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Articolo metodologico

Il Swim test forzato come modello di depressione-come Behavior

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⸱

DOI:

10.3791/52587

⸱

2 marzo 2015

 ,  ,  , 
1School of Psychological Sciences, Tel-Aviv University, 2School of Behavioral Sciences, Academic College of Tel Aviv-Yaffo, 3Department of Education and Psychology, The Open University of Israel, 4School of Health and Life Sciences, Hadassah Academic College

In questo articolo

Sommario

Questo protocollo descrive il test di nuoto forzato, che viene utilizzato per lo studio del comportamento depressivo nei roditori. Questa procedura consiste nel mettere un animale in un contenitore pieno d'acqua che alla fine porterà all'esibizione di un comportamento di immobilità, che è considerato riflettere la disperazione comportamentale.

Abstract

L'obiettivo del presente protocollo è descrivere il test di nuoto forzato (FST), che è uno dei test più comunemente usati per lo studio del comportamento depressivo nei roditori. La FST si basa sul presupposto che quando mette un animale in un contenitore pieno d'acqua, prima farà sforzi per scappare, ma alla fine mostrerà un'immobilità che può essere considerata come un riflesso di una misura di disperazione comportamentale. Questo test è stato ampiamente utilizzato perché prevede l'esposizione degli animali allo stress, che ha dimostrato di avere un ruolo nella tendenza alla depressione maggiore. Inoltre, è stato dimostrato che l'FST condivide alcuni dei fattori che sono influenzati o alterati dalla depressione negli esseri umani, tra cui i cambiamenti nel consumo di cibo, le anomalie del sonno e l'anedonia indotta dall'astinenza da farmaci. I principali vantaggi di questa procedura sono che è relativamente facile da eseguire e che i suoi risultati sono facilmente e rapidamente analizzati. Inoltre, la sua sensibilità a un'ampia gamma di farmaci antidepressivi che lo rende un test di screening adatto è una delle caratteristiche più importanti che portano alla sua elevata validità predittiva. Nonostante il suo fascino, questo modello presenta una serie di svantaggi. In primo luogo, la questione dell'aumento cronico è problematica in questo test perché nella vita reale i pazienti devono essere trattati per almeno diverse settimane prima di provare sollievo dai loro sintomi. Infine, a causa dell'avversità dell'FST, è importante prendere in considerazione le possibili influenze che potrebbe avere sulla struttura/funzione cerebrale se le analisi cerebrali devono essere effettuate seguendo questa procedura.

Introduzione

La depressione è un disturbo psichiatrico pericolo di vita e un importante problema di salute pubblica in tutto il mondo, con una incidenza del 5% e una prevalenza una tantum del 15-20%. Inoltre, si stima che entro il 2020 la depressione sarà tra i primi tre contribuenti l'onere della malattia 1,2. La depressione è associata a disabilità, riduzione della qualità della vita, l'aumento dei costi relativi alla salute ed è considerato un fattore di rischio principale per molte malattie, tra cui cardiovascolari, metaboliche e disturbi neuropsichiatrici 3,4 .Current trattamenti farmaco-terapeutica hanno limitato l'efficacia e sono associati con molti effetti collaterali deleteri 5,6. Pertanto, una migliore comprensione della fisiopatologia di questo disturbo insieme con lo sviluppo di trattamenti innovativi e migliorati rimane fondamentale. Quindi, modelli animali sono essenziali per promuovere la ricerca in questo campo.

Ci sono molti modelli utilizzati per lo studio di questo disturbo ( eg test di preferenza saccarosio test di sospensione coda) con il test del nuoto forzato (FST, noto anche come test di Porsolt dopo l'autore di questo modello 7,8) essendo uno dei test più comunemente utilizzati 7,9-12.

Durante la FST un animale viene posto in un contenitore pieno d'acqua da cui non può sfuggire. L'animale sarà in primo luogo cercare di scappare, ma alla fine sarà presente l'immobilità (cioè galleggiante con l'assenza di qualsiasi movimento ad eccezione di quelli necessari per mantenere il naso sopra l'acqua). La FST è un modello molto popolare in ricerca animale per una serie di motivi. Innanzitutto, essa comporta l'esposizione degli animali a stress, che è stato dimostrato di avere un ruolo nella tendenza depressione maggiore 12-14. Inoltre la depressione è spesso visto come una mancanza di capacità di gestire lo stress 15-17. In secondo luogo, il trattamento farmacologico con antidepressivi prima della prova, è stato dimostrato per ridurre immobilità nel FST 18-23. Pertanto, è spesso utilizzato come test di screening per i nuovi composti con potenziali proprietà antidepressive 15-17,24. Inoltre, la FST ha dimostrato di condividere alcuni dei fattori che sono influenzati o alterati da depressione negli esseri umani, come ad esempio i cambiamenti dei consumi alimentari, alterazioni del sonno e anedonia 15-17,24 droga-ritiro-indotta. Questo è anche il motivo per cui questo test è talvolta usato per valutare il comportamento depressivo-simile nei topi mutanti, con aumento o diminuzione della immobilità basale (rispetto al 'wild-type' topi) 25,26.

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Protocollo

NOTA: Tutti i protocolli sperimentali sono stati approvati dal Comitato Internazionale per cura degli animali e uso in Israele. Sono stati fatti tutti gli sforzi per ridurre al minimo il numero di animali utilizzati e le loro sofferenze.

1. Preparazione per la Swim test forzato

  1. Utilizzare due stanze adiacenti. Utilizzare una camera come una "sala d'attesa" per trattenere gli animali prima della prova comportamentale, e l'altra per l'esecuzione della procedura.
  2. Preparare contenitori di vetro cilindrico trasparente (l'unica limitazione per il numero di contenitori è lo spazio disponibile) misura 50 cm di altezza e un diametro di 20 cm.
    NOTA: E 'possibile eseguire più animali contemporaneamente nella stessa stanza. Se è così, separare i contenitori tra loro con uno schermo scuro in modo che gli animali non vedranno l'altro durante la procedura.
  3. Preparare videocamera (s) di fronte dei contenitori in modo che ogni telecamera percepisce uno o più contenitori in un modo che will consentire la chiara osservazione del comportamento degli animali in seguito durante la visualizzazione del filmato.
  4. Preparare gabbie essiccazione pulite, lampade di calore e pastiglie di calore per gli animali che hanno terminato la procedura per evitare l'ipotermia. Assicurarsi che il fondo della gabbia è carta assorbente e cambiarlo quando si bagna. Non mettere le gabbie in sala prove.
    NOTA: Assicurarsi di non mescolare gli animali provenienti da diverse gabbie a casa, mentre hanno la dimora nelle gabbie di essiccazione transitori.

2. Animal Handling prima del test

  1. Animali domestici in una stanza con una luce 12 ore / ciclo scuro.
  2. Durante i giorni della procedura sperimentale invia animali libero accesso a cibo e acqua, tranne per il tempo specifico trascorso in camera procedimento.
  3. Quando si usano ratti, gestire gli animali per circa 2 minuti al giorno, 5 giorni prima dell'inizio della procedura sperimentale.

3. Procedura di formazione

IlSi opera in modo diverso per ratti e topi.

NOTA: Per entrambi i topi e ratti, osservare gli animali mentre sono in acqua in ogni momento. In caso di un animale appare in grave difficoltà (ad esempio molto stanco, non può rimanere fino float) togliere l'animale dall'acqua e la esclude dalla dell'esperimento.

  1. Per i topi - C'è una sessione 6 min lungo, diviso in pre-test (la prima 2 min) e test (l'ultimo 4 min).
    1. Affinché i topi per abituarsi all'ambiente di test, trasportare gli animali nelle loro gabbie a casa almeno 30 minuti prima del test comportamentali per la sala d'attesa.
    2. Riempire i cilindri con acqua di rubinetto a 25 ° C e regolare la profondità dell'acqua in base alle dimensioni del mouse ', in modo che non può toccare il fondo del contenitore con le zampe posteriori.
    3. Segnare il cilindro con il numero di animali ai fini dell'identificazione dell'animale in seguito durante la visualizzazione del filmato.
    4. Accendere il video della telecamera / s e quindi inserire ogni topo nel contenitore cilindro riempito d'acqua per 6 min.
    5. Trascorsi 6 minuti, spegnere la fotocamera / s, rimuovere il mouse dal contenitore e metterlo nella gabbia di essiccazione transitorio con la lampada di calore sopra di esso e il pad di calore sotto. I topi deve essere attentamente e costantemente monitorato, mentre il recupero in questa gabbia. A questo scopo è possibile collocare un termometro a livello dei topi per assicurarsi che la temperatura nella gabbia non superi 37 ° C. Inoltre, posizionare la gabbia tale che non tutto cade sotto la lampada o sul pad; questo permette al mouse per spostarsi in una zona più fredda se lo si desidera.
    6. Cambiare l'acqua dopo ogni sessione per evitare qualsiasi influenza sul successivo mouse.
  2. Per i ratti - Ci sono 2 sessioni, 24 ore di distanza. La prima sessione è la fase di pre-test (15 min) e la seconda sessione è la fase di prova (5 min).
    1. Affinché i ratti per ottenere acclimatati allatest ambiente, trasportare gli animali nelle loro gabbie a casa almeno 30 minuti prima del test comportamentali per la sala d'attesa.
    2. Riempire i cilindri con acqua di rubinetto a 23 ± 1 ° C e regolare la profondità dell'acqua in base alle dimensioni del ratto, in modo che non può toccare il fondo del contenitore con le zampe posteriori.
    3. Segnare il cilindro con il numero di animali ai fini dell'identificazione dell'animale in seguito durante la visualizzazione del filmato.
    4. Inserire ogni ratto nel contenitore cilindro riempito di acqua per 15 min.
    5. Dopo 15 min sono trascorsi rimuovere il ratto dal contenitore e posizionarlo nella gabbia essiccazione transitoria con la lampada di calore sopra di esso e il pad di calore sotto. Il ratto deve essere attentamente e costantemente monitorato, mentre il recupero in questa gabbia. A questo scopo è possibile collocare un termometro a livello del topo per assicurarsi che la temperatura nella gabbia non superi 37 ° C. Inoltre, posizionare la gabbia tale che non tutto falls sotto la lampada o sopra il pad; questo permette il ratto per spostarsi una zona più fredda se desiderato.
    6. Cambiare l'acqua dopo ogni sessione per evitare qualsiasi influenza sul successivo ratto.
      NOTA: Questa è la fine della fase di pre-test.
    7. Ventiquattro ore più tardi, in modo che i topi per ottenere acclimatati per l'ambiente di test, trasportare gli animali nelle loro gabbie a casa almeno 30 minuti prima del test comportamentali per la sala d'attesa.
    8. Riempire i cilindri con acqua di rubinetto a 23 ± 1 ° C e regolare la profondità dell'acqua in base alle dimensioni del ratto, in modo che non può toccare il fondo del contenitore con le zampe posteriori.
    9. Segnare il cilindro con il numero di animali ai fini dell'identificazione dell'animale in seguito durante la visualizzazione del filmato.
    10. Accendere il video della telecamera / s e quindi inserire il topo nel contenitore cilindro riempito d'acqua per 5 minuti. Assicurarsi che ogni ratto è testato nello stesso contenitore e la posizione nella stanza come il giorno precedente.
    11. Dopo 5 minuti sono trascorsi accendere la fotocamera / s, rimuovere il ratto dal contenitore e metterlo nella gabbia di essiccazione transitorio con la lampada di calore sopra di esso e il pad di calore sotto. Il ratto deve essere attentamente e costantemente monitorato, mentre il recupero in questa gabbia. A questo scopo è possibile collocare un termometro a livello del topo per assicurarsi che la temperatura nella gabbia non superi 37 ° C. Inoltre, posizionare la gabbia tale che non tutto cade sotto la lampada o sul pad; questo permette il ratto per spostarsi una zona più fredda se desiderato.
    12. Cambiare l'acqua dopo ogni sessione per evitare qualsiasi influenza sul successivo ratto.
      NOTA: Questa è la fine della fase di test.

4. La codifica Behavioral

Per i topi, codificare l'ultima 4 min definita come la fase di test. Per ratti, codificare il 5 min della fase di test.

  1. Codice la durata del tempo trascorso come "Immobile", se il mouse è mobilecon l'assenza di qualsiasi movimento tranne quelli necessari per mantenere il naso sopra l'acqua.
  2. Codice la durata del tempo trascorso come "Lottando / arrampicata" se si osservano rapidi movimenti degli arti anteriori in modo che le zampe anteriori rompono la superficie dell'acqua.
  3. Codice la durata del tempo trascorso come "Swimming" Se il movimento di arti anteriori o posteriori degli arti in maniera bambini si osserva.
    NOTA: È possibile utilizzare un modo alternativo per codificare questi comportamenti, questo include un metodo di tempo-di campionamento. Il tasso di nuoto, lotta o l'immobilità come la frequenza degli episodi a 5 sec intervalli per tutta la sessione di test.

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Risultati

I seguenti risultati si basano su dati pubblicati dal nostro laboratorio. In questo esperimento, i topi femmina adulta ICR sono stati testati dopo 3 settimane di trattamento con l'inibitore selettivo della ricaptazione della serotonina (SSRI) escitalopram o nuovo trattamento a base di erbe anti-depressivi e anti-ansia (NHT) (per ulteriori informazioni in merito al trattamento a base di erbe, vedere 12 , 27,28). One-way ANOVA ha rivelato che il trattamento ha ridotto comportamento depressivo-come nel FST [...

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Discussione

Il FST è utilizzato per monitorare il comportamento depressivo simile e si basa sul presupposto che l'immobilità riflette una misura di disperazione comportamentale 3. I principali vantaggi di questa procedura risiede nella sua relativamente facile funzionamento e risultati veloci. Inoltre, la sua sensibilità ad una vasta gamma di farmaci antidepressivi che lo rende un test di screening adatto è una delle caratteristiche più importanti che conducono alla sua elevata validità predittiva 29. È im...

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Questa ricerca è stata supportata dalla Israel Science Foundation (sovvenzione n. 738/11), dall'Istituto Nazionale di Psicobiologia in Israele (NIPI-7-2011-12) e dalla Open University Foundation

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
ComputerDellIntel® Nucleo™ CPU i3-2120 @ 3,30 GHz, 4 GB di RAM
FotocameraVIDOAU-CB422TELECAMERA CCD B/N 
http://www.vido-europe.com/products_detail.asp?id=33&pcategory=2
Software di codificaBiobserveFST Analysis
http://www.biobserve.com/products/fst/index.html
Lampada riscaldanteIkeaAA-19025-3ESPRESSIVIO 400.504.46 - Lampadina G4 da 20W 
http://www.ikea.com/ms/en_US/customer_service/assembly/E/E00050467.pdf
Riscaldamento  cuscinoSachsEF-188B38*38cm Riscaldamento  cuscino
http://www.sachs.co.il/eng/lego_tree.php?instance_id=21&actions=show&id=
604

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