Cirurgia estereotástrica para implante de matrizes de microeletrodos no Marmoset comum (Callithrix jacchus)

Os saguis comuns (Callithrix jacchus) estão ganhando o reconhecimento como um organismo modelo importante em muitos campos da pesquisa, incluindo a neurociência. Estes primatas do novo mundo representam um importante modelo animal complementar para os roedores e outros primatas não humanos (NHPs), como o macaque rhesus. Como roedores, estes animais são pequenos, fáceis de manipular, e relativamente econômicos para cuidar e raça^{1,2,3,4, em}comparação com nhps maior. Além disso, estes animais têm uma propensão para geminação e alta fecundidade em relação a outros nhps^1,2,3. Outra vantagem que o marmoset tem sobre muitos outros primatas é que as modernas ferramentas de biologia molecular^3,4,5,6,7 e um genoma seqüenciado^{2 ,3,4,5,8} foram usados para modificá-los geneticamente. Ambos os animais Knock-in usando Lentivirus⁵, e knock-out animais usando nucleases de zinco-dedo (ZFNs) e transcrição ativador-como nucleases EFETORAS (Talens)⁷, produziram animais fundadores viáveis.

Uma vantagem em relação aos roedores é que os saguões, como primatas, são filogeneticamente mais próximos dos humanos^{3,5,6,9,10,11.} Como os seres humanos, os saguis são animais diurnos que dependem de um sistema visual altamente desenvolvido para orientar muito do seu comportamento¹⁰. Além disso, os saguis exibem complexidade comportamental, incluindo uma ampla gama de comportamentos sociais, como o uso de diferentes vocalizações³, permitindo que os pesquisadores endereçam questões não possíveis em outras espécies. De uma perspectiva neurocientífica, os saguis têm lissencefalia cérebros, ao contrário do mais comumente usado Rhesus macaque⁹. Além disso, os saguis têm um sistema nervoso central similar aos seres humanos, incluindo um córtex pré-frontal mais altamente desenvolvido⁹. Juntas, todas essas características posicionam os saguis como um modelo valioso para estudar a função cerebral na saúde e na doença.

Um método comum para estudar a função cerebral envolve a implantação de eletrodos em locais anatomicamente específicos por meio de neurocirurgia estereotaxica. Isso permite a gravação cronical da atividade neural em diferentes áreas-alvo em animais acordados e de comportamento livre^12,13. A neurocirurgia estereotómica é uma técnica indispensável usada em muitas linhas de pesquisa, pois permite direcionamento preciso de regiões neuroanatômicas. Comparado à literatura do macaque e do roedor, há poucos estudos publicados que descrevem a neurocirurgia Stereotaxic específica ao marmoset, e tendem a fornecer o detalhe escasso das etapas envolvidas na cirurgia. Além disso, aqueles com maior detalhe concentram-se principalmente nos procedimentos para a gravação de eletrofisiologia em animais de cabeça restrita^14,15,16,17.

A fim de facilitar a adoção mais ampla de saguis como modelo de organismo na pesquisa em neurociência, o presente método define etapas específicas necessárias para uma neurocirurgia estereotóica bem-sucedida nesta espécie. Além da implantação de matrizes de gravação, conforme detalhado no presente método, a mesma técnica pode ser adaptada para muitas outras extremidades experimentais, incluindo a implantação de eletrodos estimulantes para o tratamento de doenças¹⁸ ou condução causalmente comportamento do circuito¹⁹; implantação de cânulas guia para extração e quantificação de neurotransmissores²⁰, injeções de reagentes, incluindo aquelas para indução de modelos de doenças¹² ou para os estudos de traçado de circuitos¹⁵; ablação de regiões discretas do tecido²¹; implantação de optrodes para estudos optogenéticos²²; implantação de janelas ópticas para análise microscópica cortical²³; e implantação de matrizes eletrocorticográficas (ECoG)²⁴. Assim, o objetivo geral deste procedimento é delinear as etapas cirúrgicas envolvidas na implantação de matrizes de microeletrodos para gravações eletrofisiológicas crônicas em marmosets de comportamento livre.