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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Aquí presentamos el protocolo de estrés leve crónico impredecible en ratones. Este protocolo induce un depresivo-como el fenotipo a largo plazo y permite evaluar la eficacia de los antidepresivos putativos en la reversión de los déficits depresivos-como comportamiento y neuromolecular.
La depresión es una condición muy frecuente e incapacitante, sólo parcialmente dirigida por farmacoterapias actuales. La falta de respuesta al tratamiento de muchos pacientes solicita la necesidad de desarrollar nuevas alternativas terapéuticas y para comprender mejor la etiología del trastorno. Modelos preclínicos con méritos traslacionales son rudimentarios para esta tarea. Aquí presentamos un protocolo para el método de estrés leve crónico impredecible (UCMS) en ratones. En este protocolo, ratones adolescentes están expuestos crónicamente a intercambio impredecibles estrés leve. Que se asemeja a la patogenia de la depresión en los seres humanos, exposición de estrés durante el sensible período de la adolescencia de ratones instiga un depresivo-como fenotipo evidente en la edad adulta. UCMS puede utilizarse para las sesiones de los antidepresivos en la variedad de comportamientos depresivos y neuromolecular índices. Entre las pruebas más importantes para evaluar comportamiento depresivo en los roedores es la prueba de preferencia de sacarosa (SPT), que refleja la anhedonia (síntoma de la base de la depresión). El SPT se presentará también en el presente Protocolo. La capacidad de UCMS inducir anhedonia, instigar déficits conductuales a largo plazo y revocación de estos déficits mediante tratamiento crónico (pero no agudo) con antidepresivos fortalece la validez del protocolo comparado con otros protocolos de animales para inducir comportamientos depresivos.
Desorden depresivo importante (MDD) es una condición debilitante, que se ha indicado como la 11th de causa de carga global de enfermedad1, con una prevalencia durante la vida de 11 – 16%2,3. MDD se ha asociado con impedimentos severos en pacientes funcionamiento social y ocupacional, menor calidad de vida, numerosos trastornos físicos y mentales y mayor riesgo de mortalidad4,5,6 , 7. hay varios farmacoterapias eficaces y las intervenciones psicológicas para MDD; sin embargo, más de la tercera parte de los pacientes no alcanzan la remisión con las opciones terapéuticas existentes8,9,10,11. Por lo tanto, mejor asignación de la fisiopatología de la MDD y el desarrollo de nuevos fármacos están siendo de suma importancia. Para hacer frente a estas necesidades de modelos animales de tareas científicamente validadas para ser utilizados.
El estrés leve crónico impredecible (UCMS) es un paradigma roedor famoso utilizado para inducir depresión y ansiedad como comportamientos12,13,14,15. El objetivo principal de UCMS es generar déficits conductuales (por ejemplo, anhedonia y desesperanza conductual12,15) en ratones y ratas y promover la proyección de posibles agentes terapéuticos farmacológicos. El procedimiento fue introducido por primera vez por Katz16 y posteriormente desarrollado por Willner17,18, rindiendo grandes resultados conductuales y neurobiológicos rememorando sintomatología depresiva12. Fue diseñado inicialmente para las ratas y luego acomodó a ratones13,19. En el procedimiento, animales adolescentes están expuestos crónicamente a diferentes estresores leves impredecibles. Posteriormente, se administran agentes farmacológicos. Se obtienen los índices conductuales y biológicos a la terminación del tratamiento. Uno de los más destacados ensayos realizados tras UCMS es la prueba de preferencia de sacarosa (SPT). El SPT se basa en preferencia innata de los roedores de la solución azucarada en vez de agua y es ampliamente reconocida como un modelo traslacional esencial para la evaluación de la anhedonia12,18,20, 21 (que es un síntoma de la base en la depresión humana22,23).
Al entrar en la cuarta década desde su introducción, UCMS se ha aplicado en ratones y ratas en innumerables estudios. La mayoría de estos estudios emplearon UCMS como método para inducir comportamientos depresivos12,13,21,24. Los estudios también han utilizado el modelo para generar anxiogenic efectos25,26,27,28,29. Preferencias de sacarosa y la sacarina son las pruebas principales para evaluar anhedonia siguiendo UCMS12,18,30,31,32,33. Otras medidas de resultado notable que muy están incorporados en la literatura UCMS son: la suspensión de la cola prueba (TST)28,34,35, test de natación forzada (FST)28,34 , 36 , 37 (ambos miden estrés afrontamiento/comportamiento desesperación), la prueba de campo abierto (OFT; medición de conducta exploratoria, ansiedad-como comportamiento y actividad locomotriz)25,28,38, el elevado Además de laberinto (EPM; medición ansiedad-como comportamiento)25,39,40 y pruebas adicionales de medición comportamientos depresivos, ansiedad-como comportamiento, funcionamiento cognitivo y comportamiento social12 . Administración crónica de antidepresivos tricíclicos (TCAs; imipramina35,41,42,43, desipramina18,44,45 ), antidepresivos tetracíclicos (TeCAs; maprotilina46,47, mianserin48), inhibidores de la recaptación de serotonina (ISRS, fluoxetina46,47,49 , escitalopram30,50, paroxetina51,52), melatonina43,49, Agomelatina53, el inhibidor de ácido graso amida hidrolasa (FAAH) URB59754 y varios compuestos naturales30,37,50,55,56,57,58 han sido demostrado para invertir los síntomas inducidos por UCMS depresivo y ansiedad-como. En general, estos efectos terapéuticos no han sido obtenidos mediante tratamientos agudo12 (por ejemplo, paroxetina51,52, imipramina53,54,59 ,60, fluoxetina53, Agomelatina53, URB59754, brofaromina60).
La exposición de estrés durante la infancia y adolescencia es un factor de riesgo importante para la formación anterior de MDD (entre varios otros trastornos psiquiátricos) en la edad adulta61,62,63. Eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal (HPA) es el principal sistema neuroendocrino, regulación de la respuesta bio-conductuales al estrés64. Estrés a largo plazo durante los periodos sensibles del desarrollo neurológico de la infancia y adolescencia que dañen el equilibrio del eje HPA. Puede provocar un estado de mayor activación simpática, reactividad desequilibrada y hypercortisolemia duradera a través del estado de reposo; por lo tanto, haciendo vulnerable a la depresión o psicopatologías relacionadas con la ansiedad65,66,67,68personas. UCMS traduce adecuadamente esta patogenesia: tensión aplicación en ratones ' adolescencia induce una susceptibilidad como depresivos a largo plazo. Por otra parte, los déficits conductuales inducidos por UCMS, está sustentada por alteraciones significativas en la HPA axis funcionamiento (p. ej., causando una reducción en el factor neurotrófico derivado del cerebro hippocampal [BDNF; una proteína altamente implicada en el equilibrio el eje HPA69,70]30, o por alterar la regulación de la secreción de corticosterona a la sangre71,72), en similitud a la fisiopatología en los seres humanos12, 50,73.
UCMS tiene varias características, reforzando un modelo para la depresión: por ejemplo, (i) la obtención de anhedonia (que se considera un endofenotipos de MDD23,74); (ii) UCMS permite evaluar gran variedad de comportamientos depresivos como desesperación conductual, conducta social reducida, deterioro en el estado de la piel y más34; y (iii) crónica (2-4 semanas), pero no aguda, administración de antidepresivos siguientes exposición de estrés podría producir un efecto terapéutico prolongado paralelo al efecto obtenido en pacientes humanos por los mismos agentes30,75 ,76,77.
Estas características refuerzan la validez de UCMS comparado con otros modelos animales de depresión. La FST78 y el79 del TST son dos modelos que se utilizan para inducir o para evaluar el comportamiento depresivo. Como modelos para inducir comportamientos depresivos tienen claras deficiencias en comparación con UCMS; no sugerirán el cambios de comportamiento a largo plazo y podría simplemente reflejar un ajuste de la tensión aguda en lugar de producir una manifestación depresiva como artículo76.
Un alternativo modelo animal de depresión es el modelo social de la derrota. A diferencia de la FST y el TST este modelo (como UCMS) requieren la aplicación de estrés crónico (id est [es decir], la recurrente sujeción del animal social aversivo encuentros con homólogos dominantes)76,77 , 80 , 81 , 82. la principal ventaja del modelo social de la derrota es que emplea estímulos sociales como factores estresantes, reflejando así el papel del estrés psicosocial en la patogenia de la depresión humana. Similar a UCMS, el modelo social de la derrota provoca a largo plazo comportamientos depresivos y alteraciones neuroendocrinas. Otra vez paralelo al UCMS, podría revertirse el déficit social inducida por la derrota vía crónica pero no aguda, la administración de antidepresivos. En general, hay gran soporte para la utilización de UCMS y derrota social como los aparatos para la investigación de la fisiopatología de la depresión76,77,81,82 . Sin embargo, un déficit importante del modelo social de la derrota es que podría ser aplicado únicamente en roedores macho, las hembras no presentan suficiente comportamiento agresivo hacia uno a83. En contraste, UCMS ha demostrado para producir varios efectos depresivos en ambos ratones machos y hembras34.
El estrés leve crónico predecible (PCMS) es otro modelo de roedor que impone un régimen de exposición recurrente diaria a moderación estrés28,84,85,86,87. Varios estudios han demostrado que PCMS aumentó de28,de comportamientos ansiedad87; Aunque hay contradictorios informes de capacidad de PCMS vis-á-vis inducir comportamientos depresivos a largo plazo. A diferencia de UCMS, PCMS ha producido resultados menos satisfactorios refiriéndose a su capacidad para inducir un estado similar al anhedónico28,84,86. Esto es consistente con la fenomenología humana, en que impredecible estresores son más perjudiciales que predecible los88.
Todos los métodos aquí descritos han sido aprobados por el cuidado institucional de animales y uso Comisión de Colegio académico Tel-Aviv-Yaffo.
1. los animales
2. UCMS
3. detección de antidepresivos
4. evaluación de tono hedónico en el SPT
Para corroborar la eficacia del procedimiento UCMS para inducir déficits de tipo depresivo, se llevó a cabo un control de la manipulación. Ratones ICR marginado machos fueron asignados aleatoriamente a las condiciones UCMS o ingenuos (4 semanas, como se describe en el protocolo de 2.2). Posteriormente, el SPT (6 días, como se describe en el protocolo 4) fue administrado para evaluar si los ratones después de experimentar UCMS demostraron déficits hedónicos. Poco después, ratones fueron sacrificados y el hipocampo se diseca completamente para el FNDC (una proteína altamente implicada en la fisiopatología de la depresión70,93) evaluación por análisis enzima-ligado del inmunosorbente (ELISA). Vea la figura 1 para el diseño del estudio.
Independiente de muestras t-test reveló una diferencia significativa entre los grupos de su preferencia de sacarosa (t(23) = 2.32, p < 0.05). El grupo UCMS demostró disminuido la preferencia de sacarosa, en comparación con la ingenua del grupo (ver figura 2A). Esto sugiere que el protocolo UCMS era eficaz en la inducción de anhedonia. Independiente muestras t-test en BDNF hippocampal niveles revelaron una diferencia significativa entre los grupos (t(23) = 2.43, p < 0.05). El grupo UCMS demostró disminuido niveles BDNF hippocampal comparados con la ingenua del grupo (ver figura 2B). Esto sugiere que el protocolo UCMS condujo a la disminución en los niveles BDNF hipocampales, como es evidente en la depresión humana94.
En otro estudio de nuestro laboratorio, hemos examinado los antidepresivo-como efectos de dos fármacos siguiendo protocolo UCMS. 30 procedimiento de UCMS el siguiente (como se describe en 2.) macho ICR marginado ratones recibidas crónica (3 semanas) el tratamiento con el SSRI escitalopram (15 mg/kg, i.p.), NHT (30 mg/kg, i.p.; para más información sobre NHT ver referencias25 30,50,75) o solución salina. Tras la fase de tratamiento, se llevó a cabo el SPT y se evaluaron los niveles BDNF hippocampal. Vea la figura 3 para el diseño del estudio.
Dos análisis de varianza (ANOVA) sobre preferencia de sacarosa reveló tratamiento significativo (F(2,92) = 4.01, p < 0.05) y la interacción de tratamiento × UCMS (F(2,92) = 4.92, p < 0.01) efectos (véase Figura 4A). Análisis post-hoc de Sidak revelaron que el grupo UCMS-solución salina mostró una disminución significativa en la preferencia de sacarosa respecto al grupo de ingenuos-solución salina (p < 0,001); no disminuye se observaron en el UCMS-escitalopram y en los grupos UCMS-NHT en comparación con los grupos de ingenuo (no significativa [NS]). Además, el grupo UCMS-solución salina mostró preferencia sacarosa disminuida en comparación con el escitalopram UCMS (p < 0.05) y los grupos UCMS-NHT (p < 0,001). Éstos sugieren que escitalopram y NHT normalizaron la anhedonia UCMS-inducida.
ANOVA de dos vías en los niveles BDNF hippocampal reveló UCMS significativo (F(1,22) = 8,92, p < 0.01), tratamiento (F(2,22) = 18.36, p < 0.001) y UCMS × tratamiento interacción (F(2,22) = 5.19, p < 0.05) efectos (véase Figura 4B). Análisis post-hoc de Sidak revelaron que el grupo UCMS-solución salina mostró una disminución significativa en los niveles BDNF hippocampal comparado con el grupo ingenuo-solución salina (p < 0,001); no disminuciones similares se observaron en el UCMS-escitalopram y en los grupos UCMS-NHT en comparación con los grupos de ingenuo (N.S.). Además, el grupo UCMS-solución salina mostró disminución de BDNF hipocampo en comparación con el escitalopram UCMS y los grupos UCMS-NHT (p < 0,001 en ambos contrastes). Éstos sugieren que escitalopram y NHT normalizaron la reducción UCMS-inducida en los niveles BDNF en el hipocampo.

Figura 1: un diagrama que representa un diseño experimental posible. Tras una semana de aclimatación, ratones fueron asignados aleatoriamente a UCMS o ingenuo condiciones (persistencia de 4 semanas). Posteriormente, preferencia de sacarosa fue examinado y ratones fueron preparados para la evaluación de BDNF. SPT: test de preferencia sacarosa; CD: la dislocación cervical. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: los efectos de UCMS en preferencia de sacarosa y los niveles BDNF hippocampal. (A) ratones sometidos a 4 semanas de UCMS demostraron una reducción significativa en la preferencia de sacarosa, en comparación con ratones de ingenuo. (B) los ratones sometidos a 4 semanas de UCMS demostraron una reducción significativa en los niveles BDNF hipocampales en comparación con ratones de ingenuo. n = 12 – 13 ratones por grupo. Los resultados se expresan como media ± SEM. *p < 0.05 haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: diagrama que representa un diseño experimental posible. Tras una semana de aclimatación, ratones fueron asignados aleatoriamente a UCMS o ingenuo condiciones (persistencia de 4 semanas). Posteriormente, los ratones recibieron tratamiento crónico con solución salina, escitalopram (15 mg/kg, i.p.) o NHT (30 mg/kg, i.p.), dura 3 semanas (una administración al día). Después del tratamiento, preferencia de sacarosa fue examinado y ratones fueron preparados para la evaluación de BDNF. SPT: test de preferencia sacarosa; CD: la dislocación cervical. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: los efectos del tratamiento crónico con escitalopram y NHT en reducciones UCMS-inducida en preferencia de sacarosa y los niveles BDNF hippocampal. (A) ambos escitalopram y NHT previno la reducción UCMS-inducida en la preferencia de la sacarosa; n = 15 – 17 ratones por grupo. (B) ambos escitalopram y NHT previno la reducción UCMS-inducida en los niveles BDNF hipocampales; n = 4 a 6 ratones por grupo. Los resultados se expresan como media ± SEM. *p < 0.05 ***p < 0.001. Esta cifra ha sido modificada desde un estudio previamente publicado de nuestro laboratorio y reproducida bajo licencia de la acceso abierto PLoS ONE ("CC-BY") que permite la reimpresión de30. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
1 mesa adicional: Programa de estrés leve crónico impredecible (UCMS). Haga clic aquí para descargar este archivo.
Los autores no tienen nada que revelar.
Aquí presentamos el protocolo de estrés leve crónico impredecible en ratones. Este protocolo induce un depresivo-como el fenotipo a largo plazo y permite evaluar la eficacia de los antidepresivos putativos en la reversión de los déficits depresivos-como comportamiento y neuromolecular.
Los autores desean agradecer a Gali Breuer por su asistencia en la producción de vídeo. Esta investigación fue apoyada por el Ministerio de Israel de ciencia, tecnología y espacio (grant no. 313552), por el Instituto Nacional de Psicobiología en Israel (NIPI-208-16-17b) y por la Fundación UNED.
| Lámpara calefactora | Ikea | AA-19025-3 | |
| Almohada calefactora | Sachs | EF-188B | |
| Sujetador | de ratones | ||
| Balanza electrónica portátil (*.** g) | |||
| Tapón de goma estándar, tamaño 5 | Ancare | #5.5R | Para evitar derrames durante el SPT |
| Tubo de bebida recto abierto (2.5") | Ancare | OT-100 | Para evitar derrames durante el SPT (inserte el tubo para beber en el tapón de goma) |
| de | sacarosa al 2% | ||
| Tubo | de centrífuga cónico de 50 mL | Para el SPT | |
| Ratones supercriados ICR preadolescentes (aproximadamente 20 días de edad) | Envigo | Hsd:ICR (CD-1) |