Modelagem do consumo de álcool em roedores usando o consumo de álcool em gaiola doméstica de escolha de duas garrafas e análise microestrutural

Este protocolo descreve um paradigma padrão de consumo em gaiola doméstica de acesso intermitente com duas garrafas para modelar o consumo voluntário de álcool em ratos. Além disso, fornece instruções passo a passo para aumentar o protocolo padrão com um sistema de detecção de lambedura DIY que permite a análise microestrutural do comportamento de beber. O consumo de duas garrafas em gaiolas domésticas é um paradigma pré-clínico amplamente utilizado para estudar o consumo de álcool em roedores.

Os animais estão dando acesso a dois bebedouros, um com água e outro com etanol. Pode ser facilmente implementado para medir o consumo voluntário de álcool de preferência sem equipamento ou análise especializada. A resolução dos dados de consumo adquiridos usando essa abordagem é limitada pela frequência com que o pesquisador mede o peso da garrafa.

Consequentemente, a abordagem padrão é incapaz de capturar padrões de consumo, que são conhecidos por afetar tanto o risco quanto a gravidade do transtorno de abuso de álcool. Nosso protocolo aborda a necessidade de aumentar a resolução de dados em modelos pré-clínicos, aumentando o paradigma padrão de escolha de duas garrafas com um sistema de licômetro caseiro de baixo custo. Os pesquisadores serão capazes de capturar facilmente várias medidas da microestrutura de consumo e obter estimativas precisas da ingestão de etanol com alta resolução temporal.

Este protocolo oferece aos pesquisadores a flexibilidade de usar garrafas padrão ou um aparelho equipado com lickômetro para medir o consumo de álcool, dependendo de suas necessidades experimentais. É importante ressaltar que a medição da microestrutura de consumo permite que os pesquisadores investiguem as diferenças individuais nos padrões de consumo e como os padrões de consumo mudam em resposta à intervenção experimental. Para começar, remova as tampas do filtro das gaiolas.

Às segundas, quartas e sextas-feiras, remova as garrafas de terça, quinta e sábado das tampas da gaiola. Pese e registre o peso inicial das garrafas de etanol e água para a sessão de bebida do dia. Para iniciar a sessão, coloque as garrafas de segunda, quarta e sexta-feira no topo da gaiola de cada rato com fita voltada para cima para evitar que o rato mastigue os rótulos das garrafas.

Às terças, quintas e sábados, remova as garrafas de segunda, quarta e sexta-feira de cada gaiola. Pese cada garrafa e registre o peso final da sessão de bebida anterior. Em seguida, meça o peso corporal de cada rato.

Coloque as garrafas de água de terça, quinta e sábado em cada topo da gaiola com fitas voltadas para cima para evitar que o rato mastigue os rótulos das garrafas. Para começar a construir a unidade de sensor A, cubra um cabo conector fêmea de dois pinos com tubo termorretrátil vermelho. Insira as extremidades dos fios vermelho e preto do cabo no pino 0 e no pino 1 na placa do sensor e solde-os no lugar.

Da mesma forma, solde mais cinco cabos com tubos termorretráteis de cores distintas. Para montar a unidade de sensor A, conecte a placa de sensor A a um ponto de extremidade de breakout de comunicação com um cabo de quatro pinos. Em seguida, conecte o endpoint à saída de 3 volts do deslocador de nível.

Encaixe a unidade do sensor A na caixa impressa em 3D e feche suavemente a parte superior. Depois de construir as unidades de sensor B e C de maneira semelhante, conecte todas as três unidades de sensor usando cabos ethernet para concluir a configuração do sensor. Para configurar a interface do microcontrolador, empilhe o registrador de dados modificado no microcontrolador.

Em seguida, empilhe a tela sensível ao toque modificada no registrador de dados. Insira o cartão microSD e o adaptador no registrador de dados. Conecte os fios jumper de quatro pinos e um fio de aterramento extra no microcontrolador.

Aloje a interface do microcontrolador totalmente montada dentro da caixa impressa em 3D com os fios jumper de quatro pinos e o fio de aterramento rosqueados na abertura na parte superior. Para instalar o sistema LIQ HDR nos componentes da gaiola, conecte o lickômetro e o painel de acrílico cortado a laser ao topo da gaiola usando dois conjuntos de parafusos e porcas. Em seguida, instale o bloqueador de sipper montado no topo da gaiola usando um conjunto de parafusos, garantindo que ambos os bloqueadores de sipper estejam alinhados corretamente com as aberturas do sipper.

Para usar o sistema LIQ HDR no viveiro, monte cada unidade de sensor nas prateleiras do viveiro. Organize e prenda todos os cabos conectores fêmea para evitar sobreposição ou flexão excessiva. Monte a interface do microcontrolador ao lado da unidade do sensor A e conecte seu conector no deslocador de nível conectado à unidade do sensor A.Use fita isolante para prender o fio terra extra às prateleiras de metal.

Conecte com segurança todos os cabos conectores do licômetro macho aos cabos conectores do sensor fêmea correspondentes. Conecte a fonte de alimentação para ligar a interface do microcontrolador. Para iniciar o procedimento de escolha de duas garrafas equipado com lickometer, use o sipper para cobrir as aberturas do sipper em todas as gaiolas.

Antes de gravar, selecione o lado experimental correto na página principal da GUI correspondente ao lado com a garrafa de etanol para aquele dia. Depois de instalar todas as garrafas de segunda, quarta e sexta-feira, toque em Iniciar na página principal para iniciar a calibração do sensor. Assim que a calibração for concluída, o sistema exibirá as contagens cumulativas de lambedas para cada garrafa na página de gravação.

Levante todos os bloqueadores de sipper acima dos topos da gaiola para permitir que os ratos acessem os sippers. Retorne cuidadosamente todas as tampas do filtro para as gaiolas. Toque em Atualizar na tela para atualizar a contagem de lambidas.

Às terças, quintas e sábados, toque em Salvar Sair para interromper a gravação e retornar à página principal da GUI. Para remover o cartão SD para transferência de dados, toque em Ejetar SD. Insira o cartão SD em um computador. Em seguida, faça uma cópia do arquivo de dados CSV com a data da sessão de gravação no computador.

Para se preparar para a próxima sessão de gravação, reinsira o cartão SD na interface e toque em Montar SD. A ingestão de etanol em ratos mostrou um padrão de escalada durante os primeiros dias de acesso à escolha de duas garrafas, seguido por um platô. Muitos ratos apresentaram consumo excessivo de etanol logo após o início da sessão de bebida. A preferência pelo etanol foi significativamente maior do que a água durante o consumo excessivo de álcool, mas muitas vezes permaneceu abaixo de 50% quando medida ao longo de 24 horas.

O número cumulativo de lambidas detectadas pelo sistema LIQ HDR correlacionou-se fortemente com a mudança nos pesos das garrafas de etanol e água ao longo de 24 horas. Os ratos consumiram mais etanol e água durante o ciclo escuro em comparação com o ciclo da luz, conforme descrito nos padrões de consumo em intervalos de 30 minutos. O comportamento de consumo excessivo de álcool concentrou-se nos primeiros cinco minutos da sessão de bebida, conforme indicado pela análise de dados de alta resolução.

As concentrações de etanol no sangue tomadas 15 minutos após o início da sessão correlacionaram-se bem com o número de lambidas detectadas, mesmo com baixos níveis de ingestão de etanol. A análise microestrutural do consumo revelou um número semelhante de lambidas e ataques de lambida entre ratos machos e fêmeas associados a um nível semelhante de ingestão de etanol.