Este protocolo descreve procedimentos de manuseio em túneis e enriquecimento ambiental para pletismografia corporal repetida para reduzir a variabilidade respiratória associada ao estresse durante estudos longitudinais em camundongos.
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Artigo de método
Este protocolo descreve procedimentos de manuseio em túneis e enriquecimento ambiental para pletismografia corporal repetida para reduzir a variabilidade respiratória associada ao estresse durante estudos longitudinais em camundongos.
A pletismografia repetida de corpo inteiro (WBP) é amplamente utilizada para avaliação longitudinal da função respiratória em camundongos. No entanto, o estresse induzido pelo manuseio pode introduzir variabilidade fisiológica que confunde os efeitos do tratamento e reduz a reprodutibilidade experimental. Métodos tradicionais de manuseio da cauda podem produzir respostas de estresse sustentadas e baixa habituação em sessões repetidas, potencialmente afetando os resultados experimentais. Este protocolo descreve métodos refinados de manuseio e alojamento que integram o manuseio de túneis e o enriquecimento ambiental para sessões repetidas de WBP. Seis camundongos selvagens do tipo 129S1/SvImJ (3 machos, 3 fêmeas) receberam manuseio em túneis e enriquecimento ambiental contínuo ao longo de um estudo de 10 semanas. Os animais passaram por sessões repetidas de WBP, e períodos de aclimatação foram analisados nos pontos iniciais, iniciais, intermediários e finais do estudo. A frequência respiratória durante a colocação inicial da câmara (inicial f, 0–2 min) e a linha base estável (basal f, 8–10 min) foram quantificadas para avaliar padrões longitudinais de aclimatação. Mudanças progressivas foram observadas ao longo do cronograma do estudo sob as condições implementadas. A frequência respiratória inicial média diminuiu de 345 ± 111 respirações por minuto no início para 267 ± 43 respirações por minuto durante sessões tardias do estudo, acompanhada de redução do coeficiente de variação (32% a 16%). As medições respiratórias de base também diminuíram de 255 ± 67 para 193 ± 43 respirações/minuto (p = 0,033), consistente com melhora na estabilidade da medição em sessões posteriores. Observações comportamentais mostraram aclimatação calma com mínima defecação, micção ou agitação. Esse protocolo oferece uma abordagem prática para laboratórios que realizam avaliações respiratórias repetidas em camundongos. O manejo em túneis e o enriquecimento ambiental estiveram associados à aclimatação progressiva e à redução da variabilidade respiratória durante estudos longitudinais de WBP.
A pletismografia de corpo inteiro (PBB) permite a avaliação não invasiva da função respiratória em roedores conscientes e sem restrições, tornando-se uma ferramenta indispensável para estudos longitudinais em fisiologia respiratória, toxicologia por inalação e modelagemde doenças 1,2. As principais vantagens da técnica, incluindo sua natureza não invasiva e adequação para medições repetidas, a tornam particularmente valiosa para acompanhar alterações respiratórias durante a progressão da doença, intervenções terapêuticas ou períodos de exposição. Glaab e Braun2 destacaram que a pletismografia não invasiva cabeça-fora do corpo é um método confiável para medições repetidas da função pulmonar em camundongos conscientes, fornecendo ferramentas essenciais para pesquisas translacionalistas em doenças das vias aéreas, incluindo infecções respiratórias emergentes. No entanto, a qualidade e reprodutibilidade das medições de WBP dependem criticamente de alcançar estados de baixa frequência respiratória consistentes com a quiescência comportamental, que pode ser comprometida pelo estresse induzido pelo manuseio. O manejo do estresse representa uma fonte bem reconhecida, mas frequentemente subestimada, de variabilidade experimental que pode confundir medições fisiológicas e comprometer a qualidade dos dados. A prática padrão de laboratório normalmente envolve o manuseio da cauda, na qual camundongos são agarrados pela cauda para transporte emanipulação 3,4.
A prática padrão de laboratório normalmente envolve o manuseio da cauda, na qual camundongos são agarrados pela cauda para transporte e manipulação. Gouveia eHurst 3 demonstraram que o manuseio da cauda induz ansiedade em camundongos, com animais manejados apresentando comportamento mais elevado semelhante à ansiedade no labirinto elevado mais em comparação com controles com cabo em túnel. Essa resposta de ansiedade está associada a parâmetros fisiológicos alterados. Rasid et al.4 usaram WBP para quantificar os efeitos respiratórios de procedimentos laboratoriais rotineiros, descobrindo que a contenção e o manuseio alteraram significativamente o volume minúsculo de forma dependente do sexo, com efeitos persistindo por até 24 horas após o procedimento. A magnitude e a duração desses efeitos induzidos pelo manuseio ressaltam que medições respiratórias obtidas logo após o manuseio da cauda podem refletir a fisiologia do estresse agudo, em vez da função basal estável.
A literatura mais ampla sobre contenção e manejo do estresse revela impactos que vão além das respostas comportamentais imediatas. Buynitsky eMostofsky 5 revisaram os extensos efeitos do estresse de contenção nos processos fisiológicos, imunológicos, endócrinos e do desenvolvimento, enfatizando que confusões relacionadas ao estresse frequentemente são insuficientemente documentadas em artigos de pesquisa. Para estudos respiratórios especificamente, o problema é agravado pela necessidade de medições repetidas. Cada evento de manuseio pode reiniciar a resposta ao estresse, limitando a habituação progressiva e produzindo medições de linha de base inconsistentes entre os pontos de tempo longitudinais. DeLorme eMoss 1 compararam abordagens de pletismografia restrita versus não restringida em camundongos com diferenças fisiológicas conhecidas entre deformações, descobrindo que, embora sistemas de câmara única sem restrições tenham proporcionado uma análise aprimorada da reatividade das vias aéreas, o desafio de obter medições de referência reprodutíveis permanecia.
O manuseio em túneis, no qual camundongos entram voluntariamente em um túnel para transporte, surgiu como uma alternativa baseada em evidências que reduz substancialmente a ansiedade induzida pelo manuseio. A eficácia do método foi demonstrada em múltiplas cepas e contextos experimentais. Gouveia eHurst 3 mostraram que camundongos com cabo de túnel apresentaram maior disposição para interagir com os condutores e menor comportamento semelhante à ansiedade em testes elevados plus labirinto em comparação com ratos com cabo de cauda, com benefícios observados mesmo quando os túneis eram desconhecidos. Importante destacar que esses benefícios vão além do período imediato após o manuseio. Sensini et al.6 examinaram os efeitos da técnica de manuseio e da frequência do manuseio entre sexos, descobrindo que o manuseio frequente da cauda reduzia comportamentos associados ao bem-estar, como escavação, e aumentava o comportamento semelhante ao desespero nos machos, enquanto o manuseio em túneis era preferido por ambos os sexos e associado a comportamentos de abordagem mais positivos e menos respostas defensivas. Além disso, Davies et al.7 demonstraram que os benefícios do manuseio sem cauda persistem durante procedimentos complexos. Ratos expostos ao manuseio da cauda durante toda a experiência em laboratório, inclusive durante procedimentos de contenção, mostraram maior capacidade de resposta a estímulos ambientais e redução da facilidade de manuseio em comparação com camundongos manuseados exclusivamente por métodos de copa ou túnel.
Além do manejo da seleção do método, a habituação sistemática aos procedimentos experimentais pode reduzir ainda mais a variabilidade induzida pelo estresse. Sorli et al.8 investigaram o treinamento de camundongos para pletismografia head-out, um sistema baseado em contenção, e descobriram que cinco dias consecutivos de treinamento melhoraram a tolerância, com os camundongos demonstrando maior estabilidade comportamental até o segundo dia, embora os parâmetros respiratórios tenham estabilizado em até 5 minutos durante todas as sessões. De forma semelhante, Ueno et al.9 demonstraram que o manuseio repetitivo e suave de camundongos machos C57BL/6 antes dos testes comportamentais reduziu o comportamento semelhante à ansiedade nos testes elevados mais em labirinto e melhorou a cognição espacial, indicando que o contato repetido com os manipuladores pode produzir efeitos mensuráveis de habituação. Esses achados sugerem que combinar métodos de manuseio não aversivos com protocolos sistemáticos de habituação pode proporcionar benefícios cumulativos para reduzir a variabilidade fisiológica durante medições repetidas.
O enriquecimento ambiental representa um fator adicional que pode influenciar a resposta ao estresse e a fisiologia de base, embora seus efeitos sejam complexos e dependentes do contexto. Embora o enriquecimento geralmente promova o bem-estar positivo, o enriquecimento excessivo ou imprevisível pode, paradoxalmente, aumentar a variabilidade fisiológica e os comportamentos associados ao estresse em alguns contextosexperimentais 10,11. Uma abordagem equilibrada que mantenha elementos centrais estáveis, como material de nidificação, enquanto oferece novidade gerenciável por meio da rotação periódica dos itens de enriquecimento, pode otimizar o bem-estar sem introduzir variaçãoconfusa 12. A interação entre enriquecimento, método de manuseio e protocolos de habituação permanece pouco estudada no contexto de medições respiratórias repetidas, destacando a necessidade de protocolos integrados que abordem os três fatores simultaneamente.
Apesar do crescente reconhecimento dos efeitos do manuseio nas medições fisiológicas, protocolos padronizados especificamente projetados para minimizar o estresse durante sessões repetidas de WBP continuam limitados. Os protocolos WBP existentes normalmente dependem de períodos estendidos de aclimatação (10–30 minutos por sessão) para permitir que a taquipneia induzida pelo estresse diminua, mas raramente abordam o método de manuseio subjacente ou avaliam sistematicamente se ocorre uma habituação progressiva entre as sessões. Além disso, a maioria dos estudos não avalia se os animais alcançam estados fisiológicos consistentes com a quiescência comportamental, como frequências respiratórias próximas a intervalos relatados na literatura como associados a estados de repaciência ou relacionados ao sono, ou então fazem a transição de estresse agudo para excitação crônica de baixo nível. Aqui, apresentamos um protocolo que integra o manejo de túneis, o enriquecimento ambiental equilibrado e sessões repetidas do WBP ao longo de um estudo longitudinal de 10 semanas. Descrevemos uma abordagem associada a mudanças progressivas na frequência respiratória consistentes com a habituação, incluindo a diminuição das frequências respiratórias iniciais ao longo das sessões e medições iniciais próximas a intervalos relatados na literatura como associados a estados de repacio ou relacionados ao sono. Importante destacar que esse protocolo é apresentado não apenas como um aprimoramento do bem-estar animal, mas também como uma consideração experimental no desenho que pode ajudar a reduzir a variabilidade e melhorar a consistência durante medições respiratórias longitudinais.
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Realize todos os procedimentos de acordo com os protocolos aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidado e Uso de Animais (Protocolo IACUC #23-103) da Universidade de Miami. Camundongos domésticos em uma instalação de vivário credenciada pela AAALAC, com condições ambientais mantidas de acordo com padrões institucionais.
1. Seleção de Animais e Condições de Habitação
2. Protocolo de Enriquecimento Ambiental

Figura 1. Implementação de protocolos e indicadores de bem-estar durante estudos longitudinais de pletismografia corporal inteira (WBP). (A) Ninho representativo de alta qualidade (pontuação Deacon 5) de uma gaiola feminina mostrando uma estrutura de cúpula bem formada com cratera definida. (B) Túnel transparente de manuseio de policarbonato (aproximadamente 10 cm de comprimento × 5 cm de diâmetro interno) integrado com material de nidificação na gaiola doméstica. Os túneis permaneceram permanentemente em gaiolas como dispositivos de enriquecimento e manuseio durante todo o estudo. (C) Qualidade representativa do ninho em estudos tardios (Semana 10) mostrando construção sustentada de ninhos com pontuação 5 tanto em gaiolas masculinas quanto femininas. (D) Pontuações de qualidade Nest durante o período de estudo de 10 semanas. Cada ponto de dados representa a pontuação semanal de ninho de uma gaiola usando a escala padronizada de 5 pontosDeacon 13, onde 1 = material de nidificação intocado e 5 = ninho completo em forma de cúpula com cratera. Ambas as gaiolas mantiveram a qualidade do ninho com pontuação 5 em todas as fases do estudo. A região verde sombreada indica as pontuações associadas a condições ideais de bem-estar (escores 4–5). As fases do estudo são indicadas por regiões coloridas de fundo correspondentes à Linha de Base (Semana 0), Início do estudo (Semanas 2–3), Meio do estudo (Semanas 5–7) e Estudo Tardio (Semanas 8–10). Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
3. Implementação de Manuseio de Túneis
4. Protocolo de Sessão WBP
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A aplicação desse protocolo de manuseio de túneis e enriquecimento ambiental a seis camundongos selvagens tipo 129S1/SvImJ (3 machos, 3 fêmeas) em um estudo longitudinal de 10 semanas com WBP produziu evidências de habituação progressiva e melhora da estabilidade fisiológica. Medições de frequência respiratória foram obtidas durante sessões repetidas de WBP realizadas em intervalos longitudinais regulares, com dados analisados de quatro fases do estudo: Linha inicial (Semana 0), Início d...
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Este protocolo descreve uma abordagem integrada que combina o manejo de túneis, enriquecimento ambiental e exposição repetida no contexto da WBP longitudinal. Nessas condições, as medições de frequência respiratória mostraram estabilização progressiva ao longo de sessões repetidas, consistente com redução da excitação e habituação progressiva. Vários fatores de implementação parecem importantes para o desempenho bem-sucedido do protocolo. Primeiro, o manuseio de túneis deve ser introduzi...
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Os autores não declaram conflitos de interesse, financeiros ou de outra natureza.
Os autores reconhecem a ajuda de Claude AI (Anthropic) para aprimorar a gramática, o estilo e a clareza geral deste manuscrito. Essa ferramenta de inteligência artificial foi usada como auxílio para escrita para melhorar a legibilidade e a precisão, mantendo a precisão e integridade do conteúdo científico. Todo o conteúdo científico, análise de dados e conclusões são exclusivamente obra dos autores, que assumem total responsabilidade pelo manuscrito.
O L.A.S. é apoiado por bolsas do Departamento de Assuntos dos Veteranos (Office of Research and Development e Merit Review Award (1I01BX006199-01A1) e do Miami Heart Research Institute.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Aspen Chip Bedding | Suprimentos de Laboratório | Aspen 323 | Cama de lascas de madeira de Aspen. Autoclavada antes do uso; colocada a aproximadamente 1 cm de profundidade no piso da gaiola. |
| Água Autoclavada | Fornecida pela Instalação | Não aplicável | Água municipal autoclavada fornecida ad libitum através de garrafas de água padrão. |
| Tubo de Papelão | Gerado pela Instalação | Não aplicável | Rolo de papel higiênico de papelão liso. Usado como item de enriquecimento e abrigo rotacionado. |
| Crink-I-Nest (Irradiado) | The Andersons / Suprimentos de Laboratório | CNKR | Material de enriquecimento de papel triturado. Gama-irradiado. Fornecido como enriquecimento rotacionado em uma base de semana alternada. |
| Software FinePointe | Data Sciences International | Sem número de catálogo | Software de aquisição e análise de dados respiratórios, versão 3.0. Usado para coleta de dados WBP e cálculo de parâmetros. |
| Gaiola Ventilada Individual (IVC) Rack | Allentown | EP5000E | Rack IVC com pak de exaustão, capacidade para 140 gaiolas. Sistema de alta densidade de dupla face com conexões de ventilação automática. |
| Ração Irradiada para Roedores | Envigo | T.2918.15 | Dieta irradiada padrão para roedores. Fornecida ad libitum via funil de barras de arame. |
| Túnel de Transferência de Camundongos | Braintree Scientific | TRANS-TUBE 100X50MM | Túnel de policarbonato transparente, 100 mm de comprimento × 50 mm de diâmetro interno. Autoclavável e reutilizável. Usado para procedimentos de transferência de animais com baixo estresse. |
| Nestlets (Irradiados) | Suprimentos de Laboratório | IRR | Quadrados de nidificação de algodão compactado (~5 cm × 5 cm, ~2,5 g cada). Gama-irradiados. Fornecidos como enriquecimento constante; um por gaiola. |
| Luvas de Nitrila, Sem Pó | Kimberly-Clark | KC500 | Luvas de exame de nitrila sem pó, roxas. Usadas durante todos os procedimentos de contato com animais. |
| Esponja de Gaze Não Tecida | Pivetal | 21295040 | Esponja de gaze não tecida não estéril, 4 camadas, 4 pol × 4 pol (10,16 cm × 10,16 cm). Usada como material de enriquecimento. |
| Toalha de Papel | Tork (Essity) | MB 540A | Toalha de mão multidobra branca. Usada como material de enriquecimento rotacionado. |
| Câmera de Smartphone | Apple | Sem número de catálogo | Câmera de smartphone iPhone. Usada para documentação semanal de pontuação de ninhos. |
| Sistema de Pletismogrfia de Corpo Inteiro | Data Sciences International | 10222C (2 locais); 770621 (4 locais) | Sistema de pletismogrfia de corpo inteiro FinePointe FP Series sem restrições para camundongos. Disponível em configurações de 2 e 4 locais. |