Modelo de Isolamento Social: Um Modelo de Roedores Não Invasivo de Estresse e Ansiedade

Summary

Apresentamos aqui um modelo de rato de ansiedade induzido por isolamento social (SI) que utiliza camundongos selvagens do tipo C56BL/6J para induzir estresse e comportamento semelhante à ansiedade com manuseio mínimo e sem procedimentos invasivos. Este modelo reflete os padrões da vida moderna de isolamento social e é ideal para estudar ansiedade e distúrbios relacionados.

Abstract

Os transtornos de ansiedade são uma das principais causas de incapacidade nos Estados Unidos (EUA). Os tratamentos atuais nem sempre são eficazes e menos de 50% dos pacientes atingem a remissão completa. Um passo crítico no desenvolvimento de um novo ansiolítico é desenvolver e utilizar um modelo animal, como camundongos, para estudar mudanças patológicas e testar alvo(s) de drogas, eficácia e segurança. As abordagens atuais incluem manipulação genética, administração crônica de moléculas indutoras de ansiedade ou administração de estresse ambiental. Esses métodos, no entanto, podem não refletir realisticamente a ansiedade induzida ao longo da vida diária. Este protocolo descreve um novo modelo de ansiedade, que imita os padrões intencionais ou não intencionais de isolamento social na vida moderna. O modelo de ansiedade induzida pelo isolamento social minimiza as distrações percebidas e a invasividade e utiliza camundongos selvagens do tipo C57BL/6. Neste protocolo, camundongos de 6 a 8 semanas de idade (macho e fêmea) são alojados individualmente em gaiolas opacas para bloquear visualmente o ambiente externo, como camundongos vizinhos, por 4 semanas. Nenhum enriquecimento ambiental (como brinquedos) é fornecido, o material de cama é reduzido em 50%, qualquer tratamento da droga é administrado como uma forma de ágar e a exposição / manuseio dos ratos é minimizada. Camundongos socialmente isolados gerados usando este protocolo exibem maior comportamento semelhante à ansiedade, agressão, bem como diminuição da cognição.

Introduction

Os transtornos de ansiedade representam a maior classe e carga de doenças mentais nos Estados Unidos (EUA), com custos anuais relacionados superiores a US$ 42 bilhões ^1,2,3. Nos últimos anos, a ansiedade e o estresse aumentaram a prevalência de suicídio e ideação suicida em mais de 16%⁴. Pacientes com doenças crônicas são especialmente vulneráveis a efeitos secundários não intencionais de sofrimento mental ou função cognitiva reduzida⁵. Os tratamentos atuais para a ansiedade incluem psicoterapia, medicamentos ou uma combinação de ambos⁶. No entanto, apesar dessa crise, menos de 50% dos pacientes atingem a remissão completa ^6,7. Ansiolíticos como benzodiazepínicos (BZs) e inibidores seletivos da recaptação da serotonina (ISRSs) têm desvantagens significativas ou produzem pouco ou nenhum efeito imediato⁸. Além disso, há uma relativa escassez de novos ansiolíticos em desenvolvimento, desafiados pelo dispendioso e demorado processo de desenvolvimento de medicamentos ^9,10.

Um passo crítico no processo de desenvolvimento de medicamentos é o estabelecimento e a utilização de um modelo animal, como camundongos, para estudar alterações patológicas e testar a segurança e a eficácia dos medicamentos¹¹. As abordagens atuais para o estabelecimento de modelos animais de ansiedade incluem 1) manipulação genética, como nocautear os receptores de serotonina (5-HT1A) ou o receptor de ácido γ-aminobutírico A (GABA_AR) α subunidades¹²; 2) administração crônica de indutores de ansiedade, como corticosterona ou lipopolissacarídeos (LPS)^13,14; ou 3) administrar estresse ambiental, incluindo derrota social e separação materna¹⁵. Esses métodos, no entanto, podem não refletir realisticamente a ansiedade induzida ao longo da vida diária e, portanto, podem não ser adequados para investigar o mecanismo subjacente ou testar novas drogas.

Assim como os humanos, camundongos e ratos são criaturas altamente sociais^16,17,18. O contato social e as interações sociais são essenciais para a saúde cerebral ideal e são críticos para o neurodesenvolvimento adequado durante o período de criação¹⁹. Assim, a separação materna ou isolamento social durante o período de criação resulta em camundongos que apresentam mais ansiedade, depressão e alterações na neurotransmissão²⁰. Além disso, o allogrooming social ou allogrooming é uma forma comum de comportamento de vínculo ou conforto entre camundongos e ratos que vivem juntos²¹. Assim, a socialização é parte integrante da vida dos roedores, e o isolamento afeta negativamente sua saúde.

Nesse contexto, o presente protocolo descreve um novo modelo de ansiedade para imitar os padrões intencionais ou não intencionais de isolamento social na vida moderna. Este modelo de isolamento social (SI) minimiza as distrações percebidas e a invasividade e utiliza camundongos adultos do tipo selvagem C57BL/6 e ratos Sprague-Dawley (SD). O protocolo aqui apresentado enfoca o modelo de camundongos de ansiedade com base em nossas evidências publicadas, que mostraram aumento do comportamento semelhante à ansiedade, agressão, diminuição da cognição e aumento da neuroinflamação como resultado do isolamento social^22,23,24. O comportamento semelhante à ansiedade é confirmado pelos testes de labirinto elevado (EPM) e campo aberto (OF), enquanto a função cognitiva é medida por novos testes de reconhecimento de objetos (NOR) e reconhecimento de contexto (NCR). Este modelo é útil para investigar ansiedade e distúrbios relacionados, mas também pode ser adaptado ou modificado para estudar a progressão natural e o desenvolvimento de comprometimento cognitivo leve, bem como alterações metabólicas devido ao estresse.

Protocol

Todos os experimentos em animais são realizados de acordo com os protocolos aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade do Sul da Califórnia (USC), e todos os métodos são realizados de acordo com diretrizes, regulamentos e recomendações relevantes. 1. Animais Obter a aprovação dos comitês de cuidados com os animais apropriados para o estudo. Ajuste o biotério para um ciclo escuro-claro de 12 h com temperatura …

Representative Results

Todos os resultados e números representativos foram modificados a partir de nossas publicações recentes22,23. Para avaliar os efeitos do isolamento social sobre a ansiedade e o comportamento exploratório, foram realizados testes EPM e OF 24 h após a data de término do período de isolamento social de 4 semanas. Camundongos socialmente isolados passaram significativamente menos tempo no braço aberto (1,28 ± 0,17 min) em comparação com o controle (2,31 ±…

Discussion

As etapas críticas do protocolo incluem a configuração adequada das gaiolas de isolamento social (ou seja, o embrulho de sacos opacos e a redução da quantidade de cama), minimizando o manuseio e a perturbação dos ratos durante todo o período de isolamento e certificando-se de que os ratos obtenham e consumam o ágar com a droga completamente. É fundamental que o biotério ou a condição de alojamento seja mantido a uma temperatura e umidade constantes, bem como minimizadas as interferências externas. …

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