In Experiment 2, we used 3-month old, OVX, hormone-primed rats conditioned every 4 days for 10 trials. In contrast to juvenile females, adult females failed to prefer males that bore the odor paired with tickling but instead preferred the novel male. These results suggest that tickling has opposite age-dependent effects in the conditioning of partner preference. Tickling in juvenile females appears to act as a rewarding UCS, whereas in adult females it may act as an aversive UCS. Further research is needed to understand brain mechanisms that might account for such differences

Sexual behavior and adult neurogenesis: why thinking about the cerebellum?

La neurogénesis adulta es la formación de nuevas neuronas en cerebro adulto y constituye una respuesta de adaptación al ambiente o a cambios impuestos sobre la fisiología neuronal. Su regulación se lleva a cabo por factores ambientales, hormonales, genéticos y epigenéticos, y es específica para los distintos nichos neurogénicos. El giro dentado del hipocampo y la zona subventricular del bulbo olfatorio son los principales nichos neurogénicos, pero es aceptado que otras zonas del sistema nervioso central presentan precursores neuronales. Esta revisión discute los datos que apoyan la existencia de neurogénesis en el cerebelo adulto y propone una hipótesis sobre la relación funcional de dicho proceso con la experiencia sexual. El cerebelo tiene un desarrollo ontogénico prolongado que finaliza en la etapa posnatal, pero los escasos datos previos parecen restringir la presencia de neurogénesis en roedores a un corto periodo postnatal (21 días), dependiente de la presencia de una zona proliferativa en la capa granulosa externa.  No obstante, se ha demostrado neurogénesis en cerebelo de conejo prepuber y adulto. Actualmente estamos investigando si la exposición prolongada a un ambiente enriquecido o la experiencia sexual pueden actuar como un factor estimulador de la neurogénesis cerebelar. Los datos muestran que: 1) el enriquecimiento social y sensorial produce un aumento significativo de la neurogénesis en la capa granulosa de la corteza del cerebelo en ratones adultos; 2) en ratas macho la experiencia sexual promueve de manera muy selectiva la supervivencia de nuevas neuronas, efecto que no se observa en los machos que copulan mal. Los resultados sugieren que existe neurogénesis en el cerebelo adulto y que puede ser modulada por el enriquecimiento social y la culminación de la experiencia sexual.Different stimuli facilitate neurogenesis in the adult brain. These include environmental enrichment, hormones, and genetic/epigenetic factors. The dentate gyrus of the hippocampus and the subventricular zone in the olfactory bulb have been described as the main neurogenetic niches, but it is now also accepted that undifferentiated precursors could be present elsewhere in the adult with the potency to originate newborn neurons. The present review aims to discuss data supporting the existence of neurogenesis in the adult cerebellum and propose a hypothesis for the functional relationship between cerebellar neurogenesis and sexual experience. The cerebellum shows protacted neurogenesis as the ontogenetic development is completed postnatally. The proliferative capacity of the cerebellum appears to depend on the presence of an external granule layer (EGL), a proliferative layer where neuronal precursors are produced and from where they migrate. Recently, it has been described neurogenesis in adolescent and adult rabbits. However, in rodents, neurogenesis seems to be restricted to a short period of 21 postnatal days, when EGL finally disappears. In this review, we discussed new data demonstrating that: 1) social and sensorial enrichment is able to extend and increase the proliferative activity in the adult mouse cerebellum; 2) sexual experience selectively promotes survival of new-born neurons, though this effect is not observed in non-copulating male rats. Results suggest that sexual experience selectively re-wired cerebellum circuitry by allowing a few newborn neurons to survive and be integrated into cerebellar networks.La realización del presente trabajo fue financiada por las siguientes Becas: Conacyt Reg. Nº 170664; Conacyt Reg Nº 12303 CA-28; Secretaría de Estado de Universidades e Investigación del Ministerio de Educación y Ciencia, España (PR2006-0222

Caracterización de las convulsiones y el status epilepticus producido por el pentilentetrazol en ratas de 14 días de edad

El status epilepticus (SE) es un tipo de actividad epiléptica con alta incidencia en niños; se caracteriza por crisis epilépticas por un tiempo prolongado, con consecuencias como muerte neuronal y desarrollo de epilepsia. A nivel experimental, el pentilentetrazol (PTZ) produce convulsiones tónico-clónicas generalizadas (CTCG) en la rata en desarrollo con alta mortalidad. En este estudio se realizó una curva dosis-respuesta con la finalidad de caracterizar las convulsiones producidas por una dosis única de PTZ (45, 50, 55, 60, 65, 70 y 75 mg/kg, i.p.) en ratas Wistar de 14 días de edad (P14). No se identificaron diferencias estadísticamente significativas entre las dosis de PTZ analizadas en la proporción de ratas que presentaron CTCG, SE o murieron después de la aplicación del PTZ. Con 45 mg/kg de PTZ ninguna rata presentó CTCG, con 50 mg/kg de PTZ el 25% de las ratas mostraron CTCG, mientras que a dosis mayores el 100% de las ratas presentaron estas convulsiones. Las ratas que presentaron CTCG y que no murieron desarrollaron enseguida SE en todas las dosis estudiadas, en un porcentaje que varió de 63% (55 y 60 mg/kg de PTZ) a 25-37% (70-50 mg/kg de PTZ). Todas las ratas inyectadas con 75 mg/kg de PTZ presentaron CTCG y murieron. Los datos de este estudio sugieren que la administración de una sola dosis de PTZ en la rata P14 puede ser un modelo útil para el estudio de CTCG y SE en la rata en desarroll

Beyond the basal ganglia: cFOS expression in the cerebellum in response to acute and chronic dopaminergic alterations

The suggestion of an anatomical and functional relationship between the basal ganglia and cerebellum is recent. Traditionally, these structures were considered as neuronal circuits working separately to organize and control goal-directed movements and cognitive functions. However, several studies in rodents and primates have described an anatomical interaction between cortico-basal and cortico-cerebellar networks. Most importantly, functional changes have been observed in one of these circuits when altering the other one. In this context, we aimed to accomplish an extensive description of cerebellar activation patterns using cFOS expression (cFOS-IR) after acute and chronic manipulation of dopaminergic activity. In the acute study, substantia nigra pars compacta (SNc) activity was stimulated or suppressed by intra cerebral administration of picrotoxin or lidocaine, respectively. In addition, we analyzed cerebellar activity after the induction of a parkinsonism model, the tremulous jaw movements. In this model, tremulous jaw movements were induced in male rats by IP chronic administration of the dopamine antagonist haloperidol (1.5 mg/kg). Acute stimulation of SNc by picrotoxin increased cFOS-IR in the vermis and cerebellar hemispheres. However, lidocaine did not produce an effect. After 14 days of haloperidol treatment, the vermis and cerebellar hemispheres showed an opposite regulation of cFOS expression. Chronic dopaminergic antagonism lessened cFOS expression in the vermis but up-regulated such expression in the cerebellar hemisphere. Overall, the present data indicate a very close functional relationship between the basal ganglia and the cerebellum and they may allow a better understanding of disorders in which there are dopamine alterations.We are grateful to John Salamone and Mercé Correa for their comments during the progression of the study. Also, we thank Timothy Attwood Gibbons for the English revision of the manuscrip