Modello di isolamento sociale: un modello non invasivo di roditori di stress e ansia

Summary

Presentato qui è un modello murino di ansia indotto dall’isolamento sociale (SI) che utilizza topi selvatici C56BL / 6J per indurre stress e comportamenti ansiosi con una gestione minima e senza procedure invasive. Questo modello riflette i moderni modelli di vita di isolamento sociale ed è ideale per studiare l’ansia e i disturbi correlati.

Abstract

I disturbi d’ansia sono una delle principali cause di disabilità negli Stati Uniti (USA). I trattamenti attuali non sono sempre efficaci e meno del 50% dei pazienti raggiunge la remissione completa. Un passo fondamentale nello sviluppo di un nuovo ansiolitico è quello di sviluppare e utilizzare un modello animale, come i topi, per studiare i cambiamenti patologici e testare i bersagli farmacologici, l’efficacia e la sicurezza. Gli approcci attuali includono la manipolazione genetica, la somministrazione cronica di molecole che inducono ansia o la somministrazione di stress ambientale. Questi metodi, tuttavia, potrebbero non riflettere realisticamente l’ansia indotta durante la vita quotidiana. Questo protocollo descrive un nuovo modello di ansia, che imita i modelli intenzionali o non intenzionali di isolamento sociale nella vita moderna. Il modello di ansia indotta dall’isolamento sociale riduce al minimo le distrazioni percepite e l’invasività e utilizza topi selvatici C57BL / 6. In questo protocollo, topi di 6-8 settimane (maschi e femmine) sono alloggiati singolarmente in gabbie opache per bloccare visivamente l’ambiente esterno, come i topi vicini, per 4 settimane. Non vengono forniti arricchimenti ambientali (come i giocattoli), il materiale della lettiera è ridotto del 50%, qualsiasi trattamento del farmaco viene somministrato sotto forma di agar e l’esposizione / manipolazione dei topi è ridotta al minimo. I topi socialmente isolati generati utilizzando questo protocollo mostrano un maggiore comportamento ansioso, aggressività e diminuzione della cognizione.

Introduction

I disturbi d’ansia rappresentano la più grande classe e onere di malattie mentali negli Stati Uniti (USA), con costi annuali correlati superiori a US $ 42 miliardi ^1,2,3. Negli ultimi anni, l’ansia e lo stress hanno aumentato la prevalenza del suicidio e dell’ideazione suicida di oltre il 16%⁴. I pazienti con malattie croniche sono particolarmente vulnerabili agli effetti secondari non intenzionali del disagio mentale o alla ridotta funzione cognitiva⁵. I trattamenti attuali per l’ansia includono psicoterapia, farmaci o una combinazione di entrambi⁶. Tuttavia, nonostante questa crisi, meno del 50% dei pazienti raggiunge la remissione completa ^6,7. Gli ansiolitici come le benzodiazepine (BZ) e gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI) hanno inconvenienti significativi o producono effetti immediati minimi o nulli⁸. Inoltre, vi è una relativa scarsità di nuovi ansiolitici in fase di sviluppo, messa alla prova dal costoso e dispendioso processo di sviluppo di farmaci ^9,10.

Un passo fondamentale nel processo di sviluppo del farmaco è la creazione e l’utilizzo di un modello animale, come i topi, per studiare i cambiamenti patologici e testare la sicurezza e l’efficacia dei farmaci¹¹. Gli attuali approcci per stabilire modelli animali di ansia includono 1) manipolazione genetica, come l’eliminazione dei recettori della serotonina (5-HT1A) o del recettore dell’acido γ-aminobutirrico A (GABA_AR) α subunit๲; 2) somministrazione cronica di induttori ansiogeni quali corticosterone o lipopolisaccaridi (LPS)^13,14; o 3) amministrare lo stress ambientale, compresa la sconfitta sociale e la separazione materna¹⁵. Questi metodi, tuttavia, potrebbero non riflettere realisticamente l’ansia indotta durante la vita quotidiana e quindi potrebbero non essere adatti per indagare il meccanismo sottostante o testare nuovi farmaci.

Come gli esseri umani, topi e ratti sono creature altamente sociali^16,17,18. Il contatto sociale e le interazioni sociali sono essenziali per una salute ottimale del cervello e sono fondamentali per un corretto sviluppo neurologico durante il periodo di allevamento¹⁹. Pertanto, la separazione materna o l’isolamento sociale durante il periodo di allevamento si traduce in topi che mostrano più ansia, depressione e cambiamenti nella neurotrasmissione²⁰. Inoltre, il social grooming o allogrooming è una forma comune di legame o comportamento confortante tra topi e ratti che vivono insieme²¹. Pertanto, la socializzazione è parte integrante della vita dei roditori e l’isolamento ha un impatto negativo sulla loro salute.

In questo contesto, il presente protocollo descrive un nuovo modello di ansia per imitare i modelli intenzionali o non intenzionali di isolamento sociale nella vita moderna. Questo modello di isolamento sociale (SI) riduce al minimo le distrazioni percepite e l’invasività e utilizza topi adulti selvatici di tipo C57BL / 6 e ratti Sprague-Dawley (SD). Il protocollo presentato qui si concentra sul modello di topi ansiosi basato sulle nostre prove pubblicate, che hanno mostrato un aumento del comportamento simile all’ansia, aggressività, diminuzione della cognizione e aumento della neuroinfiammazione a causa dell’isolamento sociale^22,23,24. Il comportamento ansioso è confermato dai test più elevati più labirinto (EPM) e campo aperto (OF), mentre la funzione cognitiva è misurata dai test di riconoscimento di nuovi oggetti (NOR) e di riconoscimento del nuovo contesto (NCR). Questo modello è utile per studiare l’ansia e i disturbi correlati, ma può anche essere adattato o modificato per studiare la progressione naturale e lo sviluppo del decadimento cognitivo lieve e dei cambiamenti metabolici dovuti allo stress.

Protocol

Tutti gli esperimenti sugli animali vengono eseguiti secondo i protocolli approvati dal Comitato istituzionale per la cura e l’uso degli animali (IACUC) della University of Southern California (USC) e tutti i metodi sono eseguiti in conformità con le linee guida, i regolamenti e le raccomandazioni pertinenti. 1. Animali Ottenere l’approvazione da parte dei comitati appropriati per la cura degli animali per lo studio. Impostare il vivaio su un ciclo buio-ch…

Representative Results

Tutti i risultati e le cifre rappresentativi sono stati modificati dalle nostre recenti pubblicazioni22,23. Per valutare gli effetti dell’isolamento sociale sull’ansia e sul comportamento esplorativo, i test EPM e OF sono stati eseguiti 24 ore dopo la data di fine del periodo di isolamento sociale di 4 settimane. I topi socialmente isolati hanno trascorso significativamente meno tempo nel braccio aperto (1,28 ± 0,17 min) rispetto al controllo (2,31 ± 0,27 min) …

Discussion

I passaggi critici nel protocollo includono la corretta impostazione delle gabbie di isolamento sociale (cioè l’avvolgimento di sacchetti opachi e la riduzione della quantità di lettiera), riducendo al minimo la manipolazione e il disturbo dei topi durante il periodo di isolamento e assicurandosi che i topi ottengano e consumino completamente l’agar con il farmaco. È fondamentale che il vivaio o le condizioni abitative siano mantenute a temperatura e umidità costanti, nonché a ridurre al minimo le interfere…

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