Sebbene l'uso moderato di alcol sia stato storicamente associato a benefici per la salute moderati, recenti studi completi su larga scala hanno rivelato che nessuna quantità di consumo di alcol è sicura1,2. In effetti, l'uso di alcol è il 7° fattore di rischio principale per la morte e la disabilità a livello globale1 con individui che bevono anche piccole quantità di alcol che hanno un aumentato rischio di cancro, malattie infettive e lesioni1,3. Negli Stati Uniti, i decessi per uso di alcol sono aumentati di quasi il 30% tra il 2016 e il 20214. È importante sottolineare che il rischio di morte e invalidità aumenta monotonicamente con l'aumento del consumo1.
Sebbene gli studi sull'uomo abbiano fornito preziose informazioni sulla neurobiologia dell'uso e dell'abuso di alcol, il controllo sperimentale offerto dai modelli animali è fondamentale per una comprensione approfondita dei meccanismi alla base del comportamento di consumo e del rischio di bere pesantemente. Questi modelli sono anche strumenti preziosi per lo sviluppo di trattamenti volti a ridurre il consumo incontrollato. Il consumo casalingo in gabbia a due bottiglie è uno dei paradigmi preclinici più utilizzati per studiare il consumo di alcol nei roditori. Ciò è dovuto, in gran parte, alla sua facilità di implementazione, in quanto consente di misurare il consumo volontario totale di alcol e la preferenza senza la necessità di apparecchiature di ricerca specializzate o analisi complesse. Utilizzando questo approccio, i ricercatori possono raccogliere misurazioni agli intervalli desiderati (ad esempio, ore, giorni, settimane) calcolando la variazione di peso della bottiglia dall'inizio alla fine di una sessione di consumo. Variazioni su questo metodo di base sono state utilizzate da molti nel campo per facilitare livelli di assunzione di alcol da bassi a moderati a binge sia per brevi che per lunghi periodi di tempo. Ad esempio, sono state utilizzate procedure di scelta continua e intermittente di due bottiglie per facilitare livelli bassi e moderati di assunzione di alcol, rispettivamente, sia nei topi5 che nei ratti6,7,8. Gli stessi paradigmi possono promuovere alti livelli di assunzione nei ceppi che preferiscono l'alcol7,9. In alternativa, è stato dimostrato che un adattamento di questo metodo che limita l'accesso all'alcol a 2-4 ore al giorno a partire da circa 3 ore dopo l'inizio del ciclo del buio genera binge drinking nei topi (ad esempio, bere al buio)10,11. Ulteriori variazioni di questi metodi sono state utilizzate in combinazione con metodi che facilitano la dipendenza da alcol (ad esempio, esposizione cronica intermittente al vapore di etanolo) per esaminare l'escalation del consumo volontario di alcol durante l'astinenza12,13,14,15,16,17,18,19.
Sebbene ampiamente adottato dal settore, l'approccio standard di misurare l'assunzione di alcol in base alla variazione del peso della bottiglia è limitato in risoluzione al consumo totale per sessione di consumo. Di conseguenza, questo approccio non è in grado di catturare i modelli di consumo, che sono ben noti per influenzare sia il rischio che la gravità del disturbo da uso di alcol (AUD)20,21,22. In effetti, l'assunzione media di un individuo nel tempo può essere una conseguenza di diversi episodi di consumo pesante o di molti episodi di consumo di alcol, ciascuno associato a un consumo relativamente basso e queste sfumature non vengono rilevate quando il consumo viene misurato come assunzione totale per sessione di consumo. È importante sottolineare che negli individui con AUD si osservano un numero significativamente maggiore di episodi di consumo associati a grandi attacchi di consumo (ad esempio, deglutizione) rispetto ai controlli sani23 e i dati nei primati non umani suggeriscono che gli individui che stabiliscono un modello di consumo di alcol che include grandi attacchi di consumo all'inizio della loro storia alcolica sono a rischio significativo di AUD22. Inoltre, gli episodi di consumo che includono ampi periodi di consumo aumentano significativamente il rischio di morbilità e mortalità indipendentemente dalla diagnosi di AUD21. Nel complesso, questi dati hanno portato a un maggiore interesse nell'esaminare i modelli di consumo oltre ai livelli di assunzione complessiva nei modelli preclinici e hanno stimolato lo sviluppo di una serie di sistemi di varia complessità che sono in grado di acquisire dati sul consumo a livello di singole leccate.
Tra i primi c'è stato lo sviluppo di un sistema a due bottiglie dotato di rilevamento del lick del fotoraggio progettato per l'uso nei topi24. Questo sistema è stato successivamente adattato da un gruppo separato per l'uso in rats25. Negli anni successivi, sono state utilizzate variazioni su questo tema per sviluppare sistemi simili contenuti all'interno di alloggi personalizzati per roditori26, che consentono il rilevamento delle leccate di singoli animali socialmente alloggiati27,28 e che catturano sia il comportamento alimentare che quello di bere29. Tra questi, LIQ HD (Lick Instance Quantifier Home cage Device)30 ha raccolto un'attenzione significativa per l'offerta di un sistema per l'uso nei mouse che è parallelo alla facilità di implementazione e all'accessibilità del sistema sviluppato da Godnyuck et al.24. Questo sistema utilizza il rilevamento capacitivo per rilevare direttamente il contatto tra la linguetta e il tubo del sorso in metallo conduttivo, al contrario delle misure indirette come l'avvicinamento o l'interazione del sorso che si ottengono utilizzando il sistema di rilevamento del fotoraggio. Gli autori forniscono dati che dimostrano che il loro sistema di rilevamento capacitivo offre una precisione e una sensibilità significativamente maggiori nel rilevamento delle leccate, producendo correlazioni più forti tra il numero di leccate e la variazione del peso della bottiglia rispetto al rilevamento del fotoraggio. Gli autori dimostrano inoltre la capacità di utilizzare questo sistema in combinazione con un paradigma di consumo in gabbia domestica ad accesso continuo a due bottiglie per catturare le misure della microstruttura del consumo di alcol oltre alle misure dell'assunzione giornaliera complessiva30.
Qui, descriviamo le procedure per il consumo di alcol in gabbia domestica a due bottiglie utilizzando un approccio standard, nonché metodi che consentono il rilevamento del lick (Figura 1). Introduciamo anche metodi per la creazione e l'implementazione di LIQ HDR, un adattamento di LIQ HD30 per l'uso nei ratti che include modifiche hardware per adattarsi a gabbie di dimensioni maggiori e un portabottiglie stampato in 3D ridisegnato compatibile con le bottiglie standard standard. Questi metodi offrono ai ricercatori la flessibilità di utilizzare un approccio standard o dotato di leccometro a seconda delle loro risorse sperimentali e delle esigenze di raccolta dei dati.
Di seguito è riportata una descrizione dei materiali necessari e istruzioni dettagliate per catturare l'uso domestico del consumo in gabbia utilizzando la procedura di consumo a scelta a due bottiglie ad accesso intermittente adattata da Simms et al.7. In questa procedura, ai ratti viene fornito l'accesso 24 ore su 24 a due bottiglie per bere 7 giorni alla settimana. Il lunedì, il mercoledì e il venerdì (MWF), i ratti ricevono una bottiglia contenente acqua (H2O) e un'altra bottiglia contenente etanolo (EtOH). Queste bottiglie vengono rimosse il martedì, il giovedì e il sabato (TRS) e sostituite con due bottiglie d'acqua. I ratti bevono dalle stesse due bottiglie d'acqua il sabato e la domenica. Si noti che questi metodi possono essere facilmente regolati per programmi alternativi di accesso all'etanolo (ad esempio, continuo, abbuffata, ecc.), se lo si desidera. Vengono fornite istruzioni separate per gli approcci standard e dotati di lecometro.