Name: Avaliação da Neurotoxicidade em Danio rerio Adulto utilizando uma Bateria de Testes Comportamentais em um Único Tanque (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-11-03T12:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 36 s
Description: Aprenda a avaliar neurotoxicidade em Danio rerio adulto usando uma bateria de testes comportamentais em tanque único. Este método padronizado investiga efeitos de poluentes ambientais e drogas no comportamento de ansiedade e socialização dos peixes.

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Este trabalho foi apoiado pela "Agencia Estatal de Investigación" do Ministério da Ciência e Inovação da Espanha (projeto PID2020-113371RB-C21), IDAEA-CSIC, Centro de Excelência Severo Ochoa (CEX2018-000794-S). Juliette Bedrossiantz foi apoiada por uma bolsa de doutoramento (PRE2018-083513) co-financiada pelo Governo espanhol e pelo Fundo Social Europeu (FSE).

Bateria de Testes Comportamentais para Avaliação de Efeitos Neurotóxicos em Peixe-Zebra Adulto

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Os autores declaram que a pesquisa foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

Comportamentos característicos de ansiedade observados nas NTT têm sido positivamente correlacionados com os níveis de serotonina analisados em cérebros21. Por exemplo, após a exposição à paraclorofenilalanina (PCPA), um inibidor da biossíntese de 5-HT, os peixes exibiram geotáxis positivos, bem como diminuição dos níveis cerebrais de 5-HT22, resultados muito semelhantes aos obtidos com a metanfetamina. Portanto, a diminuição nos níveis de serotonina cerebral e a exibição d...

O peixe-zebra (Danio rerio) é uma espécie de vertebrado modelo popular para estudos de ecotoxicologia, descoberta de drogas e farmacologia de segurança. Seu baixo custo, ferramentas genéticas moleculares bem estabelecidas e conservação dos principais processos fisiológicos envolvidos na morfogênese e manutenção do sistema nervoso fazem do peixe-zebra um modelo animal ideal para pesquisas em neurociências, incluindo toxicologianeurocomportamental1,2. O principal desfecho para avaliar a neurotoxicidade de um produto químico era, até recentemente, a presença de efeitos neuropatológicos. Ultimamente, no entanto, desfechos comportamentais têm sido incorporados em protocolos de triagem neurotoxicológica, e esses desfechos funcionais são agora comumente usados para identificar e determinar a potencial neurotoxicidade de substâncias químicas 3,4. Além disso, os desfechos comportamentais são altamente relevantes do ponto de vista ecológico, pois mesmo uma mudança comportamental muito leve em peixes poderia colocar em risco a sobrevivência do animal em condições naturais5.
Um dos ensaios comportamentais mais utilizados na pesquisa do peixe-zebra adulto é o novel tank test (NTT), que mede o comportamento semelhante à ansiedade 6,7. Neste ensaio, os peixes são expostos à novidade (os peixes são colocados em um tanque desconhecido), a um estímulo aversivo leve e suas respostas comportamentais são observadas. O NTT é utilizado para avaliar principalmente a atividade locomotora basal, geotaxis, congelamento e movimentos erráticos de peixes. A errática8 é caracterizada por mudanças bruscas de direção (ziguezagueamento) e episódios repetidos de acelerações (ousadia). É uma reação de alarme e geralmente é observada antes ou depois de episódios de congelamento. O comportamento de congelamento corresponde à cessação completa dos movimentos dos peixes (exceto os movimentos operculares e oculares) no fundo do tanque, diferentemente da imobilidade causada pela sedação, que causa hipolocomoção, acinesia e afundamento8. O congelamento geralmente está relacionado a um alto estado de estresse e ansiedade e também faz parte do comportamento submisso. Comportamentos complexos são excelentes indicadores do estado de ansiedade dos animais. As NTT têm se mostrado sensíveis à manipulação farmacológica e genética9, tornando-se uma ferramenta valiosa para o estudo das bases neurais da ansiedade e transtornos relacionados.
O peixe-zebra é uma espécie altamente social, por isso podemos medir uma ampla gama de comportamentos sociais. O teste de cardume (TS) e o teste de preferência social (TCP) são os ensaios mais utilizados para avaliar o comportamento social10. O TS mede a tendência dos peixes aagruparem-se 11 quantificando seu comportamento espacial e padrões de movimento. O TS é útil para estudar dinâmicas de grupo, liderança, aprendizagem social e compreensão do comportamento social de muitas espécies de peixes12. O TCP em zebrafish adultos foi adaptado do teste de preferência de Crawley por novidade social para camundongos13 e rapidamente se tornou um ensaio comportamental popular para o estudo da interação social nesta espécie modelo14. Esses dois testes também foram adaptados para uso em ensaios de triagem de drogas e têm se mostrado promissores na identificação de novos compostos que modulam o comportamento social15,16.
Em geral, ensaios comportamentais em peixes-zebra adultos são ferramentas poderosas que podem fornecer informações valiosas sobre os mecanismos comportamentais ou os neurofenótipos de compostos ativos e drogas abusadas17. Este protocolo detalha como implementaressas ferramentas comportamentais7 com recursos materiais básicos e como aplicá-las em ensaios de toxicidade para caracterizar os efeitos de uma ampla gama de compostos neuroativos. Além disso, veremos que os mesmos testes podem ser aplicados para avaliar os efeitos neurocomportamentais da exposição aguda a um composto neuroativo (metanfetamina), mas também para caracterizar esses efeitos após exposição crônica a concentrações ambientais de um pesticida (glifosato).

<table><tbody><tr><td>Forma de cubo de aquário</td><td>Blau Aquaristic</td><td>7782025</td><td>Cubic Panoramic 10 &nbsp;( 10 L, 20 cm x 20 cm x 25 cm, 5 mm)</td></tr><tr><td>Software Ethovision</td><td>Noldus</td><td>Ethovision XT</td><td>Versão 12.0 ou mais recente</td></tr><tr><td>Câmera GigE</td> Sistemas de <td>Desenvolvimento</td><td>de Imagem UI-5240CP-NIR-GL</td><td></td></tr><tr><td>GraphPad Prism 9.02</td><td>Software GraphPad Inc</td><td>GraphPad Prism 9.02</td><td>&nbsp; Para Windows</td></tr><tr><td>IDS camera manager</td><td>Imaging Development Systems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Iluminação de luz de fundo LED</td><td>Quirumed</td><td>GP-G2</td><td></td></tr><tr><td>SPSS Software</td><td>IBM</td><td>IBM SPSS v26</td><td></td></tr><tr><td>uEye Cockpit software&nbsp;</td><td>Imaging Development Systems</td><td>versão 4.90</td><td></td></tr></tbody></table>

avaliação da neurotoxicidade em danio rerio adulto utilizando uma bateria de testes comportamentais em um Único tanque

Neurotoxicity Assessment in Adult Danio rerio using a Battery of Behavioral Tests in a Single Tank

A presença de efeitos neuropatológicos provou ser, por muitos anos, o principal desfecho para avaliar a neurotoxicidade de uma substância química. No entanto, nos últimos 50 anos, os efeitos de produtos químicos sobre o comportamento de espécies-modelo têm sido ativamente investigados. Progressivamente, desfechos comportamentais foram incorporados em protocolos de triagem neurotoxicológica, e esses desfechos funcionais são agora rotineiramente usados para identificar e determinar a potencial neurotoxicidade de produtos químicos. Ensaios comportamentais em peixes-zebra adultos fornecem um meio padronizado e confiável para estudar uma ampla gama de comportamentos, incluindo ansiedade, interação social, aprendizagem, memória e dependência. Ensaios comportamentais em peixes-zebra adultos normalmente envolvem colocar os peixes em uma arena experimental e registrar e analisar seu comportamento usando software de rastreamento de vídeo. Os peixes podem ser expostos a vários estímulos, e seu comportamento pode ser quantificado usando uma variedade de métricas. O novo teste do tanque é um dos testes mais aceitos e amplamente utilizados para estudar o comportamento semelhante à ansiedade em peixes. Os testes de cardume e preferência social são úteis no estudo do comportamento social do peixe-zebra. Este ensaio é particularmente interessante uma vez que o comportamento de todo o cardume é estudado. Estes ensaios têm se mostrado altamente reprodutíveis e sensíveis a manipulações farmacológicas e genéticas, tornando-os ferramentas valiosas para o estudo dos circuitos neurais e mecanismos moleculares subjacentes ao comportamento. Adicionalmente, estes ensaios podem ser utilizados na triagem de fármacos para identificar compostos que possam ser potenciais moduladores do comportamento.
Mostraremos neste trabalho como aplicar ferramentas comportamentais em neurotoxicologia de peixes, analisando o efeito da metanfetamina, uma droga recreativa, e do glifosato, um poluente ambiental. Os resultados demonstram a significativa contribuição dos ensaios comportamentais em peixes-zebra adultos para a compreensão dos efeitos neurotoxicológicos de poluentes ambientais e drogas, além de fornecer informações sobre os mecanismos moleculares que podem alterar a função neuronal.

Nesta seção, veremos algumas possíveis aplicações dessas ferramentas comportamentais na neurotoxicologia de peixes. Os resultados a seguir correspondem à caracterização dos efeitos agudos ou compulsivos da metanfetamina (METH), uma droga recreativa, e dos efeitos subcrônicos do glifosato, um dos principais herbicidas encontrados em ecossistemas aquáticos.
Caracterização de um modelo de neurotoxicidade da compulsão por metanfetamina em zebrafish adulto Ao avaliar o efeito de...

Aqui, apresentamos uma bateria de teste comportamental abrangente, incluindo o novo tanque, Shoaling e testes de preferência social, para determinar efetivamente os potenciais efeitos neurotóxicos de produtos químicos (por exemplo, metanfetamina e glifosato) em peixes-zebra adultos usando um único tanque. Este método é relevante para neurotoxicidade e pesquisa ambiental.

Avaliação da Neurotoxicidade em Danio rerio Adulto utilizando uma Bateria de Testes Comportamentais em um Único Tanque

The presence of neuropathological effects proved to be, for many years, the main endpoint for assessing the neurotoxicity of a chemical substance. ...

Nossa pesquisa principal visa identificar os efeitos comportamentais induzidos por poluentes ambientais e drogas em peixes. Também tentando entender os mecanismos que levam a esses efeitos. Um comportamento social e ansioso não pode ser convenientemente abordado usando embriões.Realizamos estudos visando esses comportamentos no modelo adulto de Zebrafish. Este protocolo detalha como implementar ferramentas comportamentais com recursos materiais básicos para facilitar a reprodutibilidade dos testes e harmonizar os resultados obtidos na comunidade científica. Os ensaios apresentados neste protocolo mostraram-se altamente reprodutíveis e sensíveis a manipulações genéticas e farmacológicas, tornando-os ferramentas variáveis e não invasivas que favorecem os mecanismos neurais e moleculares subjacentes ao comportamento.Uma vez identificado um esforço comportamental, a parte mais desafiadora é determinar os modos específicos de ação que levam aos esforços observativos. Começando pelo evento de iniciação molecular, onde as previsões podem fornecer algumas pistas sobre o evento de iniciação molecular, ainda estamos longe de obter previsões precisas. Atualmente estamos interessados em determinar a validade de fase dos modelos químicos da doença de Parkinson desenvolvidos em peixes-zebra embrionários e adultos usando MPTP e rotenona com o mesmo, a cinemática do movimento de marcha ou durante um movimento explosivo como a resposta acústica de escape evocado, será avaliado.

neurotoxicity-assessment-adult-danio-rerio-using-battery-behavioral

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Aqui, apresentamos um protocolo para examinar larval zebrafish e cabeção peixinho locomotoras atividades e respostas photomotor (PMR), usando um software de rastreamento automatizado. Quando incorporado em comum os bioensaios de toxicologia, análises destes comportamentos fornecem uma ferramenta de diagnóstico para examinar a bioatividade química. Este protocolo é descrito usando a cafeína, um modelo neurostimulant.

Protocolo experimental pela análise de perfis de resposta comportamental em peixes Larval: aplicação para a Neuro-estimulantes cafeína

Uma bateria de testes comportamentais abrangente das habilidades motoras, humor — incluindo a interação social, depressão e ansiedade — e cognição destina-se a avaliação repetida das alterações comportamentais relacionadas à neurodegeneração em camundongos.

Uma bateria de testes comportamentais para a avaliação repetida das habilidades motoras, humor e cognição em ratos

Um protocolo experimental detalhado é apresentado neste artigo para avaliação da toxicidade neurocomportamental de poluentes ambientais utilizando um modelo de larvas de zebrafish, incluindo o processo de exposição e testes para indicadores neurocomportamentais.

Estudando efeitos neurocomportamentais de poluentes ambientais em larvas de zebrafish

Descrevemos o fluxo de trabalho e a análise de dados de um sistema de triagem para avaliar a toxicidade de compostos químicos com base na resposta de sobressalto de vibração de embriões de peixe-zebra. O sistema registra os movimentos de embriões de peixe-zebra após exposição a um estímulo vibratório e permite uma avaliação integrada da toxicidade/letalidade geral e toxicidade neuromuscular.

Avaliando a toxicidade de produtos químicos usando um sistema de triagem de resposta de sobressalto de vibração de peixe-zebra

O protocolo apresenta um método de alto rendimento e custo-benefício para avaliar a neurotoxicidade na mosca-da-fruta por meio da quantificação da disfunção locomotora como alternativa aos modelos tradicionais de mamíferos. Tem como objetivo avaliar os efeitos neurotóxicos de compostos farmacêuticos, agentes ambientais ou modificações genéticas usando um modelo sensível, reprodutível e eticamente favorável.

Análise comportamental da disfunção locomotora em Drosophila melanogaster como leitura de neurotoxicidade

Esse protocolo estabelece um paradigma de fenotipagem comportamental em larvas de peixe-zebra tratadas com MPTP para avaliar déficits motores e não motores, semelhantes à doença de Parkinson.

Perfilamento fenotípico de fenótipos comportamentais semelhantes ao parkinsoniano induzidos por MPTP em larvas de peixe-zebra com base em experimento comportamental

Nós desenvolvemos dois métodos para estudar os efeitos de pistas visuais no comportamento, na ausência de pistas táteis e químicos. Um método envolve respostas filmagem de crustáceo em paredes reflexivo em um aquário, o outro examina os efeitos visuais de insumos fornecidos por um crustáceo vivo atrás de uma divisória transparente.

Gravação de respostas comportamentais à Reflexão em Crayfish

Responder por sinais de alimentos ou drogas emparelhados aumenta ao longo de um período de abstinência e esta pode estar relacionada com uma susceptibilidade aumentada a comportamentos recaída. Aqui detalhamos um procedimento para avaliar este "incubação de desejo" em ratos que têm auto-administrado de sacarose.

Um método geral para a avaliação de Incubação de Craving Sacarose em Ratos

Este resumo descreve um novo método para avaliar o desenvolvimento de neurotoxicidade em pacientes que receberam tratamento de quimioterapia. Enquanto os métodos de avaliação convencionais são limitados em sua capacidade de detectar precocemente alterações em função dos nervos, as técnicas de excitabilidade nervosa fornecer a identificação precoce de pacientes em risco de neurotoxicidade grave e insights sobre a fisiopatologia.

Avaliação do nervo Excitabilidade em induzida por quimioterapia Neurotoxicidade

Transporte retrógrado de corante fluorescente rotula uma sub-população de neurónios baseado em projecção anatómica. Axônios rotulados pode ser alvo...

Labeling fluorescentes retrógrada Permite alvejado Extracelular Gravação Single-unidade dos neurônios identificados<em&gt; In vivo</em

Aprenda a avaliar neurotoxicidade em Danio rerio adulto usando uma bateria de testes comportamentais em tanque único. Este método padronizado investiga efeitos de poluentes ambientais e drogas no comportamento de ansiedade e socialização dos peixes.

Avaliação da Neurotoxicidade em Danio rerio Adulto utilizando uma Bateria de Testes Comportamentais em um Único Tanque

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