Nieprzewidywalny protokół przewlekłego łagodnego stresu w celu wywołania objawów depresyjnych, zmian w zachowaniu i negatywnych skutków zdrowotnych u gryzoni

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest poddanie szczepu gryzoni serii chronicznych, nieprzewidywalnych stresorów, które są dobierane losowo, tak aby zwierzę nie mogło skutecznie kompensować narastającego nasilenia objawów depresyjnych. Osiąga się to poprzez codzienną ekspozycję na jeden z zestawu możliwych bodźców, które są zaprojektowane tak, aby wywoływać stres, ale nie być szkodliwe ani raniące dla zwierzęcia. Zwierzęta są poddawane działaniu stresorów od pięciu do sześciu dni w tygodniu przez osiem tygodni w regularnych odstępach czasu; monitoruje się rozwój objawów depresyjnych poprzez ocenę stanu ogólnego oraz reakcje zwierząt na zastosowane bodźce, na przykład za pomocą testu preferencji sacharozy.

Wyniki pokazują, że narażenie zwierzęcia na przewlekłe, randomizowane, nierozwiązywalne stresory w jego środowisku uniemożliwia zdolność adaptacji i powoduje rozwój objawów depresyjnych w ciągu kilku tygodni. Metoda ta może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania z zakresu chorób przewlekłych, takie jak kwestia tego, w jaki sposób przewlekłe objawy depresyjne mogą prowadzić do negatywnych skutków zdrowotnych w innych tkankach lub układach narządowych. Pomysł wykorzystania tej metody pojawił się u nas po zapoznaniu się z głębokimi zależnościami współistniejącymi między zaawansowaną chorobą układu sercowo-naczyniowego a ryzykiem wystąpienia chorób w naszych populacjach klinicznych, a także z jednoczesnym występowaniem ciężkich chorób depresyjnych.

Procedurę tę zaprezentują Steven Brooks i Kayla Brannon, doktoranci z naszych laboratoriów. Aby wywołać łagodny stres u myszy domowych w osobnych klatkach i poddać je działaniu jednego lub dwóch stresorów dziennie przez minimum trzy do czterech godzin dla każdego z nich, należy zastosować następującą listę stresorów zgodnie z randomizowanym harmonogramem. W przypadku stresora w postaci wilgotnej ściółki należy zwilżyć ściółkę, wlewając do standardowej klatki od 10 do 20 ounces czystej wody.

Utrzymuj mysz w wilgotnej klatce przez trzy do czterech godzin. Usuń ściółkę z klatki na okres trzech do czterech godzin, po czym poddaj mysz kolejnemu stresorowi wymagającemu pustej klatki lub umieść ją w czystej klatce ze świeżą ściółką. Przechyl klatki bez ściółki pod kątem około 45 stopni na trzy do czterech godzin, używając stabilnego przedmiotu, który pozostanie na miejscu podczas poruszania się myszy po klatce. W przypadku tego stresora zmień standardowy cykl 12 godzin światła i 12 godzin ciemności na następstwa 30-minutowych okresów, trwające łącznie osiem godzin.

Przenieś mysz z jej klatki macierzystej do klatki sąsiedniej myszy, która została usunięta na czas trzygodzinnego okresu stresora. Usuń ściółkę z klatki i nalej wodę do głębokości około 0.25 cala dla myszy, a następnie pozostaw mysz na około cztery godziny. Po zakończeniu ekspozycji na wodę krótko osusz mysz miękkim ręcznikiem.

Naraż myszy na obecność drapieżnika, jego zapachy lub dźwięki poprzez dodanie do klatki losowo rozmieszczonych kęp sierści lub 10 do 20 ml moczu gatunku naturalnego drapieżnika i pozostawienie myszy na trzy do czterech godzin. Alternatywnie, odtwarzaj warczenie lub dźwięki wydawane przez gatunki naturalnych drapieżników w pobliżu klatek przez trzy godziny na koniec każdego codziennego okresu stresu. Codziennie przenoś myszy do czystych klatek i zwracaj je do pomieszczenia hodowlanego.

Raz w tygodniu należy badać każde zwierzę pod kątem powstawania ran lub owrzodzeń, które mogą wymagać opieki weterynaryjnej; w procesie oceny stopnia pielęgnacji (grooming code) powinny zostać przeszkolone dwie osoby badające. Należy zbadać każde zwierzę i przypisać mu tygodniowy kod oceny w skali od zera do jeden. Całkowitą ocenę dla każdego osobnika wyznacza się poprzez przypisanie punktacji 0 (czysty) lub 1 (brudny) dla każdego z ośmiu obszarów ciała.

Głowa, szyja, okrywa grzbietowa, okrywa brzuszna, ogon, cztery kończyny, kończyny tylne oraz okolica genitalna. Umieść zwierzę w czystej klatce wyłożonej wacikiem bawełnianym lub ręcznikiem, aby zapobiec przywieraniu ściółki do sierści. Następnie rozpyl 10% roztwór sacharozy na głowę i grzbiet każdego zwierzęcia i zarejestruj całkowity czas zachowań pielęgnacyjnych przez pięć minut.

Zmierz latencję i częstotliwość aktywności pielęgnacyjnej pyszczka w tym czasie. Latencja to czas pomiędzy pierwszym rozpyleniem a rozpoczęciem pielęgnacji pyszczka, a częstotliwość należy mierzyć jako liczbę powtórzeń pielęgnacji pyszczka. Po ośmiu tygodniach nieprzewidywalnego chronicznego łagodnego stresu zaobserwowano istotne zmiany w wynikach behawioralnych i fizjologicznych u gryzoni poddanych chronicznemu stresowi w porównaniu z ich niepoddanymi stresowi szczepami kontrolnymi.

U myszy rozwinęły się objawy przypominające depresję po zastosowaniu nieprzewidywalnego przewlekłego łagodnego stresu, co objawiło się postępującym spadkiem punktacji w ocenie pielęgnacji futra. Tak wyraźne pogorszenie stanu fizycznego okrywy włosowej sugeruje zmniejszenie aktywności pielęgnacyjnej i może korelować z brakiem motywacji. Niedawne dowody wskazały na istotne różnice ilościowe w reakcjach na nieprzewidywalny przewlekły łagodny stres pomiędzy myszami samcami a samicami.

W szczególności dane sugerują, że samice myszy poddane temu samemu protokołowi stresowemu co samce w tym samym wieku wykazują silniejsze reakcje behawioralne na ten protokół niż samce. Po przeprowadzeniu tej procedury można łatwo zastosować inne metody odpowiednie dla funkcji konkretnego narządu, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, np. w jaki sposób obecność przewlekłych objawów depresyjnych może wpływać na prawidłowe funkcjonowanie badanego układu narządowego. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo mieć dobrą wiedzę na temat tego, jak wykorzystać poszczególne etapy i procedury protokołu UCMS, aby stopniowo wywoływać narastające objawy depresyjne w modelu gryzoni.