1.2. Bệnh trầm cảm
1.2.4. Một số mơ hình dược lý gây trầm cảm trên thực nghiệm
Dựa trên nguyên nhân, đặc điểm của trầm cảm, các mơ hình động vật đã được phát triển trên cơ sở phơi nhiễm với stress cấp tính hoặc mạn tính, tương tác gen- mơi trường, sử dụng glucocorticoid ngoại sinh và kỹ thuật gen. Mỗi mơ hình cĩ những ưu điểm và nhược điểm riêng. Các mơ hình này thường được áp dụng trên lồi gặm nhấm và thể hiện tính hữu dụng trong thiết kế nghiên cứu nhằm phân định cơ chế sinh học và phân tử thần kinh, cũng như đánh giá tác dụng và cơ chế của các liệu pháp điều trị trầm cảm [86].
1.2.4.1. Một số mơ hình dược lý hiện nay
- Mơ hình thất bại trong xã hội (social defeat model)
Ưu điểm chính của mơ hình này là sử dụng các xung đột xã hội làm tác nhân gây căng thẳng, do đĩ phản ánh vai trị của căng thẳng tâm lý xã hội trong cơ chế bệnh sinh của bệnh trầm cảm ở người. Mơ hình thất bại xã hội gây ra các hành vi giống như trầm cảm lâu dài và các thay đổi nội tiết thần kinh, cĩ thể được đảo ngược bằng cách điều trị lâu dài với thuốc chống trầm cảm [101]. Tuy nhiên, mơ hình này chỉ áp dụng được trên các lồi gặm nhấm đực trưởng thành, vì các con cái khơng thể hiện đủ hành
vi hung hăng, trong khi mơ hình gây stress nhẹ trường diễn khơng dự đốn trước (UCMS) cĩ thể áp dụng trên cả chuột đực và chuột cái.
- Mơ hình cơ lập trong xã hội (social isolation model)
Sự cơ lập trong xã hội là một yếu tố căng thẳng dẫn đến thay đổi hành vi xã hội, chức năng của hệ thần kinh và nội tiết thần kinh ở người [102]. Do đĩ, sự cơ lập xã hội lâu dài đối với động vật thí nghiệm là một mơ hình để nghiên cứu các hậu quả về hành vi và hĩa học thần kinh của việc khơng cĩ tương tác xã hội ở lồi gặm nhấm. Nhiều triệu chứng do cơ lập gây ra đã được ghi nhận giống với triệu chứng trầm cảm và rối loạn lo âu [103].
- Mơ hình bất lực học được (Learned helplessness, LH)
Mơ hình bất lực học được là mơ hình đặc trưng bởi nguyên nhân và triệu chứng giống như trầm cảm ở người vì nĩ tạo ra kịch bản vơ vọng, khơng thể giải thích và khơng thể kiểm sốt được, dẫn đến kết quả là sự trầm cảm. Chính việc khơng thể kiểm sốt các sự kiện tiêu cực như chấn thương, những cú sốc, đã dẫn đến cảm giác lo lắng và bất lực khi tiếp xúc với chúng [86].
- Mơ hình gây stress giai đoạn đầu đời (Early life stress model)
Những stress trong giai đoạn đầu đời (con non bị tách khỏi mẹ, maternal separation-MS) cĩ tác động lâu dài đối với cảm xúc, ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của bệnh tâm thần ở giai đoạn sau của cuộc đời, chẳng hạn như trầm cảm và rối loạn tâm thần. Mơ hình này làm gián đoạn tương tác trực tiếp thơng thường giữa mẹ và con, gây tổn thương khả năng đáp ứng của trục HPA [104].
- Mơ hình di truyền
Bởi vì serotonin (5-HT) thường được sử dụng để điều trị trầm cảm và suy giảm 5-HT đĩng vai trò sinh lý bệnh trầm cảm nên hầu hết các mơ hình di truyền đều dựa trên tác động vào hệ 5-HT. Mơ hình di truyền chính gây lo lắng và hành vi giống trầm cảm trên lồi gặm nhấm dựa trên phương pháp loại bỏ thành tố cơ bản như chuột đột biến đồng hợp tử Tph 2 −/− (tryptophan hydroxylase, TPH) [105, 106] hay chuột đột biến dị hợp tử Vmat 2 +/− (chất vận chuyển túi monoamin 2, vesicular monoamine transporter –Vmat 2) [107]. Nhìn chung, các mơ hình gặm nhấm di truyền cĩ thể cung cấp bằng chứng về sự liên quan của gen cụ thể trong sinh lý bệnh trầm cảm.
Bên cạnh đĩ, mơ hình loại bỏ thùy khứu giác (olfactory bulbectomized, OBX) và mơ hình gây stress nhẹ trường diễn khơng dự đốn trước (unpredictable chronic
mild stress, UCMS) là hai mơ hình động vật quan trọng tái hiện được nhiều điểm tương đồng với bệnh lý trầm cảm ở người.
1.2.4.2. Mơ hình loại bỏ thùy khứu giác (olfactory bulbectomized, OBX)
Như đã nĩi ở trên, mơ hình loại bỏ thùy khứu giác khơng chỉ được dùng để nghiên cứu bệnh lý suy giảm nhận thức và thối hĩa thần kinh mà cịn là một mơ hình rất hữu ích trong việc dự đốn hiệu quả của các chất chống trầm cảm tiềm năng. Rối loạn chức năng khứu giác cĩ mối liên hệ rõ rệt với hành vi trầm cảm. Các nghiên cứu lâm sàng đã chứng minh cĩ sự giảm độ nhạy cảm với tín hiệu khứu giác rõ rệt trên bệnh nhân trầm cảm, mức độ giảm liên quan đến mức độ nghiêm trọng của triệu chứng. Loại bỏ khứu giác ở động vật gây ra các thay đổi về thần kinh, sinh lý, nội tiết và hành vi, tương tự như các triệu chứng ở bệnh nhân bị trầm cảm nặng [66]. Chuột cống bị loại bỏ thùy khứu giác biểu hiện nhiều thay đổi hành vi bao gồm trạng thái kích thích, hiếu động và nồng độ corticosteroid cao trong máu, đồng thời giảm khả năng học trốn thốt. Chuột OBX cũng cĩ biểu hiện giảm tiêu thụ lượng dung dịch saccharose và saccharin hàng ngày, giảm hứng thú với các hoạt động ưa thích như giao phối, chạy trong mê cung tìm thức ăn và chạy bánh xe (hội chứng anhedonia) [65]. Ngồi ra, những thay đổi hành vi trên chuột nhắt OBX như vận động quá mức và chậm tăng cân, được cho là liên quan tới trạng thái trầm cảm, cũng đã được ghi nhận [108]. Điều trị bằng các thuốc chống trầm cảm cĩ thể cải thiện hành vi giống trầm cảm của chuột OBX [65]. Đồng thời, một loạt ảnh hưởng của OBX đến cấu trúc và chức năng tại các vùng não đã được phát hiện bao gồm thay đổi cường độ tín hiệu ở vỏ não, hồi hải mã, vùng hạch. Những thay đổi này phù hợp với các báo cáo trên bệnh nhân trầm cảm như giảm khối lượng thùy trán, vùng hạch cũng như cĩ những tổn thương ở thùy trán và hạch nền [109].
Việc phẫu thuật loại bỏ khứu giác cũng tạo ra những thay đổi ở cấp độ tế bào. Ví dụ, số lượng khớp thần kinh, đuơi gai và sợi trục giảm đi ở chuột OBX, lượng serotonin và 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA), chất chuyển hĩa chính của serotonin) ở hồi hải mã, vỏ não trước và vùng dưới đồi cũng giảm đáng kể và các phương pháp điều trị chống trầm cảm mạn tính cĩ thể đảo ngược sự thay đổi nồng độ serotonin và 5-HIAA. Tương tự, cĩ sự suy giảm chức năng chuyển hĩa rõ rệt của dopamin (DA) vùng dưới đồi cũng như mức độ neuropeptid Y (neuropeptid 36 acid amin cĩ nhiều nhất trong hệ thần kinh trung ương, cĩ tác dụng giảm lo lắng, stress),
enzym cholin acetyltransferase (ChAT), norepinephrin và glutamat ở chuột loại bỏ thùy khứu giác. Tăng mức độ BDNF ở vùng hồi hải mã (+108%) và vỏ não trước (+48%) 16 ngày sau khi loại bỏ khứu giác ở chuột cũng đã được báo cáo [108].
Như vậy phẫu thuật loại bỏ thùy khứu giác trên chuột nhắt cĩ thể coi là một mơ hình động vật liên quan đến rối loạn chức năng hệ monoaminergic rất hữu ích để nghiên cứu sinh học thần kinh của trầm cảm và cơ chế tác dụng của các chất chống trầm cảm.
1.2.4.3. Mơ hình gây stress nhẹ trường diễn khơng dự đốn trước (unpredictable chronic mild stress, UCMS)
Mơ hình UCMS đầu tiên được phát triển bởi Katz và cộng sự năm 1981 [110]. Sau đĩ, mơ hình đã được cải tiến bởi phịng thí nghiệm Willner năm 1987, dựa trên hai chiến lược: một là giảm cường độ của yếu tố gây căng thẳng (stress nhẹ) và hai là giới thiệu “anhedonia” (tình trạng thiếu hồn tồn niềm vui hoặc mất nhu cầu trải nghiệm và tận hưởng cuộc sống) làm tiêu chuẩn thẩm định [111]. Mức độ ưa thích saccharose và saccharin là thử nghiệm chính được sử dụng để đánh giá chứng anhedonia do UCMS. Các thước đo kết quả đáng chú ý khác bao gồm thử nghiệm treo đuơi (tail suspension test, TST), thử nghiệm bơi cưỡng bức (forced swimming test, FST), thử nghiệm mơi trường mở (open field test, OFT), thử nghiệm mê cung chữ thập nâng cao (the elevated plus maze, EPM)… Điểm quan trọng nhất của mơ hình UCMS là phát triển lâu dài trạng thái trầm cảm đáp ứng với các kích thích stress nhẹ khĩ lường khác nhau trong khoảng thời gian vài tuần; bao gồm giảm tiêu thụ saccharose (phát triển anhedonia), tăng biểu hiện hành vi tuyệt vọng, tăng ngưỡng tự kích thích nội sọ, giảm cân và giảm thèm ăn,… [86].
Đối với sinh học thần kinh, stress cấp tính kích hoạt trục dưới đồi - tuyến yên - tuyến thượng thận (trục HPA) và do đĩ làm tăng glucocorticoid trong máu. Mức độ cao của glucocorticoid cĩ thể dẫn đến teo và chết tế bào (apoptosis) ở vùng vỏ não trước và vùng đồi thị [112]. UCMS gây giảm mức độ biểu hiện của yếu tố tăng trưởng tế bào thần kinh cĩ nguồn gốc từ não (BDNF) mRNA, protein liên kết yếu tố đáp ứng AMP vịng (CREB) và dạng phosphoryl hĩa của thụ thể N-methyl-D-aspartat trên tiểu đơn vị NR1, protein tín hiệu liên quan đến tính mềm dẻo synap. Ngồi ra, UCMS cũng làm giảm các tế bào dương tính với doublecortin ở vùng hồi răng hồi hải mã [100].
UCMS là mơ hình cĩ nhiều ưu điểm so với các mơ hình trầm cảm trên động vật khác như: (1) gây trầm cảm mạn tính tương tự cơ chế bệnh sinh của trầm cảm ở người; (2) tái hiện được hội chứng anhedonia, đặc điểm trọng tâm của bệnh trầm cảm; (3) đánh giá được nhiều hành vi giống trầm cảm gồm hành vi tuyệt vọng, giảm hành vi xã hội, giảm hành vi chải lơng…; (4) đáp ứng điều trị với các thuốc chống trầm cảm.