El protocolo de estrés leve crónico impredecible para inducir la Anhedonia en ratones
24 de octubre de 2018
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 principal ventaja de esta técnica es que traduce adecuadamente las principales características neurobiológicas y conductuales implicadas en la patogénesis, etiología y tratamiento de la depresión. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en la comprensión de la fisiopatología de la ansiedad y la depresión y promover el desarrollo de nuevos tratamientos farmacológicos. La implicación de esta técnica se extiende para la terapia de depresión, ya que permite realizar pruebas de detección de posibles antidepresivos mientras se asemeja al curso prolongado de remisión evidente en pacientes humanos.
Comience por llenar las jaulas caseras con aserrín fresco, y agregue un pedazo de lana de algodón para enriquecer. Animales de la casa en la jaula de la casa durante un período de aclamación de una semana, y mantener un ciclo constante de 12 horas de luz / oscuridad. Permita el acceso ad libitum a la comida de roedores y al agua.
Diseñar un régimen de estrés de cuatro semanas en el que cada uno de los siete estresores se utiliza una vez a la semana, en un día diferente cada semana. Después de una semana de aclamación, inicie la aplicación de los factores de estrés en los ratones de cuatro semanas de edad en la sala UCMS. Para el primer estresor, coloque los ratones junto con sus contrapartes de jaula de hogar en una jaula vacía.
Llene la jaula vacía con agua mantenida a 24 grados centígrados más o menos uno a una profundidad de un centímetro, y mantenga a los ratones en la jaula húmeda durante cuatro horas. A continuación, transfiera cada ratón a una jaula de secado transitorio individual separada con una lámpara de calor encima de ella, una almohadilla de calefacción debajo de él y ropa de cama con toalla de papel. Coloque un termómetro en la jaula transitoria para verificar que la temperatura no exceda los 37 grados centígrados.
Mantenga cada ratón en la jaula transitoria hasta que esté seco y se vea vigorizado, y luego devuelva los ratones a la jaula de casa con las mismas contrapartes. En el caso del aserrín humedecido, el agua pobre se mantiene a 24 grados más o menos uno Celsius en la jaula del hogar hasta que el aserrín se humedece moderadamente. Después de cuatro horas, seque los ratones en jaulas transitorias.
A continuación, coloque los ratones con contrapartes de jaula casera en una jaula estéril con aserrín fresco. Para el siguiente factor de estrés, incline la jaula a 45 grados contra la pared durante cuatro horas. Para La jaula vacía, transfiera los cinco ratones junto con sus contrapartes específicas de jaula doméstica de la jaula de la casa a una jaula vacía durante cuatro horas.
Para el quinto estresor, transfiera ratones junto con sus contrapartes específicas de jaula de hogar de la jaula del hogar a una jaula que fue alojada por un grupo diferente de ratones durante un período de al menos tres días antes de la aplicación del estresor. Mantenga los ratones en la jaula desconocida durante cuatro horas. Para el sexto estresor, coloque cada ratón por separado en un limitador de ratón limpio durante cuatro horas.
Después de eso, devuelva los ratones a la jaula de casa con las mismas contrapartes. Para el último estresador, transfiera ratones en su jaula de origen con sus contrapartes específicas a la sala UCMS. Mantenga la luz encendida durante 24 horas consecutivas.
Por último, después de la aplicación del estresor, devuelva las jaulas del grupo UCMS de la sala UCMS a la sala de alojamiento. Durante las cuatro semanas de exposición al estrés, mantenga al grupo ingenuo en sus jaulas de origen ubicadas en la sala de alojamiento. Al día siguiente del cese del protocolo UCMS, iniciar la administración de agentes farmacológicos terapéuticos putativos.
Después de la fase de tratamiento, retire cada ratón de la jaula de casa y colóquelo individualmente en una jaula llena de aserrín fresco y un trozo de lana de algodón para enriquecerlo. A continuación, prepare dos botellas, una con agua destilada y otra con una solución de 2% de sacarosa. Pesar las dos botellas y ponerlas en ambos extremos de la tapa de la jaula y colocar la comida de roedores entre las dos botellas para permitir que los ratones ad libitum accedan tanto a las soluciones como a los alimentos durante un período de 24, 48, 72 o 144 horas.
Después de 12 horas, o una vez al día si la duración de la prueba supera las 24 horas, pesar las botellas para estimar el consumo de cada botella y cambiar las posiciones de las boquillas para contrarrestar la posibilidad de que los resultados se confunden por preferencia de posición. Por último, pesar las botellas cada día para estimar el consumo de cada botella. El grupo UCMS demostró una disminución de la preferencia de sacarosa en comparación con el grupo ingenuo, lo que sugiere que el protocolo UCMS fue eficaz para inducir la anhedonia.
Además, el grupo UCMS demostró disminución de los niveles de BDNF del hipocampo en comparación con el grupo ingenuo, lo que sugiere que el protocolo UCMS condujo a la disminución en los niveles de BDNF del hipocampo como es evidente en la depresión humana. Los resultados indicaron que el grupo salino ucMS demostró una disminución significativa de la preferencia de sacarosa en comparación con el grupo salino ingenuo, así como en comparación con el escitalopram UCMS y los grupos de NHT UCMS, lo que sugiere que tanto el escitalopram como el NHT normalizaron la anhedonia inducida por UCMS. Además, el grupo salino de UCMS demostró una disminución de los niveles de BDNF del hipocampo en comparación con el grupo salino ingenuo, así como en comparación con los grupos de escitalopram UCMS y UCMS NHT, lo que sugiere que tanto el escitalopram como el NHT normalizaron la reducción inducida por UCMS en los niveles de BDNF en el hipocampo.
Después de este procedimiento, se pueden realizar otros métodos como la prueba de suspensión de cola, la prueba de natación forzada y el plus-maze elevado. Estas pruebas se utilizan para evaluar la desesperación conductual, así como la exploración y la ansiedad como el comportamiento.
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Descripción general
Este artículo presenta un protocolo detallado para el método de estrés crónico impredecible leve (UCMS) en ratones, un modelo preclínico diseñado para imitar la patogénesis de la depresión. El protocolo consiste en exponer a ratones adolescentes a una serie de estresores leves impredecibles, lo que conduce a fenotipos similares a la depresión en la edad adulta. El método se valida mediante evaluaciones conductuales y neuromoleculares, incluyendo la prueba de preferencia por la sacarosa (SPT) para la anhedonia y la medición de los niveles de BDNF en el hipocampo.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Farmacología conductual
- Investigación preclínica sobre depresión
Antecedentes
- La depresión es un trastorno prevalente y debilitante con una eficacia terapéutica limitada para muchos pacientes.
- Los modelos animales actuales para la depresión a menudo carecen de validez traslacional.
- El modelo UCMS busca replicar mejor la naturaleza crónica y multifactorial de la depresión humana.
- Los marcadores conductuales y moleculares, como la anhedonia y los niveles de BDNF, son fundamentales para evaluar estados similares a la depresión en roedores.
Objetivo del estudio
- Proporcionar un protocolo reproducible para inducir comportamientos similares a la depresión en ratones mediante el estrés crónico impredecible y variable (UCMS).
- Permitir la evaluación de compuestos con potencial antidepressivo en un modelo con alta relevancia traslacional.
- Evaluar tanto los resultados conductuales como los neuromoleculares tras el estrés crónico y la intervención farmacológica.
Métodos Utilizados
- Adaptación de ratones adolescentes en jaulas individuales con enriquecimiento ambiental y ciclos controlados de luz/oscuridad.
- Aplicación de un régimen de cuatro semanas con siete estresores leves diferentes, cada uno aplicado una vez por semana en orden aleatorio (por ejemplo, cama húmeda, inclinación de la jaula, restricción, exposición a jaula desconocida, exposición prolongada a la luz).
- Administración posterior al estrés de agentes farmacológicos (por ejemplo, escitalopram, NHT) para evaluar efectos terapéuticos.
- Evaluación conductual mediante la prueba de preferencia por sacarosa (SPT) para medir anhedonia, con pruebas adicionales como suspensión por la cola, nado forzado y laberinto en cruz elevado para análisis conductual adicional.
- Medición de los niveles de BDNF en el hipocampo como marcador neuromolecular.
Resultados principales
- Los ratones expuestos a UCMS mostraron una preferencia reducida por la sacarosa en comparación con los controles ingenuos, lo que indica anhedonia.
- La UCMS provocó una disminución en los niveles de BDNF en el hipocampo, paralelamente a los hallazgos en la depresión humana.
- El tratamiento crónico con escitalopram o NHT revirtió la anhedonia inducida por UCMS y normalizó los niveles de BDNF.
- El tratamiento agudo no fue efectivo para revertir estos déficits, lo que respalda la validez del modelo para estudios de depresión crónica.
Conclusiones
- El protocolo de UCMS induce de forma fiable comportamientos similares a la depresión y cambios neurobiológicos en ratones.
- Este modelo es adecuado para evaluar la eficacia de antidepresivos y estudiar los mecanismos que subyacen a la depresión.
- UCMS ofrece una mayor relevancia traslacional en comparación con otros modelos de depresión en roedores.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El protocolo de estrés crónico impredecible (UCMS) modela la patogénesis de la depresión induciendo anhedonia y déficits conductuales en ratones adolescentes, ofreciendo relevancia traslacional para la selección de antidepresivos. Permite la evaluación de candidatos terapéuticos tanto en parámetros conductuales como en puntos finales neuromoleculares, apoyando la validación de dianas y la reducción del riesgo mecanicista en el descubrimiento preclínico. La capacidad del protocolo para revertir los fenotipos mediante un tratamiento crónico, pero no agudo, aumenta la confianza predictiva para la traslación clínica.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Interroga hipótesis terapéuticas mediante la modelización de fenotipos similares a la depresión a través de la exposición sostenida al estrés durante un período de desarrollo sensible.
- Valor operativo: Proporciona un sistema reproducible para evaluar la interacción con el blanco mediante la preferencia por sacarosa y los niveles de BDNF en el hipocampo como biomarcadores traslacionales.
- Valor predictivo: Permite diferenciar entre efectos antidepresivos agudos y crónicos, apoyando decisiones de avance o interrupción basadas en la modulación sostenida del blanco.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Listo para el ensayo: Establece lecturas conductuales y moleculares validadas (preferencia por sacarosa, BDNF) para la selección de alto rendimiento de candidatos antidepresivos.
- Salida cuantitativa: Proporciona cambios medibles y bidireccionales en el consumo de sacarosa y en la expresión proteica para permitir el análisis de respuesta a la dosis y de interacción con el blanco.
- Reproducibilidad del cribado: Utiliza una rotación estandarizada de agentes estresantes y controles ambientales para asegurar una inducción consistente del fenotipo entre cohortes.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Relevancia para la enfermedad: Refleja la patogénesis de la depresión humana al inducir anhedonia a largo plazo y alteraciones neuroquímicas que responden al tratamiento crónico con antidepresivos.
- Continuidad traslacional: Permite avanzar desde la validación del objetivo hasta las pruebas preclínicas de eficacia utilizando puntos finales clínicamente relevantes, como la preferencia por sacarosa y la normalización de BDNF.
- Avance ajustado al riesgo: Facilita la reducción del riesgo mecanicista al confirmar la reversión tanto de los déficits conductuales como moleculares, disminuyendo el avance falso positivo.
Integración de la Línea de Producción y Flujo de Trabajo
El protocolo UCMS se integra en el continuo de descubrimiento desde la validación del blanco hasta la identificación de compuestos activos y la evaluación de la eficacia preclínica, permitiendo la evaluación iterativa de candidatos antidepresivos en fenotipos conductuales y neuromoleculares.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis mediante la modelización de neuroadaptaciones inducidas por estrés, relevantes para la etiología de la depresión y la respuesta al tratamiento.
- Selección: Proporciona resultados estandarizados y cuantificables (preferencia por sacarosa, BDNF) para la evaluación fiable de compuestos y el avance de descubrimientos prometedores hacia candidatos preclínicos.
- Análisis: Permite la comparación estadística de grupos tratados mediante mediciones antes y después del estresor y la reversión farmacológica, lo que favorece una clasificación objetiva de la eficacia.
- Investigación Translacional: Se conecta con la validación preclínica al demostrar la reversión de fenotipos inducidos mediante exposición crónica a antidepresivos, alineándose con los paradigmas de tratamiento clínico.
- Reutilización Empresarial: Funciona como una plataforma reutilizable para la selección de diversas series químicas y clases de mecanismos en programas de descubrimiento de antidepresivos.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Mejora la validación de objetivos y la confianza predictiva mediante la modelización de síntomas depresivos centrales y sus correlatos moleculares.
- Valor operativo: Asegura la reproducibilidad mediante protocolos estandarizados de estresores y condiciones de alojamiento controladas, reduciendo la variabilidad en el cribado fenotípico.
- Valor estratégico: Mejora la eficiencia del capital al permitir la identificación temprana de compuestos con interacción sostenida con el objetivo, reduciendo el riesgo de fracaso en fases avanzadas.
- Impacto en la cartera: Apoya la priorización ajustada al riesgo al distinguir compuestos que revierten tanto los déficits conductuales como moleculares de aquellos con efectos transitorios.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en neurociencia conductual y ejecución de protocolos de estrés para garantizar la inducción consistente del fenotipo.
- Depende de sistemas de control ambiental para la aplicación precisa de los estresores (por ejemplo, temperatura del agua, inclinación de las jaulas, ciclos de luz).
- Necesita una estandarización entre equipos que incluya el cuidado de animales, las pruebas conductuales y las unidades de análisis molecular para obtener resultados reproducibles.
- Implica consideraciones de adaptación al trasladar el protocolo entre cepas de ratones, edades o instalaciones de alojamiento.
- Está limitado por la duración de cuatro semanas del protocolo y la necesidad de dosificación crónica para observar la reversión, lo que afecta el rendimiento del cribado.
