Le test de natation forcée comme un modèle de type dépressif Comportement

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Yankelevitch-Yahav, R., Franko, M., Huly, A., Doron, R. The Forced Swim Test as a Model of Depressive-like Behavior. J. Vis. Exp. (97), e52587, doi:10.3791/52587 (2015).

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Abstract

Introduction

La dépression est un trouble psychiatrique vie en danger et un problème majeur de santé publique dans le monde entier avec une incidence de 5% et une prévalence de durée de vie de 15 à 20%. En outre, il est estimé que d'ici 2020, la dépression sera dans les trois principaux contributeurs à la charge de morbidité de 1,2. La dépression est associée à une invalidité, une diminution de la qualité de vie, l'augmentation des coûts liés à la santé et est considéré comme un facteur de risque principal pour de nombreuses maladies, y compris cardiovasculaires, métaboliques et les troubles neuropsychiatriques 3,4 .Current traitements pharmaco-thérapeutique ont une efficacité limitée et sont associées à de nombreux effets secondaires délétères 5,6. Par conséquent, une meilleure compréhension de la physiopathologie de cette maladie aux côtés avec le développement de traitements innovants et améliorés reste cruciale. Par conséquent, des modèles animaux sont essentiels pour faire avancer la recherche dans ce domaine.

Il existe de nombreux modèles utilisés pour l'étude de ce trouble (<em> par exemple test de préférence le saccharose, le test de suspension caudale) avec le test de natation forcée (FST, également connu comme le test de Porsolt après le développeur de ce modèle 7,8) étant l'un des tests les plus couramment utilisés 7,9-12.

Au cours de la FST un animal est placé dans un récipient rempli d'eau à partir de laquelle il ne peut échapper. L'animal va d'abord essayer de se échapper mais finira par présenter l'immobilité (c.-à-flottant avec l'absence de tout mouvement à l'exception de celles qui sont nécessaires pour garder le nez hors de l'eau). Le Tribunal est un modèle très populaire dans la recherche animale pour un certain nombre de raisons. Tout d'abord, il implique l'exposition des animaux à un stress, qui a été montré comme ayant un rôle dans la tendance de la dépression majeure 12-14. De plus la dépression est souvent perçue comme un manque de capacité à gérer le stress 15-17. Deuxièmement, le traitement pharmacologique des antidépresseurs avant le test a été montré pour réduire l'immobilité dans la FST <sup> 18-23. Par conséquent, il est souvent utilisé comme un test de criblage pour des composés nouveaux ayant des propriétés antidépressives potentiels 15-17,24. Anhédonie 15-17,24 En outre, le TSF a été montré à part quelques-uns des facteurs qui sont influencés ou modifiés par la dépression chez l'homme, tels que les changements dans la consommation alimentaire, troubles du sommeil et la drogue retrait induite. Ce est aussi la raison pour laquelle ce test est parfois utilisé pour évaluer le comportement dépressif comme chez les souris mutantes, avec une augmentation ou une diminution de l'immobilité de base (par rapport à des souris «de type sauvage») 25,26.

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Protocol

REMARQUE: Tous les protocoles expérimentaux ont été approuvées par le Comité international pour les soins et l'utilisation des animaux en Israël. Tous les efforts ont été faits pour réduire le nombre d'animaux utilisés et leur souffrance.

1. Préparation pour le test de natation forcée

  1. Utilisez deux chambres adjacentes. Utilisez une pièce comme une «salle d'attente» pour tenir les animaux avant tests de comportement, et l'autre pour la réalisation de la procédure.
  2. Préparer des récipients cylindriques en verre transparentes (la seule restriction pour le nombre de conteneurs est l'espace disponible) mesurant 50 cm de hauteur et un diamètre de 20 cm.
    NOTE: Il est possible d'exécuter simultanément plusieurs animaux dans la même pièce. Si oui, séparer les conteneurs d'un autre à l'aide d'un écran noir pour que les animaux ne verront pas l'autre durant la procédure.
  3. Préparer caméra (s) vidéo devant des récipients de sorte que chaque caméra perçoit un ou plusieurs récipients de manière à wpermettre aux malades l'observation claire du comportement des animaux plus tard tout en regardant les images.
  4. Préparer cages de séchage propres, des lampes chauffantes et coussins chauffants pour les animaux qui ont terminé la procédure pour éviter l'hypothermie. Assurez-vous que le fond de la cage a un papier buvard et le changer quand il est mouillé. Ne placez pas les cages dans la salle d'examen.
    NOTE: Assurez-vous de ne pas mélanger des animaux de différentes cages à domicile alors qu'ils restent dans les cages de séchage transitoires.

2. manipulation des animaux avant examen

  1. Animaux Maison dans une chambre avec un cycle de 12 heures de lumière / obscurité.
  2. Pendant les jours de la procédure expérimentale donner les animaux l'accès libre à la nourriture et de l'eau, à l'exception du temps spécifique passé dans la salle de la procédure.
  3. Lors de l'utilisation des rats, la manipulation des animaux pendant environ 2 minutes par jour, 5 jours avant le début de la procédure expérimentale.

3. Procédure de formation

LeOn procède différemment pour les rats et les souris.

NOTE: Pour les souris et les rats, observer les animaux pendant qu'ils sont dans l'eau en tout temps. Dans le cas d'un animal apparaît dans la détresse grave (par exemple très fatigué, ne peut pas rester float) enlever l'animal de l'eau et de l'exclure de l'expérience.

  1. Pour les souris - Il ya une session de 6 minutes de long, divisé en pré-test (les 2 premières minutes) et test (le 4 dernières minutes).
    1. Pour que les souris de se acclimater à l'environnement de test, le transport des animaux dans leur cage d'origine au moins 30 min avant l'essai de comportement à la salle d'attente.
    2. Remplir les cylindres avec de l'eau du robinet à 25 ° C et régler la profondeur de l'eau selon la 'taille de la souris, de sorte qu'il ne peut pas toucher le fond du récipient avec ses pattes de derrière.
    3. Marquez le cylindre avec le nombre d'animaux dans le but de l'identification de l'animal plus tard tout en regardant les images.
    4. Allumer le caméscope / s et ensuite placer chaque souris dans le conteneur de cylindre rempli d'eau pendant 6 minutes.
    5. Après six minutes se sont écoulées, éteignez l'appareil photo / s, retirez la souris du récipient et le placer dans la cage de séchage transitoire avec la lampe de chaleur au-dessus et le pad de chaleur en dessous. La souris doit être étroitement surveillée en permanence et tout en récupérant dans cette cage. A cet effet, il est possible de placer un thermomètre au niveau des souris pour se assurer que la température dans la cage ne dépasse pas 37 ° C. Aussi, placer la cage de telle sorte que tombe pas tous sous la lampe ou sur le pavé; cela permet à la souris pour déplacer à un endroit plus frais, si désiré.
    6. Changez l'eau après chaque session pour éviter toute influence sur la prochaine souris.
  2. Pour les rats - Il ya deux sessions, 24 heures d'intervalle. La première session est la phase de pré-test (15 min) et la deuxième session est l'étape de test (5 min).
    1. Pour que les rats se acclimater à laenvironnement d'essai, le transport des animaux dans leurs cages au moins 30 minutes avant l'essai de comportement à la salle d'attente.
    2. Remplir les cylindres avec de l'eau du robinet à 23 ± 1 ° C et régler la profondeur de l'eau selon la taille du rat, de sorte qu'il ne peut pas toucher le fond du récipient avec ses pattes de derrière.
    3. Marquez le cylindre avec le nombre d'animaux dans le but de l'identification de l'animal plus tard tout en regardant les images.
    4. Placer chaque rat dans le conteneur de cylindre rempli d'eau pendant 15 min.
    5. Après 15 minutes se sont écoulées retirer le rat à partir du récipient et le placer dans la cage de séchage transitoire avec la lampe de la chaleur au-dessus et le tampon de chaleur en dessous. Le rat doit être étroitement surveillée en permanence et tout en récupérant dans cette cage. A cet effet, il est possible de placer un thermomètre au niveau du rat pour se assurer que la température dans la cage ne dépasse pas 37 ° C. Aussi, placer la cage de telle sorte que pas tous, il falls sous la lampe ou sur le pavé; ce qui permet au rat pour se déplacer à un endroit plus frais, si désiré.
    6. Changez l'eau après chaque session pour éviter toute influence sur le prochain rat.
      NOTE: Ce est la fin de la phase pré-test.
    7. Vingt-quatre heures plus tard, pour que les rats se acclimater à l'environnement de test, le transport des animaux dans leur cage d'origine au moins 30 min avant l'essai de comportement à la salle d'attente.
    8. Remplir les cylindres avec de l'eau du robinet à 23 ± 1 ° C et régler la profondeur de l'eau selon la taille du rat, de sorte qu'il ne peut pas toucher le fond du récipient avec ses pattes de derrière.
    9. Marquez le cylindre avec le nombre d'animaux dans le but de l'identification de l'animal plus tard tout en regardant les images.
    10. Tournez sur la caméra vidéo / s, puis placez le rat dans le conteneur de cylindre rempli d'eau pendant 5 min. Assurez-vous que chaque rat est testé dans le même conteneur et la position dans la salle que le jour précédent. Après 5 min se sont écoulés allumer l'appareil photo / s, retirez le rat du récipient et le placer dans la cage de séchage transitoire avec la lampe de chaleur au-dessus et le pad de chaleur en dessous. Le rat doit être étroitement surveillée en permanence et tout en récupérant dans cette cage. A cet effet, il est possible de placer un thermomètre au niveau du rat pour se assurer que la température dans la cage ne dépasse pas 37 ° C. Aussi, placer la cage de telle sorte que tombe pas tous sous la lampe ou sur le pavé; ce qui permet au rat pour se déplacer à un endroit plus frais, si désiré.
    11. Changez l'eau après chaque session pour éviter toute influence sur le prochain rat.
      NOTE: Ce est la fin de la phase de test.

4. Le codage comportemental

Pour les souris, coder le 4 dernières minutes défini comme la phase de test. Pour les rats, coder le 5 min de la phase de test.

  1. Code de la durée du temps passé comme «Immobile» si la souris est flottantavec l'absence de tout mouvement à l'exception de celles qui sont nécessaires pour maintenir le nez au-dessus de l'eau.
  2. Code de la durée du temps passé comme «Luttant / escalade" si les mouvements rapides des membres antérieurs sont observés tels que les pattes avant briser la surface de l'eau.
  3. Code de la durée du temps passé comme "piscine" Si le mouvement des membres antérieurs ou postérieurs membres d'une manière pataugeoire est observée.
    NOTE: Il est possible d'utiliser un autre moyen de coder ces comportements, ce qui inclut une méthode de temps à l'échantillonnage. Évaluez la piscine, luttant ou d'immobilité que la fréquence des épisodes à intervalles de 5 secondes tout au long de la session de test.

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Representative Results

Les résultats suivants sont fondés sur des données non publiées de notre laboratoire. Dans cette expérience, les souris femelles adultes ICR ont été testés après trois semaines de traitement avec l'inhibiteur de la recapture de la sérotonine (ISRS) escitalopram ou nouveau traitement anti-dépressive et anti-anxiété à base de plantes (NHT) (pour plus d'informations concernant le traitement à base de plantes, voir 12 , 27,28). L'analyse de variance a révélé que le traitement réduit le comportement dépressif comme dans le FST [F (2,58) = 4,88, p <0,05]. Analyse unilatérale Dunnet a révélé que le traitement par escitalopram ou l'NHT réduit comportement dépressif comme dans le FST (voir Fig. 1A pour les comparaisons post hoc). Le traitement a également augmenté le comportement se débattant dans la FST [F (2,58) = 4,36, p <0,05]. Unilatérale analyse Dunnet a révélé que le traitement par escitalopram augmenté luttant comportement dans la FST (voir Figure 1B pour les comparaisons post hoc). Le traitement n'a eu aucun effet sur la natation behavior [F (2,58) = 2,89, p> 0,05, figure 1C].

Figure 1
Figure 1A: Les résultats représentatifs des effets de la NHT et le traitement de l'escitalopram (3 semaines) sur les temps d'immobilité dans le FST (N: NHT = 19, l'escitalopram = 19, contrôle = 21). * P <0,05, ** p <0,005.

Figure 2
Figure 1B: Les résultats représentatifs des effets de la NHT et le traitement de l'escitalopram (3 semaines) sur luttant temps dans la FST. (N: NHT = 19, l'escitalopram = 19, contrôle = 21) * p <0,05, ** p <0,005 .

Figure 3
Figure 1C: ReprRésultats esentative des effets de la NHT et le traitement de l'escitalopram (3 semaines) sur la natation de temps dans la FST (N: NHT = 19, l'escitalopram = 19, contrôle = 21).

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Discussion

Le TSF est utilisé pour surveiller le comportement dépressif-like et est basé sur l'hypothèse que l'immobilité reflète une mesure de désespoir comportemental 3. Les principaux avantages de ce procédé réside dans son fonctionnement relativement simple et des résultats rapides. En outre, sa sensibilité à un large éventail de médicaments antidépresseurs qui en fait un test de dépistage approprié est l'une des caractéristiques les plus importantes menant à sa validité prédictive élevée 29. Surtout, ce test peut également différencier les médicaments qui ne visent pas pour le traitement de la dépression comme les benzodiazépines, qui ont été montrés à posséder des effets anti-anxiété 3,30. Un autre exemple de la valeur de la FST dans l'étude de la dépression, ce qui contribue également à la validité de son visage, ce est le fait que les modèles de la prédisposition à la dépression ont été trouvées pour influencer le comportement de l'immobilité. Par exemple, son utilisation comme marqueur de comportement de type dépressif dans la recherche génétique. Les modèles animaux génétiquesde la dépression ont été avec succès l'élevage de rongeurs sur la base de leur immobilité dans la FST 32, ce qui suggère que l'immobilité est déterminée par un trait héréditaire, bien que certaines souches ont montré innée haute immobilité dans la FST 33,34. En outre, il est important de mentionner que les modèles génétiques qui ne sont pas fondées sur la performance dans le FST ont également été trouvés pour réussir dans la fourniture de modèles valables pour étudier le comportement dépressif comme 35,36. En plus de la recherche génétique, le comportement de l'immobilité dans le FST a été montré pour être influencé dans plusieurs modèles animaux qui sont liés à une prédisposition à la dépression, tels que l'exposition précoce à souligner 37,38, le diabète clinique 39,40 et le retrait du médicament aiguë 41.

Malgré son attrait, des réserves quant à sa validité de construction qui mettent en doute qu'il soit un modèle pour la dépression ont également été soulevées. Par exemple, la question de l'augm chroniqueentation est problématique dans ce test parce que dans la vraie vie les patients doivent être traités pendant au moins plusieurs semaines avant qu'ils ne subissent pas de soulagement de leurs symptômes 42-44. Cela soulève la question de savoir si l'immobilité dans le FST et la part de la dépression les mêmes changements adaptatifs à long terme dans les circuits neuronaux qui sous-tendent les effets des antidépresseurs chez les humains. Cela dit, il est important de mentionner que plusieurs études récentes ont montré des effets des antidépresseurs dans ce test suivant un traitement chronique à des doses beaucoup plus faibles que celles qui sont nécessaires pour induire des effets après l'augmentation aiguë 24,45. Une autre question très discutée est la signification précise du comportement de l'immobilité comme une mesure qui reflète les symptômes de la dépression 18,25. Il est important de noter que l'immobilité dans ces tests semble être le résultat d'une incapacité ou réticence à maintenir l'effort plutôt qu'une hypoactivité généralisée. Cela revêt une importance particulière en raison du fait queles patients souffrant de dépression présentent des troubles psychomoteurs, en particulier dans les tests nécessitant la durée de l'effort 46. Les comportements actifs dans ce modèle (ce est à dire du mal et la natation) pourrait potentiellement conduire à se échapper et à la suite diminuer le stress, alors que le comportement passif (ce est à dire d'immobilité) peut préserver l'énergie en attendant une évasion possible. Le choix de l'animal du comportement varie et dépend de nombreux facteurs (par exemple pré-exposition, l'état de l'énergie, traitement, etc.). ISRS ont montré de reporter la transition d'actif à des stratégies d'adaptation passives, tandis que les facteurs qui ont été trouvés associés à la dépression accélérer cette transition 18. En outre, quelques questions ont été soulevées concernant l'immobilité comme un processus appris, ce qui signifie que l'animal peut apprendre que la meilleure solution serait d'être passive et attendre d'être retirés de l'eau, ce qui a été décrit comme l'immobilité appris 47-49. Houtefois, on pourrait prétendre que ce point de vue conduit à une perspective anthropomorphique de ce modèle. En outre, corrélation négative entre plus immobilité durée et les hormones de stress n'a pas été trouvé 50,51. En outre, les ISRS ont été trouvés pour réduire l'immobilité dans une session de test unique suite à l'administration chronique chez le rat 52 ou même après l'administration aiguë chez la souris 29 suggérant que ce qui concerne les ISRS appris l'immobilité ne semble pas jouer un rôle.

Une autre notion importante est le rôle des comportements actifs au cours de la FST. Bien que l'immobilité est le comportement qui est habituellement présenté dans les articles, les deux autres mesures ont également été montré pour être significative. Plus précisément, les antidépresseurs qui augmentent la neurotransmission sérotoninergique ont conduit à de plus longues durées de natation alors que ceux qui ont été trouvés pour augmenter la neurotransmission catacholaminergic conduit à des durées plus 18 difficulté. Cela peut nous aider à differentiate les mécanismes neurochimiques qui sous-tendent ce comportement dans différentes expériences. Ceci a été observé principalement chez les rats 53 à 56 et peut être la cause de résultats que dans notre exposition aux ISRS escitalopram a entraîné l'augmentation de la luttant mais pas le comportement de nage.

En outre, en raison du fait que certains antidépresseurs sont connus pour réduire l'activité locomotrice 18 et aussi que des médicaments comme stimulants psychomoteurs ont été trouvés pour réduire l'immobilité dans la FST 18,20,31, mais ne sont pas efficaces pour traiter la dépression, il est recommandé de préforme tests d'activité locomotrice en plus de la FST pour exclure que le niveau d'activité de base ne est pas le facteur déterminant dans ce modèle. En outre, en raison agressive de la FST, il est important de prendre en compte les influences possibles qu'il pourrait avoir sur la structure / fonction cerveau si les analyses du cerveau doivent être menées à la suite de cette procédure. Aussi, quand un certain nombre de préformage Behavessais ioral, si les autres paradigmes ne sont pas considérés stressant, il est recommandé que la TVF sera le dernier test qui est effectué.

Enfin, si dans le passé le score dans cette procédure a été soumis à la possibilité de partialité par l'expérimentateur, il devient de plus en plus courant d'utiliser le logiciel désigné qui élimine cet inconvénient 12,57,58.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Computer Dell Intel® Core™ i3-2120 cpu @ 3.30 GHz, 4 GB ram
Camera VIDO AU-CB422 B/W CCD CAMERA 
http://www.vido-europe.com/products_detail.asp?id=33&pcategory=2
Coding software Biobserve FST Analysis
http://www.biobserve.com/products/fst/index.html
Heating lamp Ikea AA-19025-3 ESPRESSIVIO 400.504.46 - 20W G4 Bulb 
http://www.ikea.com/ms/en_US/customer_service/assembly/E/E00050467.pdf
Heating pillow Sachs EF-188B 38*38cm Heating pillow
http://www.sachs.co.il/eng/lego_tree.php?instance_id=21&actions=show&id=
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