Flypub estuda desinibição comportamental induzida pelo etanol e sensibilização
18 de maio de 2020
O ensaio Flypub mede os comportamentos que a mosca da fruta Drosophila melanogaster exibe sob a influência do etanol. O ensaio pode ser facilmente dominado por experimentadores em todos os níveis e aplicado a vários estímulos vaporizados, facilitando o abuso de substâncias e estudos de dependência.
O ensaio flypub mede comportamentos desinibidos sob a influência de álcool. Facilitando assim o estudo mecanicista do transtorno do uso de álcool. O álcool é uma das drogas mais prontamente disponíveis e amplamente abusadas no mundo.
O mecanismo neurobiológico subjacente ao transtorno do uso de álcool, no entanto, é incompletamente compreendido. A mosca-das-frutas, Drosophila melanogaster, tem sido amplamente usada para estudar os efeitos do etanol na euforia, locomoção, desinibição e sedação. Também é usado para estudar suas mudanças duradouras e duradouras no comportamento relevante para o vício, como tolerância, sensibilização e busca de etanol.
Muitos estudos em Drosophila e outros modelos animais focam nos efeitos de ativação locomotor do etanol. O efeito distinto do etanol é a desinibição comportamental. No entanto, seu estudo é um pouco sub-representado.
Para abordar esta questão-chave, desenvolvemos o ensaio Flypub para medir o comportamento desinibido sob a influência do etanol. Para montar a câmara Flypub, pegue uma garrafa redonda e corte sua porção inferior de uma marca de 25 mililitros com uma lâmina de barbear. Crie um buraco na marca de 50 mililitros usando um ferro de solda quente.
Este é o ponto de acesso onde as moscas serão introduzidas. Coloque uma malha redonda de 54 milímetros de diâmetro na marca de 75 milímetros e fixe-a usando cola quente. Posicione uma folha de plástico transparente de 70 milímetros de diâmetro na extremidade inferior aberta e fixe-a usando cola quente.
Para garantir que a bala de plástico esteja firmemente presa à parte inferior, pressione para baixo usando pesos. Colete moscas machos em um grupo de 33. Coloque-os na lateral de um frasco de comida.
Coloque-os em uma incubadora de 25 graus Celsius com pelo menos 50% de umidade relativa e uma luz de 12 horas, ciclo escuro de 12 horas por 2 dias antes da exposição ao etanol. Prepare a estação de ensaio Flypub ligando luzes, um computador e uma câmera para gravação de vídeo. Prepare seis bares para um conjunto de experimentos.
Rotulá-los com um número de um a seis. Introduza suavemente as moscas no pub usando um pequeno funil. Feche o bar usando uma fita.
Aclimate as moscas por 10 minutos. Durante a aclimatação, ajuste o foco da câmera e registre os últimos cinco minutos de aclimatação. Durante a aclimatação preparem almofadas de algodão para a entrega de etanol.
Corte uma almofada de algodão em quatro quadrantes iguais e, em seguida, corte os cantos para fazê-lo caber em uma placa de Petri. Adicione uma almofada de algodão a uma placa de Petri. Adicione um mililitro de 95% de etanol ao algodão.
Certifique-se de que a solução de etanol seja distribuída uniformemente em toda a área do bloco. Cubra rapidamente a placa de Petri com lenços de laboratório. Coloque cuidadosamente um etanol contendo placa de Petri sob cada pub.
Alinhe os bares no palco. Comece a gravar e inicie simultaneamente um temporizador. Registo até que as moscas parem de cortejar ou se mover.
Remova o etanol que contém placa de Petri quando mais de 90% das moscas estiverem sedadas. Transfira suavemente as moscas sedadas de volta para frascos de comida. Coloque-os de volta na incubadora.
Repita as etapas anteriores a cada 24 horas por seis dias consecutivos. Abra o vídeo usando um media player. Em seguida, marcar o número de homens envolvidos em atividades de namoro a cada 10 segundos.
As atividades de namoro para pontuação incluem extensão de asa unilateral: cadeia de namoro, círculo de namoro, dobra abdominal e montagem. São mostradas gravações representativas de comportamento de mosca. Durante a aclimatação onde os machos não mostram muita atividade.
Durante a primeira exposição onde os machos exibem namoro esporádico. E durante a sexta exposição onde os machos exibem atividade de namoro. Digite o número de machos exibindo namoro em um bloco de dez segundos.
Use o número máximo de machos cortejando em três blocos consecutivos de 10 segundos como um ponto de dados representativo. A média de 10 pontos de dados consecutivos com o maior valor representam o percentual de namoro entremale por pub. O tipo selvagem Canton-S apresenta atividades progressivamente aumentadas de namoro desinibido após repetida exposição ao etanol.
Isso representa sensibilização comportamental para o efeito de desinibição do etanol. Examinamos o papel da octopamina na sensibilização testando as moscas que não possuem tiramina beta-hidroxilase, T beta H, assim deficiente em octopamina. Como Canton-S, os mutantes T beta H mostraram respostas escaladas à exposição repetida ao etanol, mas em um nível reduzido.
Quando comparamos T beta H e Canton-S, observamos que os machos mutantes T beta H exibiam um namoro menos desinibido do que os machos de Cantão-S em cada exposição indicando que a octopamina pode ser importante para a sensibilização. Agora você pode configurar, conduzir e analisar comportamentos induzidos pelo etanol usando o ensaio flypub. Os pontos-chave a ter em mente incluem, um, a montagem adequada do pub.
Duas, entrega consistente de etanol, e três, pontuação comportamental precisa e imparcial. O ensaio flypub tem muitas vantagens. É simples, barato de configurar, e fácil de aprender.
Além disso, vários grupos de moscas podem ser avaliados simultaneamente, facilitando este estudo para identificar os efeitos das manipulações genéticas ou experimentais. O ensaio flypub é altamente atrativo para experimentadores em todos os níveis, incluindo ensino fundamental até o ensino médio, estudantes de graduação e pós-graduação, pós-doutores e professores. Em resumo, o ensaio flypub permitirá identificar jogadores moleculares, vias celulares, circuitos cerebrais e fatores de risco que contribuem para o transtorno do uso de álcool.
Visão Geral
O ensaio Flypub mede comportamentos desinibidos na mosca-das-frutas Drosophila melanogaster sob a influência do etanol. Este ensaio foi desenvolvido para facilitar o estudo do transtorno por uso de álcool e pode ser facilmente dominado por pesquisadores de todos os níveis.
Componentes Principais do Estudo
Área de Ciência
- Neurociência
- Biologia Comportamental
- Pesquisa sobre Transtorno por Uso de Álcool
Contexto
- O álcool é amplamente consumido de forma abusiva, embora seus mecanismos neurobiológicos ainda não sejam totalmente compreendidos.
- Drosophila melanogaster atua como organismo modelo para o estudo dos efeitos do etanol.
- O ensaio Flypub aborda especificamente a lacuna na pesquisa sobre a desinibição comportamental causada pelo etanol.
- Estudos anteriores concentraram-se principalmente nos efeitos locomotores, em vez da desinibição.
Objetivo do Estudo
- Desenvolver um método confiável para medir o comportamento desinibido em resposta ao etanol.
- Explorar o papel da octopamina na sensibilização comportamental relacionada à exposição ao álcool.
- Fornecer um ensaio simples e eficaz para que pesquisadores estudem os mecanismos da dependência.
Métodos Utilizados
- Montagem da câmara Flypub utilizando um frasco modificado.
- Preparação de machos de Drosophila para exposição ao etanol.
- Gravação em vídeo do comportamento dos insetos durante as atividades de corte.
- Quantificação dos comportamentos de corte para avaliar os efeitos de desinibição.
Resultados Principais
- As moscas selvagens do tipo Canton-S exibiram aumento do acasalamento desinibido com exposições repetidas ao etanol.
- Mutantes T beta H mostraram redução da desinibição em comparação com Canton-S, indicando o papel da octopamina.
- O ensaio permite o teste simultâneo de múltiplos grupos de moscas.
- A administração consistente de etanol e a pontuação precisa são cruciais para resultados confiáveis.
Conclusões
- O ensaio Flypub é uma ferramenta valiosa para estudar os efeitos do etanol sobre o comportamento.
- Ele pode ajudar a identificar mecanismos moleculares e celulares envolvidos no transtorno por uso de álcool.
- O ensaio é acessível a pesquisadores em diversos níveis educacionais.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
O ensaio Flypub aborda uma lacuna crítica na pesquisa sobre transtornos decorrentes do uso de álcool, concentrando-se na desinibição comportamental induzida pelo etanol, uma alteração adaptativa fundamental subjacente ao vício. Ao permitir a medição do aumento da corte desinibida em Drosophila melanogaster, o ensaio apoia a validação de alvos e a redução de riscos mecanicistas na fase inicial de descoberta. Sua simplicidade, escalabilidade e compatibilidade com ferramentas genéticas aumentam a confiança preditiva para a investigação de vias e circuitos nos mecanismos de dependência.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Avalia hipóteses terapêuticas mediante a medição de comportamento desinibido acentuado como indicador da sensibilização ao etanol.
- Valor Operacional: Permite a validação funcional de alvos genéticos, como componentes da via da octopamina, por meio de fenótipos com redução da desinibição.
- Valor Preditivo: Apoia a triagem de portfólios ao quantificar a sensibilização comportamental entre genótipos, auxiliando na priorização de alvos.
Desenvolvimento de Triagem e Ensaio
- Valor Científico: Prepara sistemas biológicos validados para triagem subsequente, estabelecendo respostas basais e de dessensibilização por desinibição.
- Valor Operacional: Padroniza a administração de etanol e a pontuação comportamental, garantindo reprodutibilidade entre conjuntos experimentais e laboratórios.
- Valor de Escalabilidade: Permite o teste simultâneo de múltiplos grupos de moscas, facilitando a avaliação paralela de manipulações genéticas ou farmacológicas.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Translacional: Conecta a sensibilização da desinibição em moscas a modelos mamíferos de dependência, apoiando a validação cruzada de espécies para alvos terapêuticos.
- Redução de Riscos Mecanísticos: Permite a análise dos participantes moleculares, vias celulares e circuitos cerebrais envolvidos nas alterações comportamentais induzidas pelo etanol.
- Continuidade Preditiva: Apoia decisões de avanço ajustadas ao risco ao vincular a modulação do alvo a fenótipos de desinibição em exposições repetidas.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O ensaio Flypub insere-se no continuum de descoberta, desde a testagem de hipóteses sobre alvos até a identificação de compostos promissores, especialmente para alvos relacionados à dependência que afetam a regulação comportamental.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses sobre genes e vias envolvidos na resposta ao etanol, como a tiramina beta-hidroxilase e a sinalização da octopamina.
- Triagem: Oferece prontidão para ensaios por meio de câmaras padronizadas, preparação consistente de etanol e pontuação quantificável do cortejo a cada 10 segundos.
- Análises: Gera medidas quantitativas de variáveis dependentes — porcentagem de cortejo entre machos por período — permitindo comparações entre condições e genótipos.
- Pesquisa Translacional: Conecta a sensibilização da dessinibição com relevância pré-clínica, modelando respostas acentuadas semelhantes a comportamentos associados ao vício.
- Reutilização Empresarial: Funciona como uma plataforma reutilizável para avaliar modificadores genéticos, farmacológicos ou ambientais da resposta ao etanol em diferentes projetos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva na validação de alvos ao reduzir a ambiguidade mecanicista em torno da sensibilização por desinibição.
- Valor Operacional: Melhora a reprodutibilidade por meio da padronização da montagem da câmara, entrega de etanol e pontuação comportamental cega.
- Valor Estratégico: Aprimora decisões de prosseguir/interromper ao fornecer fenótipos quantitativos baseados em escalonamento que refletem neuroadaptações relevantes para dependência.
- Impacto no Portfólio: Permite a priorização ajustada ao risco de alvos com base em sua influência sobre as trajetórias de sensibilização comportamental.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência no manuseio de Drosophila, observação de comportamento e pontuação baseada em vídeo.
- Depende de instrumentação para a administração de etanol, gravação em vídeo e controle ambiental (25°C, 50% de umidade, ciclo de 12 horas de luz/escuridão).
- Necessita padronização entre equipes dos critérios de cortejo e intervalos de pontuação para garantir a comparabilidade dos dados.
- Envolve considerações de adaptação ao estender o ensaio para medir outros comportamentos induzidos por etanol além da desinibição do cortejo.
- Inclui limitações práticas, como viés do avaliador e variabilidade na motivação das moscas, atenuadas pelo uso do cortejo máximo em blocos consecutivos de tempo.
