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Estudos atuais de associação genômica identificaram centenas de alelos de risco, rearranjos cromossômicos e variantes do número de cópias que contribuem para a suscetibilidade ao transtorno neurodesenvolvimental (NDD) 1,2,3,4,5. No entanto, alterações genéticas conferem apenas um pequeno grau de risco aumentado, e as variantes em grande número de cópias com associações mais fortes afetam apenas uma pequena porcentagem doscasos 6. Além disso, estudos epidemiológicos em humanos revelam que fatores estressantes na infância inicial, como inflamação pré-natal, aumentam o risco de diagnóstico comNDD 7,8,9. Portanto, está bem estabelecido que fatores ambientais atuam em conjunto com fatores de risco genéticos na etiologia das NDDs, e modelos de camundongos são uma ferramenta importante para desvendar as contribuições de fatores de risco genéticos e ambientais no desenvolvimento cerebral e no risco de doenças. Embora modelos animais que avaliam fatores de risco genéticos para NDDs sejam amplamente aceitos devido aos seus resultados robustos e reprodutíveis, modelos que avaliam riscos ambientais têm dificuldade com padronização consistente e variabilidade nos fenótipos resultantes, como diferenças comportamentais ou neuroanatômicas em descendentesMIA 10,11,12,13,14,15,16,17. Por exemplo, parâmetros experimentais chave, como o momento gestacional do desafio imunológico, variabilidade no tipo e dosagem do estímulo imunológico, respostas maternas às citocinas e variabilidade da ninhada, como descendentes resilientes e suscetíveis, influenciam substancialmente os resultados experimentais, mas nem sempre são abordados em descrições metodológicas. Aqui está apresentado um protocolo padronizado para gerar ativação imunológica materna (MIA) precoce em camundongos, incluindo múltiplas verificações de controle de qualidade para garantir rigor e reprodutibilidade ao estudar como o estresse imunológico na vida precoce impacta o neurodesenvolvimento e os resultados de saúde.
Nossos objetivos são apresentar um protocolo para 1) melhorar a confiabilidade do modelo MIA e 2) caracterizar variáveis que possam contribuir para a heterogeneidade experimental. Em roedores, a MIA é comumente induzida pela administração sistêmica de estimulantes imunológicos como ácido poliinosínico:policitílico (poli(I:C)), um mimético viral, ou lipopolissacarídeo (LPS), um mimético bacteriano, em vários momentos gestacionais, incluindo o dia embrionário 9,5 (E9,5), E12,5, E15,5, E17,5, entreoutros 18,19. Essas manipulações induzem uma resposta robusta de citocinas maternas que altera o neurodesenvolvimento fetal e leva a fenótipos comportamentais e moleculares indicativos dosNDDs 20,21,22,23. No entanto, muitos estudos não avaliam rotineiramente a resposta imune materna, tornando difícil confirmar a força ou consistência da indução da MIA nosexperimentos 12, 14 e 24. Para resolver isso, estabelecemos múltiplas métricas de controle de qualidade e estabelecemos um limiar para a resposta materna de E9,5 MIA com base nos níveis de citocinas medidos no soro materno após a estimulação imune poli(I:C). Nossa abordagem permite uma dosagem mais precisa do estimulante imunológico e a identificação e exclusão de pessoas com baixa ou baixa resposta, melhorando, em última análise, a confiabilidade e a robustez do modelo. Embora raramente discutida em campo, baixa viabilidade da litação é uma limitação conhecida do modelo MIA, especialmente com indução em E9.5. Embora a indução no meio da gestação (E12.5) possa melhorar a viabilidade da ninhada, buscamos estabelecer pontos de controle durante a indução inicial da miúdo da ninhada gestacional que possam ajudar a prever a viabilidade da ninhada e, adicionalmente, identificar variáveis que aumentam o sucesso reprodutivo.
A MIA é um modelo valioso para estudar os efeitos ambientais no neurodesenvolvimento porque, ao contrário dos modelos in vitro, que isolam células do ambiente, a MIA utiliza o ambiente in utero para estudar os efeitos no neurodesenvolvimento da prole. Embora a MIA seja frequentemente usada sozinha para modelar NDDs, ela também pode ser combinada com modelos genéticos ou estressores adicionais da vida inicial, oferecendo insights sobre a complexa interação entre genes e ambiente ou estressores ambientais repetidos. Estudos combinaram MIA com roedores que possuem variantes genéticas de risco de NDD, como DISC1, CNTNAP2 e SHANK3, para demonstrar a interação sinérgica entre ambiente e genética 25,26,27,28,29. Além disso, um modelo de "dois hits" de estresse ambiental combinou a desaparecimento com um segundo estressor na infância, como estresse psicológico ou exposição a drogas na adolescência, levando pós-natal ao aparecimento ou exacerbação dos fenótipos 30,31,32. Juntas, essas abordagens destacam a versatilidade do modelo MIA, que pode ser usado sozinho ou em conjunto com outros fatores de risco ambientais ou genéticos.
Este artigo apresenta métodos passo a passo para induzir AMI em camundongos a fim de estudar os efeitos da inflamação pré-natal no neurodesenvolvimento. Inclui checkpoints para aumentar a reprodutibilidade e entender os diversos fatores que afetam a eficiência da MIA (Figura 1).

Figura 1: Linha do tempo da geração dos MIA. As mães grávidas cronometradas recebem poli(I:C) ou soro fisiológico na E9,5, seguidas por uma coleta de sangue 3 horas depois. Os pesos maternos são coletados em E0,5, E9,5, E10,5, E11,5 e E12,5 para monitorar a progressão da gravidez após a injeção. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.