Alumna: Dra. Sandra Berenice Raya Santoyo Tutor: Dr. Fiacro Jiménez Ponce

1. HOSPITAL GENERAL DE MÉXICO 2009 EL EFECTO DE LA ESTIMULACIÓN ELÉCTRICA, EN CORTEZA ORBITOFRONTAL, EN RATAS CON CONDUCTA PERSEVERANTE INDUCIDA POR 8 OH-DPAT COMO UN MODELO DE TRASTORNO OBSESIVO COMPULSIVO Maestría en Ciencias Médicas Universidad Anáhuac Sede: CMN 20 de Noviembre Materia. Seminario de investigación II Alumna: Dra. Sandra Berenice Raya Santoyo Tutor: Dr. Fiacro Jiménez Ponce Sede: Hospital General de México O.D.

2. Estimulación Eléctrica Cerebral Profunda: • Utilizada desde 1884 como una herramienta para mejorar los procedimientos neuroquirúrgicos. • La estimulación eléctrica cerebral profunda inhibe / excita las neuronas? • Existe modificación en la liberación de neurotransmisores en las estructuras estimuladas con estimulación eléctrica. • Actualmente es utilizada como tratamiento en dolor crónico, Parkinson (temblor, distonia), enfermedades psiquiátricas y epilepsia. Kringelbach ML, Jenkinson N, Owen SL, Aziz TZ. Translational principles of deep brain stimulation. Nat.Rev.Neurosci. 2007 Aug;8(8):623-635.

3. Trastorno Obsesivo Compulsivo (TOC): Clasificado en psiquiatría dentro de los trastornos de ansiedad y se caracteriza por la presencia de obsesiones y compulsiones. Obsesiones: ideas, pensamientos, impulsos o imágenes intrusivas, repetitivas e inapropiadas, reconocidas por el paciente como propias, que causan gran malestar o ansiedad y persisten a pesar de los intentos por evitarlos o neutralizarlos. Compulsiones: actos repetitivos o ritualizados que se ejecutan para disminuir la ansiedad generada por las obsesiones o prevenir la ocurrencia de un evento temido. American Psychiatric Association (1994) Diagnostic and statistical manual of mental disorders, IV en (DSM-IV). American Psychiatric Association, Washington D.C.

4. Epidemiología del TOC • Se estima una prevalencia anual en sitios internacionales de 1.9 a 2.5 por 100 habitantes. • La OMS estima la prevalencia del TOC en 2.1% de la población general. • Afecta 4.3 millones de personas en EUA. • El impacto económico en la población es poco conocido en México. • La edad de presentación de la enfermedad es en adultos jóvenes (Karno M, Golding JM, Sorenson SB, Burnam MA. The epidemiology of obsessive-compulsive disorder five US communities. Arch.Gen.Psychiatry 1988 Dec;45(12):1094-1099. Frena J, Cuelas E, Tapia R, Castañón R, et al. ' Programa De Acción En Salud Mental', 2002) <www.ssa.gob.mx>.

5. Corteza Orbitofrontal Caudado Ventromedial Vía Directa Vía Indirecta Sistema de control indirecta en Ganglios Basales Globo Pálido, Sustancia Nigra Tálamo Medio Dorsal Fisiopatología de TOC Vía directa e indirecta: McGuire PK, Bench CJ, Frith CD, Marks IM, Frackowiak RS, Dolan RJ (1994) Functional anatomy of obsessive-compulsive phenomena. Br J Psychiatry 164:459–468 Zalad D.H., and Kim S.W.. 'Anatomy and Function of the Orbital Frontal Cortex, I: Anatomy, Neurocircuitry, and Obsessive-Compulsive Disorder', vol. 8/(1996), pp. 125-138.

6. Shiloh R, Nutt D, Weizman A. Atlas of Psychiatric Pharmacotherapy. Martin Dunitz. 2nd Edition. London, UK. 2000.

7. Trastorno Obsesivo Compulsivo: • Terapia Psicoconductual • Médico (Inhibidores de la recaptura de serotonina) • Quirúrgico Tratamientos

8. MODELOS ANIMALES Objetivos para utilizar un modelo animal en trastornos neuroconductuales : Mejorar el conocimiento sobre los mecanismo y sustratos en la conducta normal y anormal en modificaciones ambientales, fármacos o destrucciones del tejido tisular. Trasladar nuestras ideas de un estudio animal preclínico al clínico y vs. Identificar nuevos blancos, vías y mecanismos de la acción de los medicamentos Evaluar riesgos: efecto neuroprotector, antidegenerativo, mejoría en cognición y tratamientos en nuevos tratamientos. van der Staay FJ, Arndt SS, Nordquist RE. Evaluation of animal models of neurobehavioral disorders. Behav.Brain Funct. 2009 Feb 25;5:11. Korff S, Harvey BH. Animal models of obsessive-compulsive disorder: rationale to understanding psychobiology and pharmacology. Psychiatr.Clin.North Am. 2006 Jun;29(2):371-390.

9. MODELOS ANIMALES Tipos de validez en modelos animales • Sustrato fisiológico en el animal previamente estudiado y que es modificado por algún factor externo. • Validez de apariencia: similitud en la sintomatología • Validez predictiva: similitud en el efecto de medicamentos conocidos. • Validez de constructo: similitud en los mecanismos fisiopatológicos van der Staay FJ, Arndt SS, Nordquist RE. Evaluation of animal models of neurobehavioral disorders. Behav.Brain Funct. 2009 Feb 25;5:11.

10. Joel D. Current animal models of obsessive compulsive disorder: a critical review. Prog.Neuropsychopharmacol.Biol.Psychiatry 2006 May;30(3):374-388.

11. Aparato: laberinto en T Imagen de laberinto en T

12. Planteamiento del Problema Sabemos que la estimulación a alta frecuencia de la capsula interna 26, del núcleo accumbens 27, del pedúnculo talámico inferior 29 y del STN (Klavir OD) pueden disminuir los síntomas del TOC. También sabemos que la estimulación del núcleo reticular del tálamo produce efectos diferenciales sobre la conducta perseverante en el modelo de laberinto en T 30. Por lo tanto este modelo tiene validez para evaluar el efecto de la estimulación de la Corteza Orbito Frontal (COF) y compararlo contra el efecto de 8-OH DPAT y ISRS 26. Nuttin, B. J., L. A. Gabriels, P. R. Cosyns, et al. 'Long-Term Electrical Capsular Stimulation in Patients with Obsessive-Compulsive Disorder', Neurosurgery, vol. 62/no. 6 Suppl 3, (2008), pp. 966-977. 27. Sturm, V., D. Lenartz, A. Koulousakis, et al. 'The Nucleus Accumbens: A Target for Deep Brain Stimulation in Obsessive-Compulsive- and Anxiety-Disorders', Journal of Chemical Neuroanatomy, vol. 26/no. 4, (2003), pp. 293-299. 29. Velasco M, Velasco F, Jiménez F, Carrilo-Ruiz JD, Velasco AL, Salín Pascual R: Electrocortical and behavioral responses elicited by acute electrical stimulation of inferior thalamic peduncle and nucleus reticularis thalami in a patient with major depression disorder. Clin Neurophysiol 117:320-327, 2006. 30. Andrade P, Jimenez F., Carrillo J, Ramirez Ylian. Efectos de la lesión química por estereotaxia en el núcleo reticular del tálamo sobre la conducta en ratas en un laberito en T después de la administración de 8 OH-DPAT. 2008;3 (2):8-13

13. Planteamiento del Problema Joel et. al. Han demostrado que la lesión de la corteza orbitofrontal produce perseverancia en un modelo animal de TOC. Sin embargo no existe evidencia acerca de que la estimulación eléctrica de la corteza orbitofrontal modifique la conducta no alternante en un modelo experimental (provocada con la aplicación de un agonista serotoninérgico como el 8OH DPAT en ratas). Sería importante determinar si la estimulación eléctrica diferencial del sistema talámico orbitofrontal puede replicar los efectos del manejo farmacológico.

14. Justificación El TOC es un padecimiento crónico considerado como una de las 10 causas líderes de discapacidad en el mundo. Existe un porcentaje de pacientes (30-40%) que es resistente al tratamiento médico, por lo que es posible ofrecerles una opción para la mejoría de su cuadro clínico a través de la estimulación eléctrica cerebral profunda. Las manifestaciones del TOC se han asociado a diversas estructuras anatómicas como la corteza orbitofrontal, estriado, globo pálido, núcleo accumbens, brazo anterior de la capsula interna y el tálamo. La estimulación de nuevos centros está basada en la búsqueda de un mejor resultado en la terapéutica.

15. Justificación La COF puede ser una estructura inhibitoria del los circuitos límbico y paralímbico. Su manipulación nos proporcionara información valiosa sobre el mecanismo de acción de la estimulación eléctrica que cada vez tiene mayor uso clínico. El modelo experimental del laberinto en T proporcionará información sobre fisiopatología del TOC y sobre el efecto de los diferentes parámetros de estimulación.

16. Hipótesis La estimulación eléctrica de la corteza orbitofrontal a alta frecuencia (120 Hz) aumentará la conducta perseverante en el modelo animal (de manera similar al efecto de una lesión), mientras que la estimulación a baja frecuencia (2 Hz) revertirá el efecto sobre la perseverancia producido por un agonista serotoninérgico (8-OH-DPAT) en un 50% o más de la perseverancia basal.

17. Objetivos Principal. Determinar el efecto de la estimulación eléctrica de la corteza orbitofrontal, en un modelo de ratas no alternantes, en un laberinto en T, inducidas por 8 HO-DPAT. Secundarios. Comparar los resultados obtenidos por la aplicación de la estimulación eléctrica a alta y baja frecuencia en la corteza orbitofrontal en ratas no alternantes con los resultados obtenidos con las ratas pre-tratadas con clorimipramina. Determinar si la sola implantación del electrodo en la corteza orbitofrontal en el mismo modelo es causa de alguna respuesta en los modelos no alternantes.

18. Tipo y diseño del estudio Estudio básico Experimental Con asignación aleatoria de la maniobra a seguir Comparativo (concurrente y cruzado) Longitudinal Fuente de datos de novo Evaluación abierta

19. Tamaño de muestra 2 N = σ|Zα + Zϐ| µo - µ1 En la replica del modelo al cuarto día de habituación encuentro una media en el grupo de solución salina de 1.0 DS 0.47 y en el grupo de 8 OH-DPAT una media de 3.3 DS 2.2 2 N = 2.2 |1.96 + 0.84| 3.3 – 1.0 = 7.17 Artículo: media con solución salina de 1.6 DS 0.7 y media con 8 OH-DPAT de 3.5 DS 1.8 2 N = 1.8 |1.96 + 0.84| 3.5 – 1.6 = 7.03 Andrade P, Fernandez-Guasti A, Carrillo-Ruiz JD, Ulloa RE, Ramirez Y, Reyes R, et al. Effects of bilateral lesions in thalamic reticular nucleus and orbitofrontal cortex in a T-maze perseverative model produced by 8-OH-DPAT in rats. Behav.Brain Res. 2009 Oct 12;203(1):108-112.

20. Población y tamaño de la muestra • 6 grupos de 10 ratas cada uno. • Se mantendrán en grupos máximos de 5 por jaula en un ciclo de luz-obscuridad invertidos 10 días antes del inicio del experimento. • El cuidado y manejo de los animales son utilizados según la NOM-062-ZOO-1999.

21. Criterios de selección Criterios de inclusión Ratas de laboratorio tipo Wistar, con medidas de higiene y vacunas proporcionadas por el laboratorio Género: Macho Peso de 250 a 350 gramos Criterios de exclusión Manipulación por medicamentos o quirúrgicos externos al protocolo. Datos de infección. Criterios de eliminación Ratas que espontáneamente perseveren más de dos intentos Infecciones causadas por la manipulación quirúrgica Malas condiciones ambientales en el bioterio Muerte del animal previo a la evaluación Localización inadecuada del electrodo

22. Definición de variables Independientes:

23. Definición de variables Dependientes:

25. Imagen de target • Paxinos G, Watson C (1998) The rat brain in stereotaxic coordinates: 4th ed. San Diego: Academic Press.

26. Coordenadas: • 3.7 mm anterior a bregma, • 2.4 mm lateral a la línea media • 4.8 mm ventral a la dura Parámetros de estimulación Intensidad: 1 V Anchura de pulso: 500 micro segundos Resistencia eléctrica:100 K Frecuencia: 130 Hz o 2 Hz

27. Estrategias de análisis estadístico Ho : µ1 = µo H1: µ1 ≠ µo Significancia estadística (α) de 0.05 Distribución a dos colas Poder: 0.8

28. Estrategias de análisis estadístico • Variable cualitativa: • X2 • De las variables cuantitativas se obtendrán: • Medidas de frecuencia • Medidas de tendencia central • Medidas de dispersión

29. Estrategias de análisis estadístico Comparaciones entre grupos (más de 2): ANOVA Comparación de relaciones (antes y después de 8 OH-DPAT) Distribución es normal: T pareada. Distribución anormal: Wilcoxon

30. CRONOGRAMA • Primer cuatrimestre: de octubre del 2008 a enero del 2009. • Elaboración del protocolo de investigación, discusión con el tutor sobre correcciones, modificaciones y viabilidad del proyecto. • Se somete a los comités de investigación y ética dentro del hospital sede para del desarrollo del protocolo de investigación (Hospital General de México O.D.) • Replica del modelo de TOC en una muestra de 20 ratas Wistar, utilizando solución salina intraperitoneal y 8 OH-DPAT. • Segundo cuatrimestre: febrero del 2009 a mayo del 2009. • Adquirir sustancias: 8 OH-DPAT, Clorimipramina y solución salina. • Manejo de 30 ratas Wistar, las cuales se distribuirán de forma aleatoria en los tres primeros grupos, utilizando el método de aleatorización simple con una máquina de números aleatorios.

31. CRONOGRAMA • Tercer cuatrimestre: junio del 2009 a septiembre del 2009. • Elaboración de 60 electrodos bipolares • Montar espacio físico para estimulación eléctrica intracerebral profunda • Probar equipo Grass • Adquirir material necesario para llevar acabo la implantación de electrodos y la estimulación eléctrica. • Cuarto cuatrimestre: agosto 2009 a enero 2010 • Manejo de 30 ratas Wistar, las cuales se distribuirán de forma aleatoria en los grupos IV, V y VI, utilizando el método de aleatorización simple con una máquina de números aleatorios. • Quinto cuatrimestre: febrero del 2010 a mayo del 2010. • Análisis de resultados y elaboración de tesis de maestría.