Modèle d’isolement social : un modèle non invasif de stress et d’anxiété chez les rongeurs

Summary

Présenté ici est un modèle de souris d’anxiété induite par l’isolement social (SI) qui utilise des souris sauvages de type C56BL / 6J pour induire un comportement stressant et anxieux avec une manipulation minimale et sans procédures invasives. Ce modèle reflète les modes de vie modernes d’isolement social et est idéal pour étudier l’anxiété et les troubles connexes.

Abstract

Les troubles anxieux sont l’une des principales causes d’invalidité aux États-Unis. Les traitements actuels ne sont pas toujours efficaces et moins de 50% des patients obtiennent une rémission complète. Une étape critique dans le développement d’un nouvel anxiolytique consiste à développer et à utiliser un modèle animal, tel que des souris, pour étudier les changements pathologiques et tester la ou les cibles médicamenteuses, l’efficacité et l’innocuité. Les approches actuelles comprennent la manipulation génétique, l’administration chronique de molécules anxiogènes ou l’administration de stress environnemental. Ces méthodes, cependant, peuvent ne pas refléter de manière réaliste l’anxiété induite tout au long de la vie quotidienne. Ce protocole décrit un nouveau modèle d’anxiété, qui imite les modèles intentionnels ou non intentionnels d’isolement social dans la vie moderne. Le modèle d’anxiété induite par l’isolement social minimise les distractions perçues et le caractère envahissant et utilise des souris sauvages de type C57BL / 6. Dans ce protocole, les souris âgées de 6 à 8 semaines (mâles et femelles) sont logées seules dans des cages opaques pour bloquer visuellement l’environnement extérieur, comme les souris voisines, pendant 4 semaines. Aucun enrichissement de l’environnement (comme des jouets) n’est fourni, le matériel de litière est réduit de 50 %, tout traitement de médicament est administré sous forme de gélose et l’exposition et la manipulation des souris est minimisée. Les souris socialement isolées générées à l’aide de ce protocole présentent un comportement anxieux plus important, une agressivité et une diminution de la cognition.

Introduction

Les troubles anxieux représentent la plus grande classe et le plus grand fardeau de maladies mentales aux États-Unis, avec des coûts annuels connexes dépassant 42 milliards de dollars américains ^1,2,3. Au cours des dernières années, l’anxiété et le stress ont augmenté la prévalence du suicide et des idées suicidaires de plus de 16 %⁴. Les patients atteints de maladies chroniques sont particulièrement vulnérables aux effets secondaires involontaires de la détresse mentale ou de la fonction cognitive réduite⁵. Les traitements actuels de l’anxiété comprennent la psychothérapie, les médicaments ou une combinaison des deux⁶. Cependant, malgré cette crise, moins de 50% des patients obtiennent une rémission complète ^6,7. Les anxiolytiques tels que les benzodiazépines (BZ) et les inhibiteurs sélectifs du recaptage de la sérotonine (ISRS) présentent des inconvénients importants ou produisent peu ou pas d’effets immédiats⁸. De plus, il existe une pénurie relative de nouveaux anxiolytiques en cours de développement, mise à l’épreuve par le processus coûteux et long de développement de médicaments ^9,10.

Une étape critique dans le processus de développement de médicaments est l’établissement et l’utilisation d’un modèle animal, tel que les souris, pour étudier les changements pathologiques et tester l’innocuité et l’efficacité^{des médicaments 11}. Les approches actuelles pour établir des modèles animaux d’anxiété comprennent 1) la manipulation génétique, comme l’élimination des récepteurs de la sérotonine (5-HT1A) ou du récepteur A de l’acide γ-aminobutyrique (GABA_AR) α sous-unités¹²; 2) administrer de façon chronique des anxiogènes tels que la corticostérone ou les lipopolysaccharides (LPS)^13,14; ou 3) administrer le stress environnemental, y compris la défaite sociale et la séparation maternelle¹⁵. Ces méthodes, cependant, peuvent ne pas refléter de manière réaliste l’anxiété induite tout au long de la vie quotidienne et peuvent donc ne pas convenir pour étudier le mécanisme sous-jacent ou tester de nouveaux médicaments.

Comme les humains, les souris et les rats sont des créatures très sociales^16,17,18. Les contacts sociaux et les interactions sociales sont essentiels à une santé optimale du cerveau et sont essentiels au bon développement neurologique pendant la période d’élevage¹⁹. Ainsi, la séparation maternelle ou l’isolement social pendant la période d’élevage entraîne chez les souris plus d’anxiété, de dépression et de changements dans la neurotransmission²⁰. De plus, le toilettage social ou le toilettage social est une forme courante de liaison ou de comportement réconfortant chez les souris et les rats qui vivent ensemble²¹. Ainsi, la socialisation fait partie intégrante de la vie des rongeurs et l’isolement a un impact négatif sur leur santé.

Dans ce contexte, le présent protocole décrit un nouveau modèle d’anxiété pour imiter les modèles intentionnels ou non intentionnels d’isolement social dans la vie moderne. Ce modèle d’isolement social (SI) minimise les distractions perçues et le caractère envahissant et utilise des souris adultes sauvages de type C57BL/6 et des rats Sprague-Dawley (SD). Le protocole présenté ici se concentre sur le modèle de souris anxieuses basé sur nos preuves publiées, qui ont montré une augmentation du comportement anxieux, de l’agressivité, une diminution de la cognition et une augmentation de la neuroinflammation à la suite de l’isolement social^22,23,24. Le comportement anxieux est confirmé par les tests de labyrinthe plus élevé (EPM) et de champ ouvert (OF), tandis que la fonction cognitive est mesurée par des tests de reconnaissance de nouveaux objets (NOR) et de reconnaissance de nouveaux contextes (NCR). Ce modèle est utile pour étudier l’anxiété et les troubles connexes, mais peut également être adapté ou modifié pour étudier la progression naturelle et le développement de troubles cognitifs légers ainsi que les changements métaboliques dus au stress.

Protocol

Toutes les expériences sur les animaux sont effectuées conformément aux protocoles approuvés par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux (IACUC) de l’Université de Californie du Sud (USC), et toutes les méthodes sont effectuées conformément aux directives, réglementations et recommandations pertinentes. 1. Animaux Obtenir l’approbation des comités de protection des animaux appropriés pour l’étude. Réglez le vivari…

Representative Results

Tous les résultats et chiffres représentatifs ont été modifiés à partir de nos publications récentes22,23. Pour évaluer les effets de l’isolement social sur l’anxiété et le comportement exploratoire, des tests EPM et OF ont été effectués 24 heures après la date de fin de la période d’isolement social de 4 semaines. Les souris socialement isolées ont passé significativement moins de temps dans le bras ouvert (1,28 ± 0,17 min) par rapport au…

Discussion

Les étapes critiques du protocole comprennent la mise en place adéquate des cages d’isolement social (c.-à-d. l’emballage de sacs opaques et la réduction de la quantité de litière), la minimisation de la manipulation et de la perturbation des souris tout au long de la période d’isolement et l’assurance que les souris obtiennent et consomment complètement la gélose avec du médicament. Il est essentiel que le vivarium ou l’état du logement soit maintenu à une température et une humidité con…

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