6 de junho de 2025
Este artigo detalha o projeto, a montagem e o protocolo para um sistema de alimentação automatizado, juntamente com uma modificação alternativa de tampa e gaiola que pode ser implementada em gaiolas de roedores padrão com modificações mínimas para experimentos de fotometria optogenética ou de fibra amarrada. O sistema de alimentação oferece uma ferramenta econômica para alimentação cronometrada e/ou restrição calórica.
Estamos interessados em modelar paradigmas de dieta e insegurança alimentar em camundongos. Nossa pesquisa visa titular o suprimento calórico para induzir a perda de peso sustentada. Nosso objetivo é entender como o cérebro responde a vários graus de perda de peso para influenciar a fisiologia reprodutiva e os comportamentos sociais. O jejum agudo é suficiente para ativar a sinalização da fome no cérebro. Nós e outros mostramos recentemente que a sinalização da fome não apenas induz a busca de alimentos, mas também induz outros comportamentos adaptativos que promovem a sobrevivência durante a fome. Nosso laboratório trabalhou para entender como a fome pode influenciar a fisiologia reprodutiva e os comportamentos sociais por meio de neurônios específicos, circuitos no cérebro. Seguindo em frente, queríamos estabelecer um meio melhor de restrição calórica que representasse melhor os padrões de dieta ou modelos de problemas de insegurança alimentar.
Nosso sistema de alimentação modular é barato, prontamente disponível e adaptável a gaiolas padrão usadas em viveiros. Também é vantajoso porque fornece uma configuração de gaiola doméstica para experimentos de fotometria de fibra, optogenética e amarrada. Nosso sistema de alimentação fornece um meio de alinhar a entrega de alimentos e distribuir as cotas de alimentos nos intervalos desejados. É muito comum que os protocolos de restrição calórica administrem alimentos uma vez por dia, o que faz um trabalho ruim em imitar dietas humanas ou insegurança alimentar.
[Narrador] Para começar, usando uma ferramenta rotativa com um disco de corte de 1,5 polegadas, corte um quadrado de 20 x 25 milímetros na tampa da gaiola do microisolador. Posicione a abertura a 2.75 centímetros da borda da tampa e certifique-se de que esteja centralizada acima da gradinha. Usando uma impressora 3D, imprima um suporte para acoplar o alimentador automático na tampa da gaiola. Encaixe o suporte no orifício criado. Em seguida, deslize o alimentador automático no suporte seguro. Para experimentos cronometrados, defina os tempos de alimentação primeiro. Certifique-se de que o alimentador automático esteja totalmente carregado. Em seguida, pressione e segure o botão Configurações até que a configuração da hora na tela comece a piscar. Em seguida, use as setas para cima e para baixo para selecionar o primeiro período de alimentação programado desejado e defina o número de alocações para esse ponto de tempo. Carregue as câmaras de alimentação automática com as cotas de alimentos desejadas, garantindo que cada câmara não contenha mais de 1.5 gramas de ração padrão para roedores. Rotule uma câmara com fita adesiva ou tinta para monitorar a rotação da câmara e confirmar a entrega de alimentos. Para modificar o sistema de gaiola para animais amarrados, corte a laser uma peça de acrílico transparente de três milímetros de espessura. O inserto é projetado com abas que se encaixam no topo da gaiola e possui uma fenda central para passagem do cabo de conexão. O orifício de 20x25 milímetros é para o suporte do alimentador automático e 20 orifícios de ventilação permitem a circulação de ar. Usando uma chave de fenda ou ferramenta de cunha, retire a tampa superior perfurada da tampa do microisolador padrão. Solte cuidadosamente as abas das ranhuras das abas e remova a inserção perfurada e o papel de filtro. Usando uma ferramenta rotativa com um disco de corte de 1,5 polegadas, remova a grade de suporte da nervura interna sob a parte superior perfurada e o papel de filtro. Após o corte, use uma lima para alisar as bordas cortadas. Em seguida, encaixe a inserção da placa de acrílico de substituição na parte superior da gaiola. Comece deslizando as abas da placa nas ranhuras da aba ao longo das bordas curtas, seguidas por uma das bordas longas. Pressione suavemente até que a placa se encaixe no lugar. Para modificar a gaiola para uma garrafa de água externa, faça um orifício de 11 milímetros de diâmetro centralizado na borda curta da gaiola a 50 milímetros do chão. Em ambos os lados do orifício central, faça dois furos adicionais de seis milímetros de diâmetro. Agora, imprima em 3D um suporte externo para garrafa de água. Monte o suporte na parte inferior da gaiola usando parafusos de carro. Por fim, encaixe um tubo cônico de 50 mililitros com um conjunto de sipulador ou rolha no suporte externo.
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Este estudo apresenta um sistema automatizado de alimentação projetado para experimentos com roedores, com foco particular na alimentação em horários definidos e na restrição calórica. O objetivo é criar modelos melhores de paradigmas de dieta e insegurança alimentar, aprimorando nossa compreensão das respostas cerebrais a alterações calóricas sobre comportamentos reprodutivos e sociais.
O controle preciso da ingestão calórica e dos horários de alimentação em modelos de roedores é essencial para pesquisas translacionais sobre regulação metabólica, envelhecimento e neurociência comportamental. Este sistema automatizado de alimentação compatível com gaiolas domésticas permite estudos escalonáveis e reprodutíveis de alimentação restrita no tempo e restrição calórica, apoiando a redução de riscos mecanicistas e a confiança preditiva em fases iniciais de descoberta. Sua adaptabilidade para experimentos de optogenética e fotometria de fibra com cânulas fixas aumenta ainda mais seu valor para equipes multidisciplinares de P&D que investigam desfechos neurocomportamentais.
Este sistema se integra ao continuum de descoberta a pré-clínico ao permitir estudos orientados por hipóteses sobre restrição calórica, adaptação comportamental e regulação metabólica em modelos padrão de roedores.