Utilizando la anorexia Roedor modelo basado en actividades para el Estudio de las bases neurobiológicas de la anorexia nerviosa
22 de octubre de 2015
Aquí presentamos un protocolo para inducir anorexia basada en la actividad (ABA) en ratones adolescentes hembras. El ABA es una condición de hiperactividad provocada por la imposición de restricciones alimentarias a roedores con acceso a una rueda para correr. Este fenómeno se está utilizando como modelo para estudiar la neurobiología subyacente de la anorexia nerviosa.
El objetivo general de este procedimiento es inducir anorexia basada en la actividad en ratones hembra adolescentes. Esto se logra introduciendo primero a los ratones en una rueda para correr y durante al menos tres días monitoreando continuamente su actividad en la rueda para correr. A continuación, se les asigna un horario restringido de acceso a los alimentos y se registran los cambios en su funcionamiento voluntario.
En última instancia, este modelo de anorexia basado en la actividad puede mostrar que los cambios neurobiológicos están asociados con cambios en el comportamiento de un animal cuando se le da acceso restringido a los alimentos. Tengo la esperanza de que este modelo de anorexia basada en la actividad ayude a mejorar la terapia de la anorexia nerviosa porque identificará diferencias individuales discretas en la neuroquímica y la neuroanatomía que subyacen a la resistencia y vulnerabilidad a la anorexia nerviosa. Aunque este método puede proporcionar información sobre la anorexia nerviosa, también se puede aplicar a otras enfermedades que tienen comorbilidad con la ansiedad.
Por lo general, este método tendrá dificultades porque la vulnerabilidad de cada animal a la actividad basada en AIA es muy variable. Por lo tanto, se requiere un seguimiento estrecho de la pérdida de peso, la alimentación y la actividad del animal, o los animales pueden comenzar a prepararse. Coloque la computadora y el concentrador USB en la sala de animales lejos del agua corriente y el tráfico peatonal, pero dentro del alcance del transmisor de las ruedas para correr.
Utilice también una fuente de alimentación de respaldo para la computadora y el concentrador USB mediante interruptores en el concentrador. Configure los números de canal para que correspondan a los números de canal de todas las ruedas en funcionamiento que monitoreará. Ahora inicie el software del administrador de ruedas en funcionamiento y confirme que el software reconoce cada transmisor.
Cada rueda aparecerá en la ventana del programa. Bajo el epígrafe Sensores de rueda. El software dará automáticamente un número de identificación a cada rueda.
Puede ser útil anotar este número en la rueda. Si no se reconoce una rueda, reemplace las baterías de la rueda. A continuación, prepare una jaula para cada ratón con niditos de ropa de cama, libre acceso al agua y una rueda para correr.
La rueda para correr debe moverse libremente sin tocar las paredes de la jaula, la canasta de alimentos o la parte superior de la jaula. Además, confirme que el software está actualizando los recuentos de ruedas. Para aclimatarse, los animales alojan a cada ratón individualmente en una jaula con una rueda para correr y acceso a unos 100 gramos de alimento seco y 50 gramos de alimento húmedo en la jaula.
En el software. Comience la adquisición y el almacenamiento de datos seleccionando iniciar adquisición. En el menú de archivos, elija el directorio en el que se guardarán los datos hasta que se detengan.
El software grabará continuamente todos los días justo antes del comienzo de la fase oscura del ciclo de luz. Pesar al animal, pesar la comida húmeda y pesar la comida seca. Vuelva a llenar el recipiente de alimentos secos si contiene menos de 50 gramos y reemplace el recipiente de alimentos húmedos.
Si la comida se seca o se ensucia con la ropa de cama, registre manualmente el conteo de ruedas al mismo tiempo. Para hacer una copia de seguridad de los datos digitales el primer día de restricción de alimentos, retire toda la comida húmeda y seca de la jaula a la mitad de la parte del ciclo de luz del día. Más tarde, al comienzo del tiempo oscuro, registre el peso del animal y el conteo de la rueda.
A continuación, ponga unos 50 gramos de alimento seco en la tolva y proporcione cinco gramos de alimento húmedo en un bote. A continuación, prepare una jaula fresca con ropa de cama y niñuelos para cada animal. Después de dos horas con la transferencia de comida, la rueda de correr y unos puñados de ropa de cama sucia a la jaula preparada.
Transfiere los ratones a las nuevas jaulas sin comida. Al finalizar el periodo de acceso a los alimentos, anotar el peso de los alimentos UNE y el recuento de ruedas. Repita este proceso diariamente durante la duración del experimento.
Si en algún momento un animal cae por debajo del 75% de su peso inicial, retírelo del experimento. Otros indicios de inanición excesiva que indicarían que el animal debería ser retirado del experimento incluyen una postura encorvada e incapacidad para moverse alrededor de la jaula. El animal puede estar frío al tacto y no comer durante las dos horas de acceso a la comida.
Después de tres días de restricción de alimentos, finalice el experimento. Sacrificar al animal para recolectar tejidos o permitir que los animales se recuperen. Para obtener más pruebas de comportamiento en el software, haga clic en la opción finalizar adquisición en el menú de archivos.
Los datos ahora se guardan en un archivo WLS en el directorio elegido Al comienzo del experimento, retire las ruedas de correr de las jaulas y luego retire sus baterías. A los animales en recuperación se les debe permitir el acceso ad libido a la comida. Ahora, exporta los datos a una hoja de cálculo.
Elija la opción de exportación en el menú de archivos y seleccione los archivos WLS deseados en la opción de archivo de datos de origen. A continuación, seleccione la fecha y hora de inicio y finalización, y finalmente seleccione cada sensor de rueda para exportar. En la lista de sensores de rueda, los datos se pueden analizar según sea necesario para estudiar el efecto de a b.
En una población similar a la anorexia nerviosa humana, las hembras de ratón adolescentes se aclimataron a la rueda en P 36. Poco después del inicio de la pubertad, la privación de alimentos se inició en P 40 y su peso corporal disminuyó drásticamente. Los animales de control no tenían ruedas para correr ni restricciones alimentarias. Los animales hambrientos corrieron en exceso después del inicio de la restricción alimentaria.
El análisis detallado de la actividad de las ruedas mostró un patrón circadiano. Curiosamente, incluso durante el acceso a los alimentos, los animales hambrientos optaron por usar la rueda para correr. Después de que comenzó la restricción de alimentos, algunos animales mostraron un aumento en la actividad justo antes del momento de la alimentación, lo que puede llamarse alimento La actividad anticipatoria que uno domina para configurar una cohorte para someterse a un escenario basado en la actividad se puede lograr en un par de horas si se realiza correctamente.
Al intentar este procedimiento, es importante recordar registrar los recuentos de ruedas manualmente al menos una vez al día. La interrupción inesperada de la línea eléctrica o el agotamiento de las baterías pueden interrumpir el conteo de ruedas generado por computadora siguiendo este procedimiento. Se pueden realizar otros métodos, como la inmunocitoquímica, la electrofisiología y las pruebas conductuales, para responder a preguntas adicionales, como cómo la inducción de la anorexia basada en la actividad afecta la anatomía del cerebro, las propiedades biofísicas y el comportamiento.
Descripción general
Este artículo presenta un protocolo para inducir anorexia basada en la actividad (ABA) en ratones hembra adolescentes, un modelo para estudiar la neurobiología de la anorexia nerviosa. El protocolo implica la restricción alimentaria y el monitoreo de la actividad en rueda giratoria para observar cambios conductuales.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Biología del Comportamiento
- Modelos Animales de Enfermedad
Antecedentes
- La anorexia basada en la actividad se caracteriza por hiperactividad debido a la restricción alimentaria.
- Este modelo ayuda a comprender los mecanismos neurobiológicos que subyacen a la anorexia nerviosa.
- Las diferencias individuales en la neuroquímica pueden influir en la vulnerabilidad a la anorexia.
- La vigilancia estrecha del comportamiento animal es crucial durante el experimento.
Objetivo del estudio
- Desarrollar un modelo confiable para estudiar la anorexia basada en la actividad en ratones.
- Investigar los cambios neurobiológicos asociados con la restricción alimentaria y la hiperactividad.
- Mejorar los enfoques terapéuticos para la anorexia nerviosa mediante la identificación de diferencias individuales.
Métodos Utilizados
- Introducción de ruedas para correr para aclimatar a los ratones.
- Monitoreo de la actividad en la rueda y la ingesta de alimento durante un período determinado.
- Aplicación de un horario de restricción alimenticia para inducir el ABA.
- Recolección y análisis de datos para evaluar los cambios conductuales y la pérdida de peso.
Resultados principales
- Los ratones mostraron una actividad de carrera aumentada tras la restricción alimentaria.
- Los patrones de comportamiento indicaron un ritmo circadiano en los niveles de actividad.
- Algunos ratones mostraron actividad anticipatoria al alimento antes de los horarios de alimentación.
- Se monitorearon de cerca la pérdida de peso y los cambios de comportamiento para garantizar el bienestar animal.
Conclusiones
- El modelo ABA es eficaz para estudiar la neurobiología de la anorexia nerviosa.
- Los hallazgos podrían orientar futuras estrategias terapéuticas para tratar la anorexia.
- La variabilidad individual en la respuesta a la restricción alimentaria subraya la necesidad de enfoques personalizados en la investigación.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El modelo roedor de anorexia basada en la actividad (ABA) proporciona un sistema translacionalmente relevante para analizar los mecanismos neurobiológicos subyacentes a la anorexia nerviosa, un trastorno con alta mortalidad y opciones terapéuticas limitadas. Al permitir la manipulación controlada del acceso a la comida y la actividad, este modelo apoya la reducción de riesgos mecanicistas y la validación de dianas en la intersección entre neurociencia del comportamiento y enfermedades psiquiátricas. Sus resultados cuantitativos y la variabilidad individual informan la confianza predictiva y la selección de carteras en el descubrimiento temprano de fármacos neuropsiquiátricos.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite investigar los circuitos neuronales y las vías neuroquímicas implicadas en la vulnerabilidad y la resiliencia frente a la anorexia nerviosa.
- Apoya la reducción de riesgos biológicos mediante la correlación de fenotipos conductuales con cambios neuroanatómicos y neuroquímicos.
- Facilita la validación funcional de objetivos a través de puntos finales conductuales y fisiológicos medibles.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Proporciona un sistema conductual validado para evaluar intervenciones candidatas dirigidas a los fenotipos de hiperactividad y restricción alimentaria.
- Ofrece lecturas cuantitativas y reproducibles, como la actividad en rueda giratoria y la pérdida de peso, para la estandarización de ensayos.
- Permite la preparación para cribado de compuestos que modulan los factores neurobiológicos que impulsan conductas similares a la anorexia.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Se alinea con los resultados conductuales y neurobiológicos relevantes para la enfermedad observados en la anorexia nerviosa humana.
- Permite la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica al facilitar la recolección de tejidos para análisis moleculares y electrofisiológicos posteriores.
- Informa las decisiones de avance ajustadas al riesgo al revelar diferencias individuales en vulnerabilidad y resiliencia.
Integración de la Línea de Producción y Flujo de Trabajo
El modelo ABA se integra en el continuo de descubrimiento neuropsiquiátrico, desde estudios mecanicistas iniciales hasta la evaluación de candidatos preclínicos.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis sobre la función de circuitos neuronales y la modulación neuroquímica en comportamientos relacionados con la anorexia.
- Selección: Proporciona salidas conductuales cuantitativas y estandarizadas para la evaluación de compuestos.
- Análisis: Permite la comparación estadística de la actividad, la pérdida de peso y la alteración circadiana entre grupos experimentales.
- Investigación Traducional: Facilita la correlación con fenotipos de enfermedades humanas y apoya el descubrimiento de biomarcadores.
- Reutilización Empresarial: Ofrece una plataforma reutilizable para investigar comorbilidades como la ansiedad y para estudios neurobiológicos transversales entre programas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva en los objetivos neurobiológicos y reduce la ambigüedad mecanicista en la modelización de enfermedades psiquiátricas.
- Valor operativo: Estandariza la fenotipificación conductual y favorece la reproducibilidad entre cohortes y estudios.
- Valor estratégico: Mejora la toma de decisiones de avance o interrupción y la asignación de capital al proporcionar evidencia preclínica sólida.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de programas neuropsiquiátricos basada en datos mecanicistas y conductuales.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en neurociencia conductual y manejo de modelos animales.
- Necesita equipo especializado para la monitorización continua de la actividad y la adquisición de datos.
- Exige una estandarización rigurosa entre equipos de los protocolos y el manejo de datos.
- Debe tener en cuenta la variabilidad individual en las respuestas de los animales y adaptar los protocolos en consecuencia.
- Es esencial una vigilancia estrecha para garantizar el bienestar animal y la integridad de los datos.
