6 de junio de 2025
Este documento detalla el diseño, el ensamblaje y el protocolo para un sistema de alimentación automatizado junto con una modificación alternativa de la tapa y la jaula que se puede implementar en jaulas de roedores estándar con modificaciones mínimas para experimentos de fotometría optogenética o de fibra atada. El sistema de alimentación ofrece una herramienta rentable para la alimentación programada y/o la restricción calórica.
Estamos interesados en modelar paradigmas de dieta e inseguridad alimentaria en ratones. Nuestra investigación tiene como objetivo valorar el suministro calórico para inducir una pérdida de peso sostenida. Nuestro objetivo es comprender cómo responde el cerebro a diversos grados de pérdida de peso para influir en la fisiología reproductiva y los comportamientos sociales. El ayuno agudo es suficiente para activar la señalización del hambre en el cerebro. Nosotros y otros hemos demostrado recientemente que la señalización del hambre no solo induce la búsqueda de alimentos, sino que también induce otros comportamientos adaptativos que promueven la supervivencia durante la inanición. Nuestro laboratorio ha trabajado para comprender cómo el hambre puede influir en la fisiología reproductiva y los comportamientos sociales a través de neuronas específicas, circuitos en el cerebro. En el futuro, queríamos establecer un mejor medio de restricción calórica que represente mejor los patrones de dieta o los modelos de problemas de inseguridad alimentaria.
Nuestro sistema de alimentación modular es económico, fácilmente disponible y adaptable a las jaulas estándar utilizadas en los viveros. También es ventajoso porque proporciona un entorno de jaula en casa para experimentos de fotometría atada, optogenética y de fibra. Nuestro sistema de alimentación proporciona un medio para alinear la entrega de alimentos por fases y distribuir las asignaciones de alimentos en los intervalos deseados. Es muy común que los protocolos de restricción calórica administren alimentos una vez al día, lo que hace un mal trabajo al imitar las dietas humanas o la inseguridad alimentaria.
[Narrador] Para comenzar, usando una herramienta rotativa con una rueda de corte de 1.5 pulgadas, corte un cuadrado de 20x25 milímetros en la tapa de la jaula del microaislador. Coloque la abertura a 2,75 centímetros del borde de la tapa y asegúrese de que esté centrada sobre la rejilla. Con una impresora 3D, imprima un soporte para acoplar el alimentador automático a la tapa de la jaula. Encaje el soporte en el orificio creado. Luego, deslice el alimentador automático sobre el soporte asegurado. Para experimentos cronometrados, establezca primero los tiempos de alimentación. Asegúrese de que el alimentador automático esté completamente cargado. Luego, mantenga presionado el botón Configuración hasta que la configuración de la hora en la pantalla comience a parpadear. A continuación, use las flechas hacia arriba y hacia abajo para seleccionar el primer período de alimentación programado deseado y establecer el número de asignaciones para este punto de tiempo. Cargue las cámaras de alimentación automática con las asignaciones de alimentos deseadas, asegurándose de que cada cámara no contenga más de 1,5 gramos de comida estándar para roedores. Etiquete una cámara con cinta adhesiva o pintura para controlar la rotación de la cámara y confirmar la entrega de alimentos. Para modificar el sistema de jaulas para animales atados, corte con láser una pieza de acrílico transparente de tres milímetros de espesor. El inserto está diseñado con lengüetas que encajan en la parte superior de la jaula y cuenta con una hendidura central para el paso del cable de conexión. El orificio de 20x25 milímetros es para el soporte del alimentador automático y 20 orificios de ventilación permiten la circulación del aire. Con un destornillador de cabeza plana o una herramienta de cuña, retire la cubierta superior perforada de la tapa del microaislador estándar. Suelte con cuidado las lengüetas de las ranuras de las lengüetas y retire tanto el inserto perforado como el papel de filtro. Con una herramienta rotativa con una rueda de corte de 1,5 pulgadas, retire la rejilla de soporte de la nervadura interna debajo de la parte superior perforada y el papel de filtro. Después de cortar, use una lima para alisar los bordes cortados. Luego, encaje el inserto de la placa acrílica de repuesto en la parte superior de la jaula. Comience deslizando las lengüetas de la placa en las ranuras de las lengüetas a lo largo de los bordes cortos, seguido de uno de los bordes largos. Presione suavemente hasta que la placa encaje en su lugar. Para modificar la jaula para una botella de agua externa, taladre un orificio de 11 milímetros de diámetro centrado en el borde corto de la jaula a 50 milímetros del piso. A cada lado del orificio central, taladre dos orificios adicionales de seis milímetros de diámetro. Ahora, imprima en 3D un soporte externo para botella de agua. Monte el soporte en la parte inferior de la jaula con pernos de carruaje. Finalmente, coloque un tubo cónico de 50 mililitros con un conjunto de sorbo o tapón en el soporte externo.
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Este estudio presenta un sistema de alimentación automatizado diseñado para experimentos con roedores, centrándose especialmente en la alimentación programada y la restricción calórica. Tiene como objetivo crear mejores modelos de paradigmas de dieta y inseguridad alimentaria, mejorando así nuestra comprensión de las respuestas cerebrales a los cambios calóricos en los comportamientos reproductivos y sociales.
El control preciso de la ingesta calórica y los horarios de alimentación en modelos de roedores es fundamental para la investigación traslacional sobre la regulación metabólica, el envejecimiento y la neurociencia del comportamiento. Este sistema de alimentación automatizado y compatible con jaulas individuales permite realizar estudios escalables y reproducibles sobre alimentación restringida en el tiempo y restricción calórica, lo que favorece la reducción de riesgos mecanicistas y la confianza predictiva en las fases iniciales de descubrimiento. Su adaptabilidad para experimentos de optogenética y fotometría de fibra con conexión por cable aumenta aún más su valor para equipos de I+D multidisciplinarios que investigan resultados neuroconductuales.
Este sistema se integra en la continuidad desde el descubrimiento hasta la fase preclínica al permitir estudios basados en hipótesis sobre la restricción calórica, la adaptación conductual y la regulación metabólica en modelos estándar de roedores.