O protocolo de estresse suave crônico imprevisível para induzir Anhedonia em ratos
24 de outubro de 2018
Aqui nós apresentamos o protocolo imprevisíveis stress leve crônica em ratos. Este protocolo induz um fenótipo de depressivo, como a longo prazo e permite avaliar a eficácia dos antidepressivos putativos em reverter os défices de depressiva como comportamentais e neuromolecular.
A principal vantagem dessa técnica é que ela traduz adequadamente as principais características neurobiológicas e comportamentais implicadas na patogênese, etiologia e tratamento da depressão. Esse método pode ajudar a responder a perguntas-chave na compreensão da fisiopatologia da ansiedade e da depressão e promover o desenvolvimento de novos tratamentos farmacológicos. A implicação dessa técnica se estende para a terapia da depressão, pois permite a triagem de potenciais antidepressivos, assemelhando-se ao curso prolongado de remissão evidente em pacientes humanos.
Comece enchendo gaiolas caseiras com serragem fresca, e adicione um pedaço de algodão de lã para enriquecimento. Abrigar animais na gaiola doméstica por um período de aclamação de uma semana, e manter um ciclo consistente de 12 horas de luz/escuridão. Permita o acesso ad libitum à comida de roedores e água.
Projete um regime de estresse de quatro semanas em que cada um dos sete estressores é utilizado uma vez por semana, em um dia diferente a cada semana. Após uma semana de aclamação, inicie a aplicação dos estressores nos camundongos de quatro semanas de idade na sala da UCMS. Para o primeiro estressor, coloque os ratos junto com seus homólogos da gaiola em uma gaiola vazia.
Encha a gaiola vazia com água mantida a 24 graus mais ou menos um Celsius a uma profundidade de um centímetro, e mantenha os ratos na gaiola molhada por quatro horas. Em seguida, transfira cada rato para uma gaiola de secagem individual separada com uma lâmpada de calor acima dele, uma almofada de aquecimento sob ele e a cama de papel toalha. Coloque um termômetro na gaiola transitória para verificar se a temperatura não ultrapassa 37 graus Celsius.
Mantenha cada rato na gaiola transitória até que esteja seco e pareça revigorado, e depois devolva os ratos para a gaiola doméstica com as mesmas contrapartes. Para serragem umedecida, a água pobre manteve-se a 24 graus mais ou menos Celsius na gaiola doméstica até que a serragem seja moderadamente umedecida. Depois de quatro horas, seque os ratos em gaiolas transitórias.
Em seguida, coloque os ratos com contrapartes de gaiola em uma gaiola estéril com serragem fresca. Para o próximo estressor, incline a gaiola a 45 graus contra a parede por quatro horas. Para Empty Cage, transfira todos os cinco ratos junto com seus colegas específicos da gaiola para uma gaiola vazia por quatro horas.
Para o quinto estressor, transfira ratos junto com seus homólogos específicos da gaiola doméstica para uma gaiola que foi alojada por um grupo diferente de ratos por um período de pelo menos três dias antes da aplicação do estressor. Mantenha os ratos na jaula desconhecida por quatro horas. Para o sexto estressor, coloque cada rato separadamente em um conterrº de rato limpo por quatro horas.
Depois disso, devolva ratos para a gaiola com as mesmas contrapartes. Para o último estressor, transfira ratos em sua gaiola doméstica com suas contrapartes específicas para a sala UCMS. Mantenha a luz acesa por 24 horas consecutivas.
Finalmente, após a aplicação do estressor, devolva as gaiolas do grupo UCMS da sala UCMS para a sala de habitação. Durante as quatro semanas de exposição ao estresse, mantenha o grupo ingênuo em suas gaiolas de casa localizadas na sala de alojamento. No dia seguinte à cessação do protocolo UCMS, inicie a administração de agentes farmacológicos terapêuticos putativos.
Após a fase de tratamento, remova cada rato da gaiola doméstica e coloque-o individualmente em uma gaiola cheia de serragem fresca e um pedaço de algodão para enriquecimento. Em seguida, prepare duas garrafas, uma com água destilada e outra com solução de 2%de sacarose. Pese as duas garrafas e coloque-as em ambas as extremidades da tampa da gaiola e coloque comida de roedor entre as duas garrafas para permitir aos ratos acesso a ratos ad libitum a soluções e alimentos por um período de 24, 48, 72 ou 144 horas.
Após 12 horas, ou uma vez por dia, se a duração do teste exceder 24 horas, pese as garrafas para estimar o consumo de cada garrafa e troque as posições dos bicos para contrabalançar a possibilidade de que os resultados tenham sido confundidos pela preferência de posição. Por fim, pese as garrafas todos os dias para estimar o consumo de cada garrafa. O grupo UCMS demonstrou menor preferência por sacarose em relação ao grupo ingênuo, sugerindo que o protocolo UCMS foi eficaz na indução da anedonia.
Além disso, o grupo UCMS demonstrou níveis de BDNF hipocampal reduzidos em comparação com o grupo ingênuo, sugerindo que o protocolo UCMS levou à diminuição dos níveis de BDNF hipocampal como evidente na depressão humana. Os resultados indicaram que o grupo salino ucms demonstrou uma diminuição significativa na preferência de sacarose em comparação com o grupo ingênuo salino, bem como em comparação com os grupos UCMS escitalopram e UCMS NHT, sugerindo que tanto o escitalopram quanto o NHT normalizaram a anedonia induzida pela UCMS. Além disso, o grupo salino UCMS demonstrou redução dos níveis de BDNF hipocampal em comparação com o grupo ingênuo de soro fisiológico, bem como em comparação com os grupos ucms escitalopram e ucms nht, sugerindo que tanto o escitalopram quanto o NHT normalizaram a redução induzida pelo UCMS nos níveis de BDNF no hipocampo.
Após este procedimento, outros métodos como teste de suspensão de cauda, teste de natação forçado e elevação do plus-maze podem ser realizados. Esses testes são usados para avaliar o desespero comportamental, bem como exploratórios e ansiedade como comportamento.
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Visão Geral
Este artigo apresenta um protocolo detalhado para o método de estresse crônico imprevisível e leve (UCMS) em camundongos, um modelo pré-clínico desenvolvido para imitar a patogênese da depressão. O protocolo envolve expor camundongos adolescentes a uma série de estressores leves imprevisíveis, levando a fenótipos semelhantes à depressão na idade adulta. O método é validado por meio de avaliações comportamentais e neuromoleculares, incluindo o teste de preferência pela sacarose (SPT) para anedonia e a mensuração dos níveis hipocampais de BDNF.
Principais Componentes do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Farmacologia comportamental
- Pesquisa pré-clínica de depressão
Contexto
- A depressão é um transtorno prevalente e incapacitante com eficácia terapêutica limitada para muitos pacientes.
- Os modelos animais atuais para depressão frequentemente carecem de validade translacional.
- O modelo UCMS tem como objetivo replicar melhor a natureza crônica e multifatorial da depressão humana.
- Marcadores comportamentais e moleculares, como anedonia e níveis de BDNF, são fundamentais para avaliar estados semelhantes à depressão em roedores.
Objetivo do Estudo
- Fornecer um protocolo reprodutível para induzir comportamentos semelhantes à depressão em camundongos utilizando o CMSU.
- Permitir a triagem de compostos potencialmente antidepressivos em um modelo com alta relevância translacional.
- Avaliar desfechos comportamentais e neuromoleculares após estresse crônico e intervenção farmacológica.
Métodos Utilizados
- Adaptação de camundongos adolescentes em gaiolas padrão com enriquecimento ambiental e ciclos controlados de luz/escuridão.
- Aplicação de um regime de quatro semanas composto por sete estressores leves diferentes, cada um aplicado uma vez por semana em ordem aleatória (por exemplo, cama úmida, inclinação da gaiola, restrição, exposição a gaiola desconhecida, exposição prolongada à luz).
- Administração pós-estresse de agentes farmacológicos (por exemplo, escitalopram, NHT) para avaliar efeitos terapêuticos.
- Avaliação comportamental utilizando o teste de preferência pela sacarose (TPS) para medir anedonia, com testes adicionais como suspensão pela cauda, nado forçado e labirinto em cruz elevado para análises comportamentais complementares.
- Medição dos níveis de BDNF no hipocampo como marcador neuromolecular.
Principais Resultados
- Camundongos expostos ao UCMS exibiram preferência reduzida pela sacarose em comparação com controles ingênuos, indicando anedonia.
- O UCMS levou à diminuição dos níveis de BDNF no hipocampo, paralelamente aos achados na depressão humana.
- O tratamento crônico com escitalopram ou NHT reverteu a anedonia induzida pelo UCMS e normalizou os níveis de BDNF.
- O tratamento agudo não foi eficaz na reversão desses déficits, o que sustenta a validade do modelo para estudos de depressão crônica.
Conclusões
- O protocolo UCMS induz de forma confiável comportamentos semelhantes à depressão e alterações neurobiológicas em camundongos.
- Este modelo é adequado para triagem da eficácia de antidepressivos e para o estudo dos mecanismos subjacentes à depressão.
- O UCMS oferece maior relevância translacional em comparação com outros modelos de depressão em roedores.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
O protocolo de estresse leve crônico imprevisível (UCMS) modela a patogênese da depressão ao induzir anedonia e déficits comportamentais em camundongos adolescentes, oferecendo relevância translacional para a triagem de antidepressivos. Ele permite a avaliação de candidatos terapêuticos em desfechos comportamentais e neuromoleculares, apoiando a validação de alvos e a redução de riscos mecanicistas na descoberta pré-clínica. A capacidade do protocolo de reverter fenótipos com tratamento crônico — mas não agudo — aumenta a confiança preditiva para a translação clínica.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biofármacos
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Investiga hipóteses terapêuticas por meio da modelagem de fenótipos semelhantes à depressão mediante exposição prolongada ao estresse durante um período crítico de desenvolvimento.
- Valor Operacional: Oferece um sistema reprodutível para avaliar o engajamento de alvos por meio da preferência por sacarose e dos níveis de BDNF no hipocampo como biomarcadores translacionais.
- Valor Preditivo: Permite diferenciar efeitos antidepressivos agudos de crônicos, apoiando decisões de avançar ou não com base na modulação sustentada do alvo.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prontidão do Ensaio: Estabelece indicadores comportamentais e moleculares validados (preferência pela sacarose, BDNF) para triagem em alta escala de candidatos a antidepressivos.
- Saída Quantitativa: Fornece alterações mensuráveis e bidirecionais no consumo de sacarose e na expressão proteica, permitindo análises de resposta à dose e de engajamento do alvo.
- Reprodutibilidade da Triagem: Utiliza rotação padronizada de estressores e controles ambientais para garantir indução consistente do fenótipo entre coortes.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Relevância para a Doença: Reflete a patogênese da depressão humana ao induzir anedonia de longo prazo e alterações neuroquímicas que respondem ao tratamento crônico com antidepressivos.
- Continuidade Tradutiva: Permite a progressão da validação do alvo até os testes de eficácia pré-clínica, utilizando desfechos clinicamente relevantes, como a preferência por sacarose e a normalização do BDNF.
- Avanço com Ajuste de Risco: Facilita a redução de riscos mecanicistas ao confirmar a reversão tanto dos déficits comportamentais quanto moleculares, diminuindo avanços falsos-positivos.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O protocolo UCMS insere-se no continuum de descoberta, desde a validação do alvo até a identificação de compostos promissores e a avaliação da eficácia pré-clínica, permitindo a avaliação iterativa de candidatos a antidepressivos com base em fenótipos comportamentais e neuromoleculares.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses por meio da modelagem de neuroadaptações induzidas por estresse, relevantes para a etiologia da depressão e resposta ao tratamento.
- Triagem: Fornece resultados padronizados e quantificáveis (preferência por sacarose, BDNF) para avaliação confiável de compostos e progressão de acertos para líderes.
- Análises: Permite comparação estatística entre grupos tratados por meio de medições antes e após o estressor e reversão farmacológica, apoiando classificação objetiva de eficácia.
- Pesquisa Translacional: Conecta-se à validação pré-clínica ao demonstrar a reversão de fenótipos induzidos com exposição crônica a antidepressivos, alinhando-se aos paradigmas clínicos de tratamento.
- Reutilização Corporativa: Funciona como uma plataforma reutilizável para triagem de diversas séries químicas e classes de mecanismos em programas de descoberta de antidepressivos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aprimora a validação de alvos e a confiança preditiva ao modelar sintomas depressivos centrais e suas correlações moleculares.
- Valor Operacional: Garante reprodutibilidade por meio de protocolos padronizados de estressores e manejo controlado, reduzindo a variabilidade na triagem fenotípica.
- Valor Estratégico: Melhora a eficiência do capital ao permitir a identificação precoce de compostos com engajamento sustentado no alvo, reduzindo o risco de falhas em fases tardias.
- Impacto sobre o Portfólio: Apoia a priorização ajustada ao risco ao distinguir compostos que revertam tanto os déficits comportamentais quanto os moleculares daqueles com efeitos transitórios.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência em neurociência comportamental e na execução de protocolos de estresse para garantir a indução consistente do fenótipo.
- Depende de sistemas de controle ambiental para aplicação precisa dos estressores (por exemplo, temperatura da água, inclinação da gaiola, ciclos de luz).
- Necessita de padronização entre equipes envolvendo os setores de cuidados com animais, testes comportamentais e análises moleculares para resultados reprodutíveis.
- Envolve considerações de adaptação ao transferir o protocolo entre diferentes linhagens, idades ou instalações de criação de camundongos.
- Limitado pela duração de quatro semanas do protocolo e pela necessidade de administração crônica para observar reversão, o que impacta a capacidade de triagem.
