Stress lieve cronico imprevedibile nei ratti basato sulla medicina mongola

Summary

Questo protocollo delinea un modello di stress lieve cronico imprevedibile (CUMS) per la depressione basato sulla teoria medica mongola, insieme a metodi per convalidare i test comportamentali.

Abstract

La depressione è un disturbo affettivo prevalente e costituisce una delle principali cause di disabilità globale. I limiti degli attuali interventi farmacologici contribuiscono al notevole onere sanitario attribuito a questa condizione. C’è un urgente bisogno di una comprensione più profonda dei meccanismi alla base della depressione, rendendo i modelli preclinici con potenziale traslazionale molto preziosi. La medicina mongola, un sottoinsieme della medicina tradizionale, postula che l’insorgenza della malattia sia strettamente legata all’equilibrio tra vento, bile e catarro. In questo studio, introduciamo un protocollo per il metodo dello stress cronico imprevedibile lieve (CUMS) nei ratti. All’interno di questo quadro, i ratti sono sottoposti a una serie di fattori di stress fluttuanti e lievi per indurre un fenotipo simile alla depressione, imitando la patogenesi della depressione umana. I saggi comportamentali impiegati in questo protocollo includono il test di preferenza del saccarosio (SPT), indicativo di anedonia, un sintomo fondamentale della depressione; il test in campo aperto (OFT), che misura i livelli di ansia; e il test del labirinto d’acqua Morris (MWM), che valuta la memoria spaziale e le capacità di apprendimento. Il metodo CUMS dimostra la capacità di indurre anedonia e di causare deficit comportamentali a lungo termine. Inoltre, questo protocollo è più allineato con la teoria medica mongola rispetto ad altri modelli animali progettati per suscitare un comportamento simile alla depressione. Lo sviluppo di questo modello animale e la successiva ricerca forniscono una solida base per futuri studi innovativi nel campo della medicina mongola.

Introduction

Il disturbo depressivo maggiore (MDD) è una malattia mentale prevalente, classificata come la terza causa di disabilità a livello globale e che colpisce oltre 300 milioni di persone^1,2,3. In particolare, si stima che almeno la metà degli individui colpiti non riceva un trattamento adeguato⁴. Dato questo divario, i modelli animali fungono da strumento cruciale per indagare l’eziologia della depressione. Ad oggi, esistono più di 20 diversi modelli animali per la depressione⁵. Tra questi, il modello di stress cronico imprevedibile lieve (CUMS), perfezionato da Paul Winer nel 1987, è il più frequentemente utilizzato⁶. Il modello CUMS si basa sulla premessa che l’esposizione dei roditori a una vasta gamma di fattori di stress socio-ambientali porta a sintomi simili ad ansia, tensione e depressione. La metodologia prevede l’esposizione degli animali a vari fattori di stress lievi per diverse settimane, culminando in una serie di alterazioni comportamentali, tra cui anedonia e comportamenti depressivi^7,8. Questi cambiamenti sono accompagnati da cambiamenti nei profili endocrini e dei neurotrasmettitori, come una riduzione della 5-HT^9,10. Questi risultati rispecchiano da vicino quelli osservati negli esseri umani con diagnosi di MDD, convalidando così l’utilità del modello. Il modello CUMS è particolarmente apprezzato per la sua efficacia nella valutazione degli antidepressivi, manifestando alti livelli di validità superficiale, strutturale e predittiva^11,12. A differenza di altri modelli, la CUMS è sensibile agli effetti della somministrazione cronica di antidepressivi monoaminergici. Ad esempio, è stato dimostrato che gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI) come il citalopram, la paroxetina e la fluoxetina prevengono e invertono l’anedonia in condizioni di stress cronico^12,13. Inoltre, anche i nuovi antidepressivi ad azione rapida, come la ketamina, hanno dimostrato efficacia in questo modello^14,15. Al contrario, altri test come il test di nuoto forzato (FST) e il test di sospensione della coda (TST) sono meno affidabili per modellare i cambiamenti comportamentali a lungo termine, spesso riflettendo gli adattamenti allo stress acuto piuttosto che i sintomi duraturi della depressione¹⁶. Queste caratteristiche sottolineano la solida validità del modello CUMS nella ricerca sulla depressione. Una delle caratteristiche più salienti del modello CUMS, riconosciuto per la sua elevata affidabilità negli studi classici, è l’anedonia, l’incapacità di provare piacere o interesse nelle attività quotidiane^17,18. Questo fenomeno è comunemente valutato utilizzando test di preferenza del saccarosio e molti antidepressivi hanno dimostrato di invertire la riduzione del consumo di saccarosio. Diverse altre metriche sono comunemente impiegate nella letteratura CUMS, tra cui il test in campo aperto (OFT), che valuta il comportamento motorio volontario, le tendenze esplorative e la tensione, misurando così la gravità della depressione¹⁹. Altri test come il labirinto elevato plus (EPM) valutano comportamenti simili all’ansia, il test del labirinto d’acqua di Morris (MWM) esamina il funzionamento cognitivo²⁰e l’FST valuta la suscettibilità alle emozioni negative e alla disperazione comportamentale²⁰. Inoltre, la maggior parte dei fattori di stress che hanno un impatto sugli esseri umani sono di natura sociale. Gli individui con relazioni sociali non ottimali, caratterizzati da attività sociali, reti e supporto limitati, sono a maggior rischio di varie malattie^21,22. Questo vale anche per i roditori, che sono animali sociali che vivono in gruppo. Ad esempio, i ratti che sono ospitati in isolamento mostrano le caratteristiche di quella che viene definita sindrome da isolamento, che induce stress sociale e accelera l’insorgenza della depressione²³.

La medicina mongola, una branca significativa della medicina cinese, postula che l’insorgenza della malattia sia una complessa interazione tra fattori intrinseci ed esterni. Questi fattori esterni, indicati come le quattro condizioni ausiliarie, comprendono il cambiamento climatico, la dieta, lo stile di vita ed eventi improvvisi come infezioni, incidenti sorprendenti e disturbi psicologici. Il processo patologico è concettualizzato come un’interazione continua tra tre elementi, indicati come i tre tipi di omori, e i Sette Costituenti Corporei in concerto con le quattro condizioni ausiliarie²⁴. La medicina mongola sostiene che il corpo umano funziona come un’entità integrata, mantenuta da un relativo equilibrio tra i tre omori. Una rottura di questo equilibrio è considerata un precursore della malattia²⁴. Dato il ruolo centrale della sperimentazione animale nel collegare la medicina tradizionale e quella moderna, è fondamentale sviluppare modelli animali che siano rilevanti per la ricerca nel campo della medicina mongola. Di conseguenza, abbiamo impiegato una metodologia di isolamento di 28 giorni abbinata a CUMS per simulare questi fattori di stress fisiologici e psicologici. Abbiamo selezionato nove specifici fattori di stress imprevedibili e abbiamo cercato di sostenere questo metodo di modellazione attraverso la teoria dei tre omori della medicina mongola. La creazione di un modello animale robusto è fondamentale per far progredire la ricerca di base nella medicina mongola e contribuirà in modo significativo ai suoi studi fondamentali.

Protocol

I protocolli sperimentali hanno ricevuto l’approvazione dal Comitato per l’etica della cura degli esperimenti animali dell’Università di medicina della Mongolia interna (YKD202301172) e hanno aderito alle linee guida del National Institutes of Health per la cura e l’etica degli animali. Il numero di licenza per il nostro centro per animali è NO.110324230102364187. Ventiquattro ratti maschi di Sprague-Dawley (SD), di 8 settimane di età (200 g ± 20 g), sono stati acquisiti e alloggiati in un ambiente controllato con un…

Representative Results

Risultati dei test comportamentali nel modello di depressione del ratto indotta da CUMSPer corroborare l’efficacia della procedura CUMS nell’indurre comportamenti simili alla depressione, è stato eseguito un controllo di manipolazione. I ratti maschi di Sprague-Dawley (SD) sono stati assegnati in modo casuale al gruppo MOD o CON per un periodo di 4 settimane, come indicato nel passaggio 1.2.3. Successivamente, i ratti sono stati sacrificati e i loro ippocampi sono stati completamente sezionati per l…

Discussion

La depressione è un disturbo mentale caratterizzato da sintomi come umore basso, mancanza di piacere e riduzione dell’energia³⁰. Nel campo della ricerca sulla depressione, la creazione di un modello animale affidabile è fondamentale per far avanzare gli interventi terapeutici. Tra i vari modelli animali, il modello CUMS è particolarmente degno di nota per la sua elevata affidabilità, validità e la sua congruenza con le caratteristiche della depressione umana³¹. È adat…

Materials

1.5 mL centrifuge tube	service Biotechnology Co., Ltd	EP-150-M
1000 µL Pipette	service Biotechnology Co., Ltd	IC021198160223
10 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	IC012395160823
10 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	TP-10
1250 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	TP-1250
2 mL centrifuge tube	service Biotechnology Co., Ltd	EP-200-M
200 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	TP-200
200 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	IC021029160323
300 µL Multi-Channel Pipette	service Biotechnology Co., Ltd	IC091006161022
50 µL Pipette	service Biotechnology Co., Ltd	DS35110
Automatic plate washing machine	rayto Life Sciences Co., Ltd	RT-3100
Benchtop High-Speed Freezing Centrifuge	dalong construction Co., Ltd	D3024R
electronic balance	Mettler Toledo International Trade (Shanghai) Co., Ltd	ME203E/02
Electrothermal blast drying oven	Labotery Experimental Instrument Equipment Co., Ltd	GEL-70
Enzyme Label Detector	BioTeK Co., Ltd	Epoch
High Speed Tissue Grinder	service Biotechnology Co., Ltd	KZ--F
Horizontal Freezer	Mellow Group Co., Ltd	BCD-318AT
Laboratory Ultrapure Water Machine	Jinan Aiken Environmental Protection Technology Co., Ltd	AK-RO-C2
Morris water maze video trail analysing system	Tai Meng Tech Co., Ltd	WMT-200
Rat 5-HT ELISA Kit	Lian Ke bio Co., Ltd,China	96T/48T
SPF grade Sprague Dawley (SD) rats	SPF (Beijing) Biotechnology Co	SCXK(JING)2019-0010
Sprague Dawley rats	Beijing Biotechnology Co., Ltd, China	SCXK (JING) 2019-0010
Vertical Refrigerated Display Cabinet	Xingx Group Co., Ltd	LSC-316C
video tracking system	Tai Meng Tech Co., Ltd	ZH-ZFT
vortex mixer	Servicebio technology Co., Ltd	MV-100