14 de diciembre de 2014
El objetivo del protocolo presentado aquí es describir los procedimientos para exponer a las ratas a niveles moderados de alcohol durante el desarrollo cerebral prenatal y cuantificar las alteraciones resultantes en el comportamiento social durante la edad adulta.
Exposición prenatal moderada al alcohol y cuantificación del comportamiento social en ratas adultas. Este video describe un paradigma de exposición prenatal al alcohol seguido de la cuantificación del comportamiento social en la edad adulta. Todos los procedimientos descritos en este video han sido aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales del Centro de Ciencias de la Salud y el campus principal de la Universidad de Nuevo México comienzan con la obtención de ratas hembras adultas de seis a siete semanas de edad que promedian de 125 a 150 gramos de peso y criadores de ratas machos probados.
Por lo general, a las 12 semanas de edad, los animales tardan al menos una semana en aclimatarse a su nuevo entorno de alojamiento. En general, el cronograma de exposición prenatal al alcohol incluye un período de preexposición de dos semanas, un período de reproducción en el que los animales no tienen acceso al alcohol y el período de exposición prenatal, que tiene lugar durante toda la gestación. Los detalles de cada etapa son los siguientes.
Con el fin de evaluar los niveles de consumo de alcohol antes de la preñez, las ratas hembra consumen voluntariamente agua sacarina que contiene concentraciones incrementalmente más altas de alcohol durante un período de dos semanas. La función de esta evaluación es identificar las ratas que beben a los niveles deseados para las fases posteriores del protocolo de bebida. Este aspecto del paradigma de la exposición al alcohol también garantiza que todas las ratas hembra hayan bebido antes del embarazo.
Prepare los tubos para beber reuniendo los siguientes suministros. Sacarina, sal sódica, hidrato, etanol de 190 grados, tubos de vidrio con cuentas, caucho natural blanco, un orificio, número cuatro, tapones, tubos doblados de una pulgada con punta de bola y reglas de papel preparan una solución de tallo de agua sacarina al 0,066% disuelta en agua del grifo. Use una porción de agua con 0,066% de sacarina para hacer una solución de sacarina que contenga 2,5% de etanol y una porción para hacer una solución madre que contenga 5% de etanol.
Prepare los tubos para beber pegando una regla de papel en un tubo. Llene el tubo hasta la marca de 20 milímetros con la solución correcta para el día. Asegúrese de obtener pesos corporales de referencia para cada rata hembra. Las sesiones de bebida se llevan a cabo durante cuatro horas al día, comenzando una hora después del inicio del ciclo de oscuridad.
En los días uno y dos, las hembras tendrán acceso a agua con 0,066% de sacarina. En los días tres y cuatro, las hembras tendrán acceso a la solución de SAC que contiene etanol al 2,5%. A partir del quinto día, las hembras tendrán acceso a la solución SAC que contiene sesiones de bebida de etanol al 5% con la solución de etanol al 5%.
Continúe hasta que se complete la fase previa al embarazo de bebida. La comida y el agua del grifo están disponibles durante todas las sesiones de bebida. Al final de la sesión de bebida de cuatro horas, cuantifique el peso de la solución de etanol consumida por kilogramo de peso corporal.
Al finalizar la fase de consumo de alcohol antes del embarazo, calcule el consumo medio de etanol y la desviación estándar para todo el grupo y elimine las ratas para las que el consumo medio es uno. Desviación estándar o más. Por encima o por debajo de la media del grupo.
Asigne las ratas restantes a las condiciones de control de sacarina o de exposición prenatal al etanol. Iguale los niveles de consumo de alcohol antes del embarazo lo más cerca posible. Para los dos grupos, empareje cada rata hembra con un reproductor macho probado.
Las ratas hembras no consumen alcohol durante la fase de cría. Cuando se confirme el embarazo por la presencia de un tapón vaginal, se pesa a la rata hembra y a Hauser individualmente a partir del primer día de gestación. Proporcione soluciones de alcohol o sacarina de acuerdo con la tarea del grupo.
Durante cuatro horas al día, permita el acceso a alimentos y agua del grifo durante las sesiones de bebida. Continúe con las sesiones diarias de bebida durante todo el embarazo. Cuantificar el consumo de agua potable diariamente y pesar semanalmente las ratas.
Cesar los procedimientos de exposición al alcohol cuando nacen las crías. Designar el día de nacimiento como postnatal. Día cero.
Llame a la camada a 10 cachorros alrededor del segundo o tercer día postnatal y registre el peso de los cachorros. Destetar a los animales aproximadamente entre los días 21 y 24 después del parto y alojarlos en parejas del mismo sexo con un animal para la misma condición de tratamiento prenatal. No use más de una o dos ratas de cada camada por experimento para limitar los posibles efectos de la camada.
Cuantificación del comportamiento social en la edad adulta. Obtener todos los materiales y equipos necesarios. Utilizamos una cámara hecha a medida, que mide 95 centímetros de largo, 47 centímetros de ancho y 43 centímetros de alto.
La cámara está construida con material plástico compuesto que se limpia y desinfecta fácilmente y tiene un frente de plástico transparente y una parte superior abierta. El suelo y las paredes laterales están forrados con plástico para facilitar la limpieza. La pared interior trasera está cubierta con azulejos espejados para facilitar el análisis.
Los materiales adicionales necesarios incluyen las siguientes cámaras de video que son capaces de grabar en condiciones de poca o ninguna luz. Idealmente, la cámara debe tener una alta resolución en el espectro infrarrojo, iluminadores infrarrojos, que se colocan alrededor del aparato para mejorar la iluminación del aparato. En la grabación de video se utilizan virutas de arena de grado de laboratorio, un cepillo y un recogedor para limpiar el aparato entre sesiones y alcohol isopropílico al 70% para eliminar los olores de ratas entre sesiones.
Para la medición en la edad adulta, las ratas tienen al menos 90 días de edad cuando esta fase del experimento comienza durante tres días consecutivos, un animal y su compañero de jaula se colocan en el aparato durante 30 minutos para aclimatarse al aparato. Antes de cada sesión, se retiran las astillas de madera. El aparato se limpia con alcohol isopropílico y se proporcionan astillas de madera frescas, limpie y desinfecte el aparato con un agente de limpieza adecuado.
Según sea necesario, las astillas de madera deben cubrir completamente la parte inferior del aparato. Durante la sesión de aclimatación, todas las luces de la habitación se apagan al final de la tercera sesión de aclimatación. Aloje a los animales individualmente en jaulas nuevas con astillas de madera fresca, comida y agua.
La interacción social se registra al día siguiente, 24 horas después de la separación de los animales con el fin de evaluar el comportamiento social, comenzando por la limpieza del aparato y la sustitución de las astillas de madera. Coloque una o más cámaras para grabar la interacción. En nuestro laboratorio, utilizamos las características únicas de los patrones de pelaje como una forma de identificar a los animales individuales, las alternativas para marcar a los animales se describen en el texto al finalizar la filmación de la interacción social, identificar los comportamientos de interés en nuestro laboratorio.
Hemos cuantificado los comportamientos dirigidos por la pareja y otros comportamientos dirigidos hacia el entorno. En nuestros estudios previos, la lucha libre y otras medidas de investigación social, como el olfateo anal, genital o el acicalamiento de las piernas, han distinguido de manera confiable a los animales expuestos al etanol de los animales expuestos al saco. En los siguientes clips de vídeo, se muestran ejemplos de cada comportamiento de interés.
La lucha libre ocurre cuando uno o ambos animales están involucrados en un intento de abalanzarse sobre el compañero y, a menudo, resulta en que un miembro de la pareja inmovilice al otro animal en su costado o espalda. La lucha libre a menudo es precedida por la persecución y también puede ser precedida por otros comportamientos como el boxeo, el cruce por debajo, así como un olfateo genital. El recubrimiento de los comportamientos termina cuando los animales se separan.
De vez en cuando, los animales se involucran rápidamente en otro combate de lucha libre si los animales se han separado claramente unos de otros. La segunda pelea se cubriría como una instancia separada. Debido a que la lucha requiere la participación de ambos animales de la pera, las medidas deben ser equivalentes para la pera al recubrir.
También es posible que desee anotar qué animales terminaron inmovilizando en lugar de ser inmovilizados, así como qué animal se dedicó a perseguir y saltar. También puede ser útil codificar los comportamientos que comprenden los combates de lucha libre por separado. Si se necesita un análisis más detallado en el boxeo, ambos animales se encabritan sobre sus extremidades traseras y se empujan entre sí con sus cuatro patas.
En los episodios de cruce por encima o por debajo, un animal se sube deliberadamente a la parte superior o se sumerge debajo de su compañero. En este comportamiento, un animal olfatea la región genital anal de su pareja. Una de las funciones del olfateo genital anal es la identificación.
El olfateo corporal se refiere a otro olfateo del cuerpo de la pareja y, a menudo, se dirige hacia el costado o el flanco de la pareja. El aseo de los animales es el acicalamiento de la pareja alle. El aseo generalmente se dirige hacia la nuca y el área de la cabeza.
En la crianza, el animal se eleva sobre las extremidades traseras de manera similar a la crianza, cavar y olfatear en la cama es un comportamiento dirigido al entorno común que proporciona una medida de comportamiento dirigido hacia el sustrato utilizado en el aparato para codificar y cuantificar comportamientos, utilizamos un programa personalizado de MATLAB desarrollado en nuestro laboratorio. Las características principales de este programa son la reproducción de video a velocidad variable, los botones de alternancia asociados con cada comportamiento de interés para el cual el estado de encendido o apagado indica la presencia o ausencia del comportamiento, la codificación automática del tiempo de inicio y desplazamiento de cada comportamiento y la salida de datos, incluida la duración total, la frecuencia y la latencia hasta la primera instancia de cada comportamiento. Una vez completada la codificación para todos los animales, Los datos de duración, frecuencia y latencia resultantes se analizan con un paquete estadístico. En el ejemplo que se muestra aquí, se puede ver que la frecuencia, la duración y la latencia hasta la primera instancia de lucha, así como la duración del olfateo genital anal, difirieron significativamente entre los animales expuestos a la sacarina y al etanol.
Otras medidas conductuales no distinguieron entre grupos. Los métodos presentados en este video agilizaron el proceso de análisis del comportamiento social, siguiendo la exposición prenatal al etanol en un protocolo simple y eficiente. Además de la utilidad de este enfoque para distinguir las ratas que han estado expuestas a niveles moderados de etanol durante el desarrollo prenatal de los animales no expuestos, estos métodos podrían adaptarse fácilmente para la evaluación de otros protocolos de exposición al etanol, incluidas las variaciones en el momento, la dosis, la duración y la edad en el momento del análisis del comportamiento.
Además, los comportamientos específicos cuantificados durante el análisis se pueden adaptar para capturar los principales efectos de la exposición al etanol en varias etapas del desarrollo.
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Este artículo presenta un protocolo para exponer a ratas a niveles moderados de alcohol durante el desarrollo prenatal del cerebro. También detalla la cuantificación de las alteraciones resultantes en el comportamiento social durante la edad adulta.
La evaluación cuantitativa del comportamiento social en ratas adultas tras una exposición prenatal moderada al alcohol proporciona un modelo preclínico robusto para investigar los mecanismos neurodesarrolladores subyacentes a los Trastornos del Espectro Alcohólico Fetal (FASDs). Este enfoque permite una alineación traslacional entre los fenotipos conductuales en roedores y los resultados neurodesarrolladores humanos, respaldando la confianza predictiva en la validación de dianas y la reducción de riesgos mecanicistas para carteras centradas en el SNC. La adaptabilidad del protocolo a diferentes paradigmas de exposición aumenta su valor para descubrimientos tempranos y líneas de investigación preclínica.
Este protocolo se integra en la continuidad desde el descubrimiento hasta la fase preclínica al proporcionar un modelo conductual relevante para la enfermedad, útil para la prueba de hipótesis y la validación de dianas en la investigación de desarrollo neurológico.