Modelado del consumo de alcohol en roedores mediante el consumo de alcohol en jaulas caseras de dos botellas y análisis microestructural

Este protocolo describe un paradigma estándar de acceso intermitente de dos botellas para beber en jaulas en casa para modelar el consumo voluntario de alcohol en ratas. Además, proporciona instrucciones paso a paso para aumentar el protocolo estándar con un sistema de detección de lamidos de bricolaje que permite el análisis microestructural del comportamiento de la bebida. El consumo de alcohol en jaula en casa con dos biberones es un paradigma preclínico ampliamente utilizado para estudiar el consumo de alcohol en roedores.

Los animales están dando acceso a dos botellas de bebida, una con agua y otra con etanol. Se puede implementar fácilmente para medir el consumo voluntario de alcohol con preferencia sin equipo o análisis especializados. La resolución de los datos de consumo de alcohol obtenidos con este enfoque está limitada por la frecuencia con la que el investigador mide el peso de la botella.

En consecuencia, el enfoque estándar no puede capturar los patrones de consumo, que se sabe que afectan tanto el riesgo como la gravedad del trastorno por abuso de alcohol. Nuestro protocolo aborda la necesidad de aumentar la resolución de datos en modelos preclínicos mediante el aumento del paradigma estándar de elección de dos botellas con un sistema de lickómetro casero de bajo costo. Los investigadores podrán capturar fácilmente varias medidas de la microestructura del consumo de alcohol y obtener estimaciones precisas de la ingesta de etanol con una alta resolución temporal.

Este protocolo ofrece a los investigadores la flexibilidad de utilizar botellas estándar o un aparato equipado con un lickómetro para medir el consumo en función de sus necesidades experimentales. Es importante destacar que la medición de la microestructura de la bebida permite a los investigadores investigar las diferencias individuales en los patrones de bebida y cómo cambian los patrones de bebida en respuesta a la intervención experimental. Para comenzar, retire la parte superior del filtro de las jaulas.

Los lunes, miércoles y viernes, retire las botellas de los martes, jueves y sábados de la parte superior de la jaula. Pese y registre el peso inicial de las botellas de etanol y agua para la sesión de bebida del día. Para comenzar la sesión, coloque los biberones de los lunes, miércoles y viernes en la parte superior de la jaula de cada rata con cinta adhesiva hacia arriba para evitar que la rata mastique las etiquetas de los biberones.

Los martes, jueves y sábados, retire los biberones de los lunes, miércoles y viernes de cada jaula. Pesa cada botella y registra el peso final de la sesión de bebida anterior. Luego, mide el peso corporal de cada rata.

Coloque las botellas de agua de los martes, jueves y sábados en la parte superior de cada jaula con las cintas hacia arriba para evitar que la rata mastique las etiquetas de las botellas. Para comenzar a construir la unidad de sensor A, cubra un cable conector hembra de dos pines con un tubo termorretráctil rojo. Inserte los extremos de los cables rojo y negro del cable en los pines 0 y 1 de la placa del sensor y suéldelos en su lugar.

Del mismo modo, suelde cinco cables más con tubos termorretráctiles de colores distintivos. Para ensamblar la unidad de sensor A, conecte la placa de sensor A a un punto final de conexión de comunicación con un cable de cuatro pines. Luego, conecte el terminal a la salida de 3 voltios del cambiador de nivel.

Aloje la unidad de sensor A en la carcasa impresa en 3D y cierre suavemente la parte superior. Después de construir las unidades de sensor B y C de manera similar, conecte en cadena las tres unidades de sensor utilizando cables Ethernet para completar la configuración del sensor. Para configurar la interfaz del microcontrolador, apile el registrador de datos modificado en el microcontrolador.

A continuación, apile la pantalla táctil modificada en el registrador de datos. Inserte la tarjeta microSD y el adaptador en el registrador de datos. Conecte los cables de puente de cuatro pines y un cable de conexión a tierra adicional en el microcontrolador.

Guarde la interfaz del microcontrolador completamente ensamblada dentro de la carcasa impresa en 3D con los cables de puente de cuatro pines y el cable de conexión a tierra roscados a través de la abertura en la parte superior. Para instalar el sistema LIQ HDR en los componentes de la jaula, fije el lickómetro y el panel acrílico cortado con láser a la parte superior de la jaula con dos juegos de tornillos y tuercas. A continuación, instale el bloqueador de sorbos ensamblado en la parte superior de la jaula con un juego de tornillos, asegurándose de que ambos bloqueadores de sorbos se alineen correctamente con las aberturas de los sorbos.

Para utilizar el sistema LIQ HDR en el vivero, monte cada unidad de sensor en la estantería del vivero. Organice y asegure todos los cables conectores hembra para evitar que se superpongan o se doblen excesivamente. Monte la interfaz del microcontrolador junto a la unidad de sensor A y conecte su conector al cambiador de nivel conectado a la unidad de sensor A.Utilice cinta aislante para asegurar el cable de tierra adicional a la estantería metálica.

Conecte de forma segura todos los cables conectores del lickómetro macho a los cables conectores del sensor hembra correspondientes. Conecte la fuente de alimentación para encender la interfaz del microcontrolador. Para iniciar el procedimiento de elección de dos botellas equipado con un lickómetro, use el sorbedor para cubrir las aberturas del sorbo en todas las jaulas.

Antes de grabar, seleccione el lado experimental correcto en la página principal de la GUI correspondiente al lado con la botella de etanol para ese día. Después de instalar todas las botellas de los lunes, miércoles y viernes, toque Iniciar en la página principal para comenzar la calibración del sensor. Una vez completada la calibración, el sistema mostrará los recuentos acumulados de lamidos para cada botella en la página de grabación.

Levante todos los bloqueadores de sorbos por encima de la parte superior de la jaula para permitir que las ratas accedan a los sorbos. Regrese suavemente todas las tapas de los filtros a las jaulas. Pulsa Actualizar en la pantalla para actualizar los recuentos de licks.

Los martes, jueves y sábados, toque Guardar salida para detener la grabación y volver a la página principal de la GUI. Para quitar la tarjeta SD para la transferencia de datos, toque Expulsar SD. Inserte la tarjeta SD en una computadora. Luego, haga una copia del archivo de datos CSV con la fecha de la sesión de grabación en la computadora.

Para prepararte para la próxima sesión de grabación, vuelve a insertar la tarjeta SD en la interfaz y toca Montar SD. La ingesta de etanol en ratas mostró un patrón de escalada durante los primeros días de acceso a la elección de dos botellas, seguido de una meseta. Muchas ratas mostraron un consumo de etanol similar a un atracón poco después del inicio de la sesión de bebida. La preferencia por el etanol fue significativamente mayor que el agua durante los atracones, pero a menudo se mantuvo por debajo del 50% cuando se midió durante 24 horas.

El número acumulado de lamidas detectadas por el sistema LIQ HDR se correlacionó fuertemente con el cambio en el peso de las botellas de etanol y agua durante 24 horas. Las ratas consumieron más etanol y agua durante el ciclo de oscuridad en comparación con el ciclo de luz, como se muestra en los patrones de bebida agrupados en intervalos de 30 minutos. El comportamiento de consumo excesivo de alcohol se concentró en los primeros cinco minutos de la sesión de bebida, según lo indicado por el análisis de datos de mayor resolución.

Las concentraciones de etanol en sangre tomadas 15 minutos después del inicio de la sesión se correlacionaron bien con el número de lamidas detectadas, incluso a niveles bajos de ingesta de etanol. El análisis microestructural de la bebida reveló un número similar de lamidas y episodios de lamidas entre ratas macho y hembra asociadas con un nivel similar de ingesta de etanol.