Modélisation de la consommation d’alcool chez les rongeurs à l’aide de la consommation en cage à domicile et de l’analyse microstructurelle

Ce protocole décrit un paradigme standard d’abreuvement en cage domestique à accès intermittent à deux bouteilles pour modéliser la consommation volontaire d’alcool chez les rats. De plus, il fournit des instructions étape par étape pour compléter le protocole standard avec un système de détection de léchage DIY qui permet une analyse microstructurelle du comportement de consommation. La consommation en cage à domicile de deux bouteilles est un paradigme préclinique largement utilisé pour étudier la consommation d’alcool chez les rongeurs.

Les animaux donnent accès à deux boires, l’une avec de l’eau et l’autre avec de l’éthanol. Il peut être facilement mis en œuvre pour mesurer la consommation volontaire d’alcool de préférence sans équipement ou analyse spécialisés. La résolution des données de consommation acquises à l’aide de cette approche est limitée par la fréquence à laquelle le chercheur mesure le poids de la bouteille.

Par conséquent, l’approche standard n’est pas en mesure de saisir les habitudes de consommation d’alcool, qui sont connues pour avoir une incidence à la fois sur le risque et la gravité du trouble lié à l’abus d’alcool. Notre protocole répond au besoin d’augmenter la résolution des données dans les modèles précliniques en augmentant le paradigme standard du choix de deux bouteilles avec un système de léchomètre maison à faible coût. Les chercheurs seront en mesure de saisir facilement diverses mesures de la microstructure de la consommation d’éthanol et d’obtenir des estimations précises de la consommation d’éthanol avec une résolution temporelle élevée.

Ce protocole offre aux chercheurs la possibilité d’utiliser des bouteilles standard ou un appareil équipé d’un léchologue pour mesurer la consommation d’alcool en fonction de leurs besoins expérimentaux. Il est important de noter que la mesure de la microstructure de la consommation d’alcool permet aux chercheurs d’étudier les différences individuelles dans les habitudes de consommation et la façon dont les habitudes de consommation changent en réponse à une intervention expérimentale. Pour commencer, retirez les dessus des filtres des cages.

Les lundis, mercredis et vendredis, retirez les bouteilles du mardi, du jeudi et du samedi du dessus de la cage. Pesez et notez le poids initial de l’éthanol et des bouteilles d’eau pour la séance de consommation de la journée. Pour commencer la séance, placez les bouteilles du lundi, du mercredi et du vendredi sur le dessus de la cage de chaque rat avec du ruban adhésif vers le haut pour empêcher le rat de mâcher les étiquettes des bouteilles.

Les mardis, jeudis et samedis, retirez les bouteilles du lundi, du mercredi et du vendredi de chaque cage. Pesez chaque bouteille et notez le poids final de la séance d’abreuvement précédente. Ensuite, mesurez le poids corporel de chaque rat.

Placez les bouteilles d’eau du mardi, du jeudi et du samedi sur le dessus de chaque cage avec du ruban adhésif vers le haut pour empêcher le rat de mâcher les étiquettes des bouteilles. Pour commencer à construire l’unité de capteur A, couvrez un câble de connecteur femelle à deux broches avec une gaine thermorétractable rouge. Insérez les extrémités des fils rouge et noir du câble dans les broches 0 et 1 de la carte du capteur et soudez-les en place.

De même, soudez cinq autres câbles avec des gaines thermorétractables de couleur distincte. Pour assembler l’unité de capteur A, connectez la carte de capteur A à un point d’extrémité de dérivation de communication à l’aide d’un câble à quatre broches. Ensuite, connectez le point d’extrémité à la sortie 3 volts du décaleur de niveau.

Insérez l’unité de capteur A dans le boîtier imprimé en 3D et fermez doucement le haut. Après avoir construit les unités de capteur B et C de la même manière, connectez en série les trois unités de capteur à l’aide de câbles Ethernet pour terminer la configuration du capteur. Pour configurer l’interface du microcontrôleur, empilez l’enregistreur de données modifié sur le microcontrôleur.

Ensuite, empilez l’écran tactile modifié sur l’enregistreur de données. Insérez la carte microSD et l’adaptateur dans l’enregistreur de données. Branchez les fils de raccordement à quatre broches et un fil de mise à la terre supplémentaire dans le microcontrôleur.

Abritez l’interface du microcontrôleur entièrement assemblée à l’intérieur du boîtier imprimé en 3D avec les fils de liaison à quatre broches et le fil de mise à la terre enfilés à travers l’ouverture en haut. Pour installer le système LIQ HDR dans les composants de la cage, fixez le léchomètre et le panneau acrylique découpé au laser sur le dessus de la cage à l’aide de deux jeux de vis et d’écrous. Ensuite, installez le bloqueur de gouttière assemblé sur le dessus de la cage à l’aide d’un jeu de vis, en vous assurant que les deux bloqueurs de gobelets s’alignent correctement avec les ouvertures du siphon.

Pour utiliser le système LIQ HDR dans le vivarium, montez chaque capteur sur l’étagère du vivarium. Disposez et fixez tous les câbles de connexion femelles pour éviter tout chevauchement ou flexion excessive. Montez l’interface du microcontrôleur à côté de l’unité de capteur A et branchez son connecteur dans le décaleur de niveau connecté à l’unité de capteur A.Utilisez du ruban isolant pour fixer le fil de terre supplémentaire à l’étagère métallique.

Connectez en toute sécurité tous les câbles de connecteur de léchomètre mâle aux câbles de connecteur de capteur femelle correspondants. Branchez l’alimentation électrique pour allumer l’interface du microcontrôleur. Pour commencer la procédure de choix de deux bouteilles équipée d’un lèchemètre, utilisez le sipper pour couvrir les ouvertures du sipper sur toutes les cages.

Avant d’enregistrer, sélectionnez la face expérimentale correcte sur la page principale de l’interface graphique correspondant à la face avec la bouteille d’éthanol pour ce jour-là. Après avoir installé toutes les bouteilles du lundi, du mercredi et du vendredi, appuyez sur Démarrer sur la page principale pour commencer l’étalonnage du capteur. Une fois l’étalonnage terminé, le système affichera le nombre cumulé de coups de langue pour chaque bouteille sur la page d’enregistrement.

Soulevez tous les bloqueurs de gobelets au-dessus du dessus de la cage pour permettre aux rats d’accéder aux gobelots. Remettez doucement tous les couvercles de filtre dans les cages. Appuyez sur Actualiser à l’écran pour mettre à jour le nombre de plans.

Les mardis, jeudis et samedis, appuyez sur Enregistrer pour arrêter l’enregistrement et revenir à la page principale de l’interface graphique. Pour retirer la carte SD pour le transfert de données, appuyez sur Éjecter SD. Insérez la carte SD dans un ordinateur. Ensuite, faites une copie du fichier de données CSV avec la date de la session d’enregistrement sur l’ordinateur.

Pour préparer la prochaine session d’enregistrement, réinsérez la carte SD dans l’interface et appuyez sur Monter la SD. La consommation d’éthanol chez les rats a montré une tendance à l’escalade au cours des premiers jours d’accès au choix de deux bouteilles, suivie d’un plateau. De nombreux rats ont présenté une consommation excessive d’éthanol peu de temps après le début de la séance d’alcool. La préférence pour l’éthanol était significativement plus élevée que celle de l’eau lors d’une consommation excessive d’alcool, mais restait souvent inférieure à 50 % lorsqu’elle était mesurée sur 24 heures.

Le nombre cumulatif de coups de langue détectés par le système LIQ HDR est fortement corrélé avec la variation du poids des bouteilles d’éthanol et d’eau sur 24 heures. Les rats ont consommé plus d’éthanol et d’eau pendant le cycle d’obscurité que pendant le cycle de lumière, comme le montrent les habitudes de consommation regroupées en intervalles de 30 minutes. Le comportement de consommation excessive d’alcool était concentré dans les cinq premières minutes de la séance de beuverie, comme l’indique l’analyse des données à plus haute résolution.

Les concentrations sanguines d’éthanol prises 15 minutes après le début de la séance étaient bien corrélées avec le nombre de coups de langue détectés, même à de faibles niveaux d’éthanol. L’analyse microstructurale de la consommation d’alcool a révélé un nombre similaire de coups de langue et de coups de langue entre les rats mâles et femelles associés à un niveau similaire de consommation d’éthanol.