Modelo de aislamiento social: un modelo no invasivo de estrés y ansiedad para roedores

Summary

Aquí se presenta un modelo de ratón de ansiedad inducida por aislamiento social (SI) que utiliza ratones salvajes tipo C56BL / 6J para inducir estrés y comportamiento similar a la ansiedad con un manejo mínimo y sin procedimientos invasivos. Este modelo refleja los patrones de vida modernos de aislamiento social y es ideal para estudiar la ansiedad y los trastornos relacionados.

Abstract

Los trastornos de ansiedad son una de las principales causas de discapacidad en los Estados Unidos (EE.UU.). Los tratamientos actuales no siempre son efectivos y menos del 50% de los pacientes logran la remisión completa. Un paso crítico en el desarrollo de un nuevo ansiolítico es desarrollar y utilizar un modelo animal, como ratones, para estudiar cambios patológicos y probar objetivos, eficacia y seguridad de los medicamentos. Los enfoques actuales incluyen la manipulación genética, la administración crónica de moléculas que inducen ansiedad o la administración de estrés ambiental. Estos métodos, sin embargo, pueden no reflejar de manera realista la ansiedad inducida a lo largo de la vida diaria. Este protocolo describe un nuevo modelo de ansiedad, que imita los patrones intencionales o no intencionales de aislamiento social en la vida moderna. El modelo de ansiedad inducida por el aislamiento social minimiza las distracciones percibidas y la invasividad y utiliza ratones salvajes tipo C57BL / 6. En este protocolo, los ratones de 6 a 8 semanas de edad (machos y hembras) se alojan individualmente en jaulas opacas para bloquear visualmente el entorno externo, como los ratones vecinos, durante 4 semanas. No se proporcionan enriquecimientos ambientales (como juguetes), el material de cama se reduce en un 50%, cualquier tratamiento de medicamento se administra como una forma de agar y se minimiza la exposición / manipulación de los ratones. Los ratones socialmente aislados generados usando este protocolo exhiben un mayor comportamiento similar a la ansiedad, agresión, así como disminución de la cognición.

Introduction

Los trastornos de ansiedad representan la mayor clase y carga de enfermedades mentales en los Estados Unidos (EE.UU.), con costos anuales relacionados que superan los US $ 42 mil millones ^1,2,3. En los últimos años, la ansiedad y el estrés han aumentado la prevalencia del suicidio y la ideación suicida en más del 16%⁴. Los pacientes con enfermedades crónicas son especialmente vulnerables a los efectos secundarios no deseados de la angustia mental o la reducción de la función cognitiva⁵. Los tratamientos actuales para la ansiedad incluyen psicoterapia, medicamentos o una combinación de ambos⁶. Sin embargo, a pesar de esta crisis, menos del 50% de los pacientes logran la remisión completa ^6,7. Los ansiolíticos como las benzodiazepinas (BZ) y los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS) tienen inconvenientes significativos o producen poco o ningún efecto inmediato⁸. Además, existe una relativa escasez de nuevos ansiolíticos en desarrollo, desafiada por el costoso y lento proceso de desarrollo de fármacos ^9,10.

Un paso crítico en el proceso de desarrollo de medicamentos es el establecimiento y la utilización de un modelo animal, como ratones, para estudiar cambios patológicos y probar la seguridad y eficacia de los medicamentos¹¹. Los enfoques actuales para establecer modelos animales de ansiedad incluyen 1) manipulación genética, como eliminar los receptores de serotonina (5-HT1A) o el receptor A del ácido γ-aminobutírico A (GABA_AR) α subunidades¹²; 2) administrar crónicamente inductores de ansiedad como corticosterona o lipopolisacáridos (LPS)^13,14; o 3) administrar el estrés ambiental, incluida la derrota social y la separación materna¹⁵. Sin embargo, estos métodos pueden no reflejar de manera realista la ansiedad inducida a lo largo de la vida diaria y, por lo tanto, pueden no ser adecuados para investigar el mecanismo subyacente o probar nuevos medicamentos.

Al igual que los humanos, los ratones y las ratas son criaturas altamente sociales^16,17,18. El contacto social y las interacciones sociales son esenciales para una salud cerebral óptima y son fundamentales para el desarrollo neurológico adecuado durante el período de crianza¹⁹. Así, la separación materna o aislamiento social durante el período de crianza resulta en ratones que muestran más ansiedad, depresión y cambios en la neurotransmisión²⁰. Además, el aseo social o allogrooming es una forma común de comportamiento de unión o reconfortante entre ratones y ratas que viven juntos²¹. Por lo tanto, la socialización es una parte integral de la vida de los roedores, y el aislamiento afecta negativamente su salud.

En este contexto, el presente protocolo describe un nuevo modelo de ansiedad para imitar los patrones intencionales o no intencionales de aislamiento social en la vida moderna. Este modelo de aislamiento social (SI) minimiza las distracciones percibidas y la invasividad y utiliza ratones adultos de tipo salvaje C57BL / 6 y ratas Sprague-Dawley (SD). El protocolo presentado aquí se centra en el modelo de ratones de ansiedad basado en nuestra evidencia publicada, que mostró un aumento del comportamiento similar a la ansiedad, agresión, disminución de la cognición y aumento de la neuroinflamación como resultado del aislamiento social^22,23,24. El comportamiento similar a la ansiedad se confirma mediante las pruebas de laberinto elevado plus (EPM) y campo abierto (OF), mientras que la función cognitiva se mide mediante pruebas de reconocimiento de objetos novedosos (NOR) y reconocimiento de contexto novedoso (NCR). Este modelo es útil para investigar la ansiedad y los trastornos relacionados, pero también se puede adaptar o modificar para estudiar la progresión natural y el desarrollo del deterioro cognitivo leve, así como los cambios metabólicos debidos al estrés.

Protocol

Todos los experimentos con animales se realizan de acuerdo con los protocolos aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad del Sur de California (USC), y todos los métodos se llevan a cabo de acuerdo con las pautas, regulaciones y recomendaciones relevantes. 1. Animales Obtener la aprobación de los comités de cuidado de animales apropiados para el estudio. Ajuste el vivero a un ciclo de luz oscura de 12 h …

Representative Results

Todos los resultados y cifras representativos fueron modificados de nuestras publicaciones recientes22,23. Para evaluar los efectos del aislamiento social sobre la ansiedad y el comportamiento exploratorio, se realizaron pruebas EPM e OF 24 h después de la fecha de finalización del período de aislamiento social de 4 semanas. Los ratones socialmente aislados pasaron significativamente menos tiempo en el brazo abierto (1,28 ± 0,17 min) en comparación con el co…

Discussion

Los pasos críticos en el protocolo incluyen la configuración adecuada de las jaulas de aislamiento social (es decir, envolver bolsas opacas y reducir la cantidad de ropa de cama), minimizar el manejo y la perturbación de los ratones durante todo el período de aislamiento y asegurarse de que los ratones obtengan y consuman el agar con el medicamento por completo. Es fundamental que la condición del vivero o de la vivienda se mantenga a una temperatura y humedad constantes, así como que se minimicen las inte…

Materials

Black Plastic Bags	Office Depot	791932	24" x 32"
Elevated Plus Maze	SD Instruments	NA	Black color
Open Field enclosure	SD Instruments	NA	White color
Select Agar	Invitrogen	30391-023
Square cotton for nesting (nestlet)	Ancare Corporation	NC9365966	Divide a 2" square piece into 4 pieces to create a 1" square piece for isolation group
Sucrose	Sigma	S1888-1KG
Weigh boat	SIgma	HS1420A	Small, square white polystyrene