Evaluación de la Neurotoxicidad en Danio rerio Adulto mediante una Batería de Pruebas de Comportamiento en un Tanque Único

Resumen

Aquí, presentamos una batería integral de pruebas de comportamiento, que incluye el nuevo tanque, Shoaling y pruebas de preferencia social, para determinar de manera efectiva los posibles efectos neurotóxicos de los productos químicos (por ejemplo, metanfetamina y glifosato) en el pez cebra adulto utilizando un solo tanque. Este método es relevante para la neurotoxicidad y la investigación ambiental.

Resumen

La presencia de efectos neuropatológicos resultó ser, durante muchos años, el principal criterio de valoración para evaluar la neurotoxicidad de una sustancia química. Sin embargo, en los últimos 50 años, se han investigado activamente los efectos de los productos químicos en el comportamiento de las especies modelo. Progresivamente, los criterios de valoración conductuales se incorporaron a los protocolos de cribado neurotoxicológico, y estos resultados funcionales se utilizan ahora de forma rutinaria para identificar y determinar la posible neurotoxicidad de las sustancias químicas. Los ensayos conductuales en peces cebra adultos proporcionan un medio estandarizado y confiable para estudiar una amplia gama de comportamientos, incluida la ansiedad, la interacción social, el aprendizaje, la memoria y la adicción. Los ensayos de comportamiento en el pez cebra adulto suelen consistir en colocar a los peces en un campo experimental y registrar y analizar su comportamiento mediante un software de seguimiento de vídeo. Los peces pueden estar expuestos a diversos estímulos y su comportamiento se puede cuantificar utilizando una variedad de métricas. La nueva prueba de tanque es una de las pruebas más aceptadas y ampliamente utilizadas para estudiar el comportamiento similar a la ansiedad en los peces. Las pruebas de cardúmenes y preferencias sociales son útiles para estudiar el comportamiento social del pez cebra. Este ensayo es particularmente interesante ya que se estudia el comportamiento de todo el cardúmen. Estos ensayos han demostrado ser altamente reproducibles y sensibles a las manipulaciones farmacológicas y genéticas, lo que los convierte en herramientas valiosas para estudiar los circuitos neuronales y los mecanismos moleculares que subyacen al comportamiento. Además, estos ensayos se pueden utilizar en el cribado de fármacos para identificar compuestos que pueden ser posibles moduladores del comportamiento.

En este trabajo mostraremos cómo aplicar herramientas conductuales en neurotoxicología de peces, analizando el efecto de la metanfetamina, una droga recreativa, y el glifosato, un contaminante ambiental. Los resultados demuestran la contribución significativa de los ensayos conductuales en pez cebra adulto a la comprensión de los efectos neurotoxicológicos de los contaminantes ambientales y los fármacos, además de proporcionar información sobre los mecanismos moleculares que pueden alterar la función neuronal.

Introducción

El pez cebra (Danio rerio) es una especie de vertebrado modelo popular para estudios de ecotoxicología, descubrimiento de fármacos y farmacología de seguridad. Su bajo costo, sus herramientas genéticas moleculares bien establecidas y la conservación de los procesos fisiológicos clave involucrados en la morfogénesis y el mantenimiento del sistema nervioso hacen del pez cebra un modelo animal ideal para la investigación en neurociencia, incluida la toxicología neuroconductual ^1,2. El principal criterio de valoración para evaluar la neurotoxicidad de una sustancia química era, hasta hace poco, la presenc....

Protocolo

El estricto cumplimiento de las normas éticas garantiza el bienestar y el trato adecuado del pez cebra utilizado para la experimentación. Todos los procedimientos experimentales se llevaron a cabo bajo las directrices establecidas por los Comités Institucionales de Cuidado y Uso de Animales (CID-CSIC). Los protocolos y resultados que se presentan a continuación se realizaron bajo la licencia otorgada por el gobierno local (acuerdo número 11336).

1. Alojamiento de animales para pruebas de comportamiento

1. Realice todas las pruebas (presentadas en la Figura 1) en una sala de comportamient....

Resultados

En esta sección, veremos algunas posibles aplicaciones de estas herramientas conductuales en la neurotoxicología de peces. Los siguientes resultados corresponden a la caracterización de los efectos agudos o atracones de la metanfetamina (METH), una droga recreativa, y los efectos subcrónicos del glifosato, uno de los principales herbicidas encontrados en los ecosistemas acuáticos.

Caracterización de un modelo de neurotoxicidad por atracón de metanfetamina en pez cebra adulto

Discusión

Las conductas de ansiedad características observadas en la NTT se han correlacionado positivamente con los niveles de serotonina analizados en el cerebro²¹. Por ejemplo, después de la exposición a la paraclorofenilalanina (PCPA), un inhibidor de la biosíntesis de 5-HT, los peces exhibieron geotaxis positiva, así como una disminución de los niveles cerebrales de 5-HT²², resultados muy similares a los obtenidos con METH. Por lo tanto, la disminución de los niveles de serotoni.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Acuario Forma de cubo	Blau Acuarístico	7782025	Cúbico Panorámico 10  ( 10 L, 20 cm x 20 cm x 25 cm, 5 mm)
Software Ethovision	Noldus	Cámara Ethovision XT	versión 12.0 o posterior
	desarrollo	de imágenes UI-5240CP-NIR-GL
GraphPad Prism 9.02	Software GraphPad Inc	GraphPad Prism 9.02	Para Windows
Gestor de cámaras IDS Sistemas de	desarrollo
Iluminación retroiluminada LED	Quirumed	GP-G2
SPSS Software	IBM	IBM SPSS v26
uEye Cockpit software	Sistemas de desarrollo de imágenes	versión 4.90

Sistemas de de imágenes