Métodos experimentais em psicofarmacologia

Anderson LeãoBel. em BiomedicinaDoutorando em Neurociências

O que é ciência?Science is more than a body of knowledge; it’s a way of thinking, a way of skeptically interrogating the universe with a fine understanding of human fallibility. If we are not able to ask skeptical questions, to interrogate those who tell us that something is true, to be skeptical of those on authority, then we are up for grab by the next charlatan …. who comes ambling along.

Carl Sagan, Astrônomo (1934-1996).

Última entrevista de Carl Sagan (27 de maio de 1996):Parte 1: http://www.youtube.com/watch?v=h9DwkAWJTewParte 2: http://www.youtube.com/watch?v=mj837dPP50kParte 3: http://www.youtube.com/watch?v=SEPYfXPEh78

O que é ciência?

“Science is a way of trying not to fool yourself. The principle is that you must not fool yourself, and you are the easiest person to fool.”

Richard P. Feynman

Parte 1: http://www.youtube.com/watch?v=xi0UpTUJ5jsParte 2: http://www.youtube.com/watch?v=uEPebSqfkcMParte 3:http://www.youtube.com/watch?v=w2XR640h8vMParte 4: http://www.youtube.com/watch?v=6tvq2xIk2r8

O método científicoPergunta

Pesquisa

Hipótese

Experimento

Análise

Conclusões

Modelo

Aceita hipótese

Rejeita hipótese

Modelos?

Scientific modelling Scientific modelling is the process of generating abstract, conceptual, graphical or mathematical models. Science offers a growing collection of methods, techniques and theory about all kinds of specialized scientific modelling. A scientific model can provide a way to read elements easily which have been broken down to a simpler form.

Modelling is an essential and inseparable part of all scientific activity, and many scientific disciplines have their own ideas about specific types of modelling. Modeling involves abstraction, simplification, and formalization, in light of particular methods and assumptions, in order to better understand a particular part or feature of the world, and to potentially intervene [1] [2]. There is also an increasing attention to scientific modelling[3] in fields such as philosophy of science, systems theory, and knowledge visualization.

http://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_modelling

Validação de modelos

• O que é validar?– Não se valida um modelo, mas sim a interpretação

dos dados gerados por este modelo. – Nenhum modelo é válido em todas situações e

para todos os propósitos.– A validade está restrita a um uso específico do

modelo.

Modelos em psicofarmacologia

Paul Willner (1984)

• Constructos teóricos que relacionem o modelo e a fisiopatologia da doença

Validade de constructo

• Isomorfismo sintomático entre a doença e o modelo Validade de face

• Manipulações farmacológicas – especialmente as terapêuticas, que sabidamente influem na doença – devem ter efeito similar no modelo

validade preditiva

• Consistência dos resultados cada vez que as medidas são realizadas sob as mesmas circunstâncias

Validade interna

• Em que extensão um modelo animal pode ser generalizado para outras populações ou espécies.

Validade externa

Modelos em psicofarmacologia

Modelos animais

Princípios éticos

• Aplica-se aos animais das espécies classificadas como filo Chordata, subfilo Vertebrata, observada a legislação ambiental.

• Morte por meios humanitários: a morte de um animal em condições que envolvam, segundo as espécies, um mínimo de sofrimento físico ou mental.

• Cria o CONSELHO NACIONAL DE CONTROLE DE EXPERIMENTAÇÃO ANIMAL – CONCEA– Formular e zelar pelo cumprimento das normas relativas à utilização humanitária de animais

com finalidade de ensino e pesquisa científica;– Credenciar instituições para criação ou utilização de animais em ensino e pesquisa científica;– Manter cadastro atualizado dos procedimentos de ensino e pesquisa realizados ou em

andamento no País, assim como dos pesquisadores.

• Cria as COMISSÕES DE ÉTICA NO USO DE ANIMAIS – CEUAs– Indispensável para o credenciamento das instituições com atividades de ensino ou pesquisa

com animais;– CEUAs são integradas por: (I) médicos veterinários e biólogos; (II) docentes e pesquisadores

na área específica; (III) 1 (um) representante de sociedades protetoras de animais legalmente estabelecidas no País, na forma do Regulamento.

– Compete às CEUAs: (I) cumprir e fazer cumprir o disposto na Lei; (II) examinar previamente os procedimentos de ensino e pesquisa; (III) manter cadastro atualizado dos procedimentos de ensino e pesquisa ; (IV) manter cadastro dos pesquisadores.

Lei Arouca (nº 11.794, de 08.10.2008)

Princípios éticos estabelecidos pela Sociedade Brasileira de Ciência em Animais de Laboratório (SBCAL)

(http://www.cobea.org.br/)

Artigo 1º - É primordial manter posturas de respeito ao animal, como ser vivo e pela contribuição científica que ele proporciona.

Artigo 2º - Ter consciência de que a sensibilidade do animal é similar à humana no que se refere a dor, memória, angústia, instinto de sobrevivência, apenas lhe sendo impostas limitações para se salva-guardar das manobras experimentais e da dor que possam causar.

Artigo 3º - É de responsabilidade moral do experimentador a escolha de métodos e ações de experimentação animal.

Artigo 4º - É relevante considerar a importância dos estudos realizados através de experimentação animal quanto a sua contribuição para a saúde humana, o desenvolvimento do conhecimento e o bem da sociedade.

Princípios éticos estabelecidos pela Sociedade Brasileira de Ciência em Animais de Laboratório (SBCAL)

(http://www.cobea.org.br/)

Artigo 5º - Utilizar apenas animais em bom estado de saúde.

Artigo 6º - Considerar a possibilidade de desenvolvimento de métodos alternativos, como modelos matemáticos, simulações computadorizadas, sistemas biológicos "in vitro", utilizando-se o menor número possível de espécimes animais, se caracterizada como única alternativa plausível.

Artigo 7º - Utilizar animais através de métodos que previnam desconforto, angústia e dor, considerando que determinariam os mesmos quadros em seres humanos, salvo se demonstrados, cientificamente, resultados contrários.

Princípios éticos estabelecidos pela Sociedade Brasileira de Ciência em Animais de Laboratório (SBCAL)

(http://www.cobea.org.br/)

Artigo 10 - Dispor de alojamentos que propiciem condições adequadas de saúde e conforto, conforme as necessidades das espécies animais mantidas para experimentação ou docência.

Artigo 11 - Oferecer assistência de profissional qualificado para orientar e desenvolver atividades de transportes, acomodação, alimentação e atendimento de animais destinados a fins biomédicos.

Artigo 8º - Desenvolver procedimentos com animais, assegurando-lhes sedação, analgesia ou anestesia quando se configurar o desencadeamento de dor ou angústia, rejeitando, sob qualquer argumento ou justificativa, o uso de agentes químicos e/ou físicos paralisantes e não anestésicos. Artigo 9º - Se os procedimentos experimentais determinarem dor ou angústia nos animais, após o uso da pesquisa desenvolvida, aplicar método indolor para sacrifício imediato.

Pesquisa ClínicaPRINCÍPIOS GERAIS (Em: Boas Práticas Clínicas, Mercosul, resolução Nº 129/96 )

• Em toda pesquisa de Farmacologia Clínica deverá prevalecer o bem estar individual das pessoas submetidas a estudo, acima dos interesses da ciência e da comunidade.

• A realização de pesquisas em Farmacologia Clínica deve ser conduzida com estrita observação dos princípios científicos reconhecidos e com escrupuloso respeito pela integridade física e psíquica dos indivíduos envolvidos.

• As pesquisas clínicas deverão ser precedidas por estudos pré-clínicos, podendo-se começar as pesquisas em Farmacologia Clínica no momento em que os resultados de tais estudos permitam inferir que os riscos para a saúde das pessoas envolvidas sejam previsíveis e não significativos. As pesquisas em Farmacologia Clínica poderão incluir pessoas sadias e enfermas.

Pesquisa Clínica

Fase I

• Primeiro estudo em humanos com um novo princípio ativo

• Voluntários sadios• Avaliação preliminar da segurança• Biodisponibilidade, posologia• Número pequeno de indivíduos

Pesquisa Clínica

Fase II

• Eficácia e segurança a curto prazo• Comparativo• Indivíduos afetados pela condição patológica• Número pequeno de indivíduos

Pesquisa Clínica

Fase III

• Eficácia e segurança a longo prazo (avaliação risco x benefício)

• Grupos variados de pacientes• Fatores que interferem no tratamento• Número grande de indivíduos

Pesquisa Clínica

Fase IV

• Pós-comercialização• Epidemiológico • Confirmatório e novos efeitos

Níveis de organização biológicosMétodos

Moleculares

Celulares

Eletrofisiológicos

Neuroquímicos

Comportamentais

Estudos de afinidade com radioligantes

Um radioligante é uma droga marcada radioativamente que pode se associar com um receptor, transportador, enzima ou qualquer sítio de interesse. Medir a taxa e em que extensão o ligação ocorre fornece informação quanto à quantidade de sítios de ligação, e sua afinidade e acessibilidade para várias drogas.

Estudos de afinidade com radioligantes podem ser usados para: (1) Caracterizar receptores em seu ambiente natural, assim como

naquelas linhagens celulares transfectadas.; (2) Estudar a dinâmica e localização de receptores(3) Identificar novas estruturas químicas que interagem com receptores (4) Definir a atividade e seletividade de um ligante em tecidos normais

versus doente.

Estudos de afinidade com radioligantesIncubar o tecido com a droga radioativa sob as condições experimentais apropriadas, a droga radioativa (D) irá se ligar ao receptor (R) para forma o complexo droga-receptor (RD). complexo (RD).

A quantidade de complexo droga-receptor (RD) pode ser medido pois agora é radioativo.

(1)Estudos de ligação por saturação(2)Estudos de ligação competitivos(3)Estudos de cinética por ligação

Imunohistoquímica

Hibridização in-situ

Microdialise

High-performance liquid chromatography (HPLC)

Identificar, quantificar e purificar componentes individuais de uma mistura.

Eletrofisiologia• Registros intracelulares– Voltage clamp

• Mede quanta corrente iônica atravessa a membrana em uma determinada voltagem.• Importante para o estudo de canais iônicos dependentes de voltagem.

– Current clamp• Registra o potencial de membrana através da injeção de corrente dentro da célula.• Importante para o estudo de como o potencial de membrana de um neurônio

responde quando correntes eletrônicas entram na célula (ex. neurotransmissores ou drogas atuam abrindo canais iônicos de membrana).

Eletrofisiologia• Registros extracelulares– Single-unit recording

• Um ou vários eletrodos são introduzidos no cérebro de um animal vivo para detectar atividade elétrica que é gerada por neurônios adjacentes à ponta do eletrodo.

– Potenciais de campo• Potenciais de campo são alterações de correntes que são geradas pela atividade coletiva de

várias células. Geralmente, um potencial de campo é gerado pela ativação simultânea de vários neurônios.

Métodos comportamentais

• Analgesia

Hot plate Tail flick

Métodos comportamentais

• Atividade motora

Catalepsia em barra Rotarod

Métodos comportamentais

• Atividade exploratória

Campo aberto

Métodos comportamentais

• Ansiedade (medo inato)

Labirinto em cruz elevadoCaixa claro-escuro

Métodos comportamentais

• Aprendizado e memória

Caixa de Skinner (condicionamento operante) Condicionamento ao contexto (ou ao som)

(condicionamento clássico)

Métodos comportamentais

• Aprendizado e memória

Labirinto aquático de Morris(memória espacial)

Labirinto radial(memória operacional)

Métodos comportamentais

• Aprendizado e memória

Esquiva discriminativa em labirinto em cruz elevado

(medo inato e medo aprendido)

Reconhecimento de objeto novo(memória de reconhecimento)

Métodos comportamentais

• Depressão/transtornos afetivos

Natação forçada

Métodos comportamentais

• Abuso de drogas