Doenças, traumatismo craniano, modificações genéticas e tratamento de camundongos com drogas podem ter efeitos profundos no comportamento. Utilizando abordagens bem caracterizadas e validadas, como enterrar mármore e triturar ninhos, comportamentos compulsivos podem ser documentados com precisão em camundongos como modelos de transtorno obsessivo-compulsivo humano e transtorno do espectro do autismo.
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Artigo de método
Enterrar mármore e triturar ninhos como testes de comportamentos repetitivos e compulsivos em camundongos
Neste artigo
Resumo
Resumo
O transtorno obsessivo-compulsivo (TOC) e os transtornos do espectro do autismo (TEA) são condições psiquiátricas graves e debilitantes e cada um constitui um problema significativo de saúde pública, particularmente em crianças. Ambas as condições são destacadas pela expressão repetida de comportamentos sem sentido. Indivíduos com TOC geralmente apresentam verificação, lavagem frequente das mãos e contagem. Crianças com TEA também se envolvem em batidas repetitivas, bater o braço ou a mão e balançar. Esses comportamentos podem variar amplamente em intensidade e frequência de expressão. Formas mais intensas de comportamentos repetitivos podem até resultar em lesões (por exemplo, higiene excessiva, lavagem das mãos e autoestimulação). Esses comportamentos são, portanto, muito perturbadores e dificultam o discurso social normal. As opções de tratamento para comportamentos repetitivos no TOC e TEA são um tanto limitadas e há grande interesse em desenvolver terapias mais eficazes para cada condição. Numerosos modelos animais para avaliar comportamentos compulsivos foram desenvolvidos nas últimas três décadas. Talvez os modelos animais com maior validade e facilidade de uso sejam o teste de enterramento de mármore e o teste de trituração de aninhas. Ambos os testes aproveitam o fato de que os comportamentos-alvo ocorrem espontaneamente em camundongos. No teste de enterramento de mármore, 20 bolinhas de gude são dispostas na superfície da cama limpa. O número de bolinhas enterradas em uma sessão de 30 minutos é pontuado por investigadores cegos para o tratamento ou status dos sujeitos. No teste de trituração do ninho, um ninho composto de fibra de algodão despolpado é pré-pesado e colocado em cima da cama da gaiola e a quantidade do ninho que permanece intacta após uma sessão de teste de 30 minutos é determinada. Atualmente, descrevemos protocolos e mostramos documentação de filmes de enterramento de mármore e trituração de ninhos. Ambos os testes são pontuados com facilidade e precisão e cada um é sensível a pequenas mudanças na expressão de comportamentos compulsivos que resultam de manipulações genéticas, doenças ou traumatismo craniano.
Introdução
Modelos de camundongos de comportamentos humanos, e particularmente transtornos psiquiátricos, constituem abordagens experimentais importantes e essenciais para o estudo dos mecanismos da doença e para o desenvolvimento de novas terapias. Muitas doenças psiquiátricas permanecem extremamente difíceis de modelar em animais (por exemplo, esquizofrenia). No entanto, os animais exibem um grande número de comportamentos naturais e distintos que podem ser facilmente ligados a comportamentos semelhantes em humanos. O movimento ou atividade locomotora é um exemplo de comportamento em animais que tem uma contrapartida em humanos. Os roedores geralmente se envolvem em uma variedade de comportamentos repetitivos e os exemplos incluem escovar ou cavar. Uma condição psiquiátrica que envolve a exibição de comportamentos recorrentes e indesejados em humanos é o transtorno obsessivo-compulsivo (TOC). Os comportamentos altamente característicos do TOC incluem verificação, contagem e lavagem ou higiene excessiva. O TOC é um transtorno psiquiátrico altamente prevalente (afeta 1-3% da população) e debilitante1. Um grande número de abordagens farmacológicas e comportamentais tem sido usado para tratar o TOC. Muitos deles ficam aquém de fornecer alívio a longo prazo e a recaída é comum no final de um regime de tratamento2,3. Outra condição psiquiátrica que envolve a expressão comportamentos repetitivos é o transtorno do espectro autista (TEA). Os ASDs são caracterizados por déficits na comunicação e interação social e comportamentos repetitivos e estereotipados que incluem girar, balançar, sacudir ou bater os dedos e movimentos corporais complexos. Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças estimaram que cerca de 1 em cada 88 crianças são diagnosticadas com TEA. As opções de tratamento para esse distúrbio são extremamente limitadas em número e eficácia4,5. A intensidade e a frequência de ocorrência de comportamentos repetitivos no TOC e TEA podem se tornar grandes o suficiente para substituir a maioria dos outros comportamentos normais e interações sociais em pacientes com essas condições. À luz da prevalência e natureza debilitante das condições psiquiátricas caracterizadas por comportamentos repetitivos, e considerando a pouca compreensão de suas causas e opções limitadas de tratamento, o uso de modelos animais para estudar esses comportamentos assume maior urgência.
Um grande número de modelos animais de comportamentos repetitivos, como visto no TOC e ASDs, foi desenvolvido nos últimos 30 anos e inúmeras revisões excelentes descrevendo esses modelos foram publicadas6-14. Em geral, esses modelos estabelecidos podem ser classificados como genéticos, farmacológicos, neurodesenvolvimentais e comportamentais e a maioria apresenta boa validade de face, construto e preditiva6,7. Usamos dois modelos comportamentais - enterramento de mármore e trituração de ninhos - para avaliar comportamentos repetitivos em camundongos geneticamente depletados de serotonina15,16. Esses métodos têm inúmeras vantagens, entre as quais a facilidade de uso, a precisão com que os comportamentos podem ser pontuados, a exibição espontânea desses comportamentos em roedores e seu uso na triagem de alto rendimento de camundongos geneticamente modificados para fenótipos comportamentais anormais. Além disso, cada teste é realizado em gaiolas de alojamento de roedores padrão e familiares contendo a mesma cama usada nas gaiolas domésticas dos sujeitos, minimizando a necessidade de habituação de camundongos a novas câmaras de teste. A restrição de comida e / ou água não é necessária para "motivar" os ratos a se apresentarem. O teste de enterramento de mármore aproveita a propensão dos ratos a cavar em ambientes naturais (por exemplo, tocas, túneis de fuga) e em camas de gaiola padrão, e o teste de fragmentação de ninhos capitaliza o fato de que os ratos são animais nidificantes por natureza que constroem ninhos para proteção de si mesmos e de seus filhotes contra as condições ambientais (por exemplo,som, luz, temperatura). Usando materiais de alojamento de roedores não especializados e comumente disponíveis, as tarefas de enterrar mármore e triturar ninhos são ensaios comportamentais simples e poderosos de comportamentos repetitivos e compulsivos em camundongos.
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Protocolo
Todos os protocolos com animais foram realizados em estrita conformidade com as recomendações do Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório dos Institutos Nacionais de Saúde. Os protocolos foram aprovados pelo Comitê de Cuidados e Uso Institucional da Wayne State University (Licença Número A3310-01).
1. Preparação de gaiolas para enterrar mármore e triturar ninhos
- Utilizar gaiolas de rato de policarbonato padrão (26 cm x 48 cm x 20 cm) com tampas de filtro instaladas para o ensaio de enterramento de mármore. Adicione material de cama de rato fresco e sem perfume a cada gaiola a uma profundidade de 5 cm e nivele a superfície da cama inserindo outra gaiola do mesmo tamanho na superfície da cama. Isso tem a vantagem adicional de imprimir um modelo de linhas paralelas na superfície da cama que pode ser usado para colocação de mármore.
- Coloque bolinhas de gude de brinquedo de vidro padrão (estilos e cores variados, 15 mm de diâmetro, 5.2 g de peso) suavemente na superfície da cama em 5 fileiras de 4 bolinhas (consulte a Figura 1A). Lave as bolinhas de gude em detergente neutro de laboratório, enxágue exaustivamente em água destilada e desionizada e seque antes de cada uso.
- Use gaiolas de rato de policarbonato padrão (19 cm x 29 cm x 13 cm) com tampas de filtro instaladas para o teste de trituração do ninho. Adicione material de cama de rato fresco e sem perfume a cada gaiola a uma profundidade de 0,5 cm e embale a cama inserindo outra gaiola do mesmo tamanho na superfície da cama.
- Pese os ninhos de fibra de algodão disponíveis comercialmente (5 cm x 5 cm, 5 mm de espessura, ~ 2,5 g cada) em uma balança analítica e coloque um ninho em cima da cama em cada gaiola de teste (consulte a Figura 3A).
- Defina cronômetros ou cronômetros para cronometrar a duração da sessão (30 minutos para cada teste).
2. Manuseamento dos animais antes do ensaio
- Ratos domésticos individualmente ou em grupos em uma sala com um ciclo claro/escuro de 12 horas. Forneça comida e água a todos os ratos ad libitum. Manuseie os ratos com cuidado por três a cinco dias antes do teste. Use camundongos de ambos os sexos para ambos os testes.
- Realize testes comportamentais entre 9h00 e 4h00 e transporte todas as gaiolas domésticas contendo camundongos para a sala de testes 60 minutos antes do início dos testes.
3. Teste de enterramento de mármore
- Coloque um rato em um canto da gaiola contendo bolinhas de gude, tomando cuidado para colocar o rato na cama o mais longe possível das bolinhas de gude e coloque a tampa superior do filtro na gaiola. Reter comida e água durante o teste. Deixe o mouse permanecer na gaiola sem ser perturbado por 30 min.
- Remova o mouse e devolva-o à sua gaiola inicial após a conclusão do teste, tomando extremo cuidado para não mover ou desalojar as bolinhas de gude no processo de remoção do assunto da gaiola.
- Pontuadores de tarefas (2-3) cegos para as condições de tratamento ou genótipo do camundongo que está sendo testado para contar o número de bolinhas enterradas. Marque uma bola de gude como enterrada se dois terços de sua área de superfície estiverem cobertos por cama. Pontuações médias para o número de bolinhas enterradas para cada rato.
- Recupere todas as 20 bolinhas de gude da cama. Descarte a roupa de cama.
4. Teste de trituração de Nestlet
- Coloque um rato em uma gaiola contendo um único ninho pré-pesado e coloque a tampa superior do filtro na gaiola. Reter comida e água durante o teste. Deixe o rato intacto na gaiola com o ninho por 30 min.
- Remova o mouse e retorne a ele para sua gaiola inicial após a conclusão do teste. Remova o material intacto restante da gaiola com uma pinça e deixe secar O/N.
- Pese o ninho não triturado restante e divida esse peso pelo peso inicial para calcular a porcentagem de ninho triturado. Se desejar, pontue a forma do ninho produzido pelo mouse em questão usando uma escala definitiva de classificação de ninho de 5 pontos17, mas percebendo que essa escala geralmente se destina a pontuar a construção do ninho, não a trituração obsessiva.
- Descarte o restante do material de ninho triturado e da cama.
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Resultados
Uma vantagem primária dos testes de enterramento de bolinhas de gude e de destruição de ninhos é o fato de que cada um depende de comportamentos naturais e espontâneos de camundongos que podem ser quantificados após a conclusão do teste, permitindo que um único pesquisador monte um experimento e permaneça fora da sala de testes até o término das sessões. Um componente crítico do teste de enterramento de bolinhas de gude é a remoção cuidadosa do animal da gaiola após o teste. Camundongos geralmente tentam evitar a captura...
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Discussão
Os testes de enterramento de mármore e trituração de ninhos são bons exemplos de métodos comportamentais para estudar comportamentos repetitivos e compulsivos em camundongos. Ambos os testes apresentam excelente validade de face, construto e preditiva para os distúrbios humanos que modelam6-11. Esses comportamentos repetitivos são naturais e espontâneos em roedores e sua frequência e intensidade podem variar após modificações genéticas, como mostrado atualmente, ou após traumatismo craniano e tratamento de ind...
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Divulgações
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado por doações do Departamento de Assuntos de Veteranos e dos Institutos Nacionais de Saúde.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Mármores de brinquedo de vidro | loja de brinquedos local | N/A | estilos variados, cores, claro e opaco |
| Nestlets Gaiola | da série | Ancare | |
| Ancare | N10HT | com topo de arame | |
| Gaiola para ratos da série R20 | Gaiola padrão para | roedores Ancare R20 com tampo de arame | |
| Bed-o'Cobs | The Andersons | 8B | Cama padrão para roedores a granel, 1/8 pol |
Referências
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Reimpressões e permissões
