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A avaliação da neurotoxicidade é fundamental para avaliar os potenciais efeitos adversos de compostos ambientais e farmacêuticos no sistema nervoso em desenvolvimento1. Os testes tradicionais de neurotoxicidade dependem de modelos de mamíferos, como roedores, que são caros, demorados e eticamente limitados2. Consequentemente, são necessários modelos alternativos que permitam a triagem rápida e de alto rendimento de neurotóxicos3. Estudos destacam que a mosca-da-fruta emergiu como um poderoso organismo modelo para o estudo da neurotoxicidade devido à sua genética bem caracterizada, vias de neurodesenvolvimento conservadas e um ciclo de vida curto 4,5. Entre os desfechos comportamentais, a disfunção motora serve como um biomarcador sensível e quantificável de comprometimento do neurodesenvolvimento, permitindo a detecção precoce de efeitos neurotóxicos que podem se correlacionar com distúrbios neurológicos humanos6.
Os ensaios locomotores em moscas fornecem uma medida quantificável de neurotoxicidade e permitem avaliações de dose-resposta, tornando-os relevantes para a redução do risco de neurotoxicidade humana7. O ensaio de geotaxia negativa (escalada) é uma abordagem amplamente utilizada na qual as moscas sobem instintivamente após serem tocadas no fundo de um frasco, o que reflete seu nível de desenvolvimento motor, coordenação e equilíbrio 8,9. Embora esse método seja simples, econômico e útil para avaliar anormalidades locomotoras graves e distúrbios evidentes, ele fornece apenas uma avaliação unidimensional do movimento e pode não ter sensibilidade na detecção de deficiências motoras sutis, alterações refinadas e monitoramento comportamental de longo prazo dos sintomas induzidos por neurotóxicos8. Para lidar com essas limitações, tecnologias de rastreamento de movimento mais avançadas, como o sistema Ethoscope, foram desenvolvidas10. Este sistema de gravação automatizado é um dispositivo de rastreamento de vídeo de alto rendimento projetado especificamente para analisar o comportamento das moscas com alta precisão e reprodutibilidade11. Ao contrário dos ensaios locomotores convencionais, esse sistema fornece monitoramento contínuo e em tempo real do movimento, capturando anormalidades comportamentais sutis que os ensaios tradicionais de escalada podem ignorar 11,12,13. A tecnologia apresenta rastreamento de vídeo automatizado usando um sistema de câmera iluminado por infravermelho que registra continuamente os movimentos das moscas em alta resolução, eliminando o viés do observador e melhorando a reprodutibilidade experimental13. Além disso, detecta micromovimentos, diferenciando caminhada, repouso e movimentos finos, como higiene, alimentação ou espasmos, fornecendo uma análise mais detalhada do comportamento motor13. O monitoramento comportamental de longo prazo é possível, permitindo o rastreamento contínuo por longos períodos, tornando-o ideal para avaliar efeitos neurotóxicos progressivos10. A escalabilidade e a capacidade de alto rendimento do sistema de gravação de vídeo permitem o rastreamento paralelo de várias moscas, facilitando a triagem de vários compostos neurotóxicos e condições genéticas simultaneamente10. Além disso, o sistema integra software de código aberto, permitindo que os pesquisadores personalizem pipelines de análise com base nas necessidades experimentais, incluindo ciclos sono-vigília, ritmos circadianos e métricas locomotoras detalhadas10,14. Avanços recentes, como a integração da Etoscopia, uma estrutura baseada em Python, aprimoraram a análise de dados, melhorando a acessibilidade e a reprodutibilidade em estudos comportamentais14. Essa estrutura permite que os pesquisadores realizem análises de locomoção mais complexas, reduzindo as barreiras para usuários não especialistas. O laboratório de etanoscópio, um ambiente baseado em Jupyter, facilita ainda mais o processamento contínuo de dados, promovendo pesquisas colaborativas e garantindo a reprodutibilidade experimental14.
Aproveitando a plataforma de rastreamento de vídeo de alto rendimento juntamente com os ensaios de escalada tradicionais, este estudo fornece uma avaliação abrangente e sensível da disfunção motora após a exposição a neurotóxicos no desenvolvimento. A capacidade de analisar defeitos locomotores em escala fina o torna uma ferramenta poderosa para a triagem de compostos que interrompem o desenvolvimento neural e a coordenação motora. O uso de moscas-das-frutas para triagem de neurotoxicidade oferece várias vantagens, incluindo custo-efetividade e capacidade de alto rendimento, em comparação com modelos de vertebrados, onde as triagens em larga escala são frequentemente limitadas devido a restrições de custo15. O modelo de mosca permite manipulações genéticas rápidas para mimetizar estados de doença e identificar vias moleculares afetadas por neurotoxinas16. Embora mais simples do que o sistema nervoso dos mamíferos, as moscas retêm as principais vias conservadas envolvidas no desenvolvimento neural e no controle motor17. Métodos de rastreamento de alta resolução, como o sistema de gravação de vídeo em tempo real, aumentam a precisão e a reprodutibilidade dos dados, permitindo a detecção em estágio inicial de déficits motores causados pela exposição a tóxicos11.
A integração da tecnologia de rastreamento e dos ensaios tradicionais de escalada permitiu o monitoramento comportamental contínuo e de alta resolução, fornecendo um método robusto e escalável para detectar deficiências locomotoras sutis induzidas pela exposição a neurotóxicos. A combinação de ferramentas genéticas, um ciclo de vida curto e análise comportamental avançada posiciona a mosca-da-fruta como uma alternativa poderosa aos modelos de vertebrados para triagem de neurotoxicidade, contribuindo para o desenvolvimento de medicamentos mais seguros e melhores avaliações de risco ambiental.