Estresse crônico muda comportamento de escolha relacionado ao esforço em uma tarefa de barreira y-maze em camundongos

Transtornos de humor como depressão e ansiedade são altamente prevalentes na sociedade atual. Décadas de trabalho tem buscado continuamente tratamentos aprimorados e modelos de roedores relevantes para estudar esses transtornos complexos¹. O estresse crônico é um fator contribuinte para transtornos de humor como a depressão². Portanto, paradigmas crônicos de estresse, como o estresse de derrota social crônica (SDS) e a administração crônica de corticosterona (CORT) foram desenvolvidos em camundongos do sexo masculino e agora são amplamente utilizados para avaliar os efeitos neurobiológicos e comportamentais da exposição crônica ao estresse. Os testes comportamentais mais utilizados para avaliar os efeitos do estresse crônico incluem tarefas associadas ao comportamento de evasão, como labirinto elevado, campo aberto e alimentação suprimida por novidades, ou com eficácia antidepressivo, como teste de natação forçado. No entanto, esses comportamentos em roedores sem dúvida carecem de rosto e, mais importante, validade preditiva e relevância translacional para transtornos humanos como a depressão.

Um paradigma de estresse crônico popular, o estresse leve imprevisível crônico (CUMS), tem sido validado extensivamente usando comportamentos como a preferência de sacarose³. CUMS reduz a preferência por uma solução de sacarose de 1% em comparação com a água e é historicamente interpretado como comportamento relacionado à anedonia^4,,5. No entanto, essa redução na preferência por sacarose não é observada em humanos com transtorno depressivo maior^6,7. Além disso, a preferência por sacarose não permite o estudo da motivação de recompensa esforçada.

Recentemente, algumas pesquisas mudaram o foco para outros comportamentos associados à motivação e recompensa^8,9. Essas tarefas têm um valor translacional promissor porque avaliações de comportamento relativamente semelhantes podem ser realizadas em humanos e roedores. Aqui, descrevemos os paradigmas CORT e SDS e seus efeitos em uma tarefa comportamental de barreira y-maze que mede a motivação para exercer esforços para recompensa. Em seguida, discutimos um novo paradigma de estresse crônico que desenvolvemos, o estresse crônico de derrota social não discriminatória (CNSDS), que é eficaz tanto em camundongos masculinos quanto femininos.

A administração crônica de corticosterona (CORT) é um paradigma projetado para imitar o estresse crônico sem exposições reais de estresse. Ativação do eixo hipotálamo-pituitário-adrenal por estresse resulta na liberação endógena do cortisol esteroide adrenal em humanos^10,,11,12 e corticosterona em camundongos^13,14. A entrega de corticosterona através da água potável de camundongos machos adultos por pelo menos 4 semanas resulta em respostas comportamentais mal adaptativas em tarefas de evasão, como campo aberto, labirinto mais elevado e alimentação suprimida de novidade^{10,11,,12,,13,,14,,15,,16}. Curiosamente, o CORT também afeta o processamento de recompensas em tarefas instrumentais^16,,17,18,19. O paradigma CORT descrito aqui produz uma concentração sêmua consistente abaixo de 100 ng/mL CORT, que é mais de cinco vezes menor do que a produzida por um estressor agudo, como o nado forçado¹⁵. Portanto, é improvável que a administração crônica de CORT cause hipercortisolemia. Embora o CORT crônico só seja eficaz em camundongos machos^20,recentemente demonstramos que ele produz uma mudança robusta na resposta esforçada na tarefa de barreira^{y-maze 21}. Para nosso conhecimento, este foi um dos primeiros estudos a examinar os efeitos do estresse crônico em um comportamento de escolha relacionado ao esforço em camundongos machos²¹. Um estudo anterior demonstrou pela primeira vez o impacto do estresse de contenção aguda na tomada de decisões baseadas em esforços em ratos²². Em comportamentos de escolha relacionados ao esforço, um animal opta por exercer esforços para uma recompensa de alto valor ou aceitar uma recompensa de menor valor que esteja mais livremente disponível. Em humanos, o esforço-gasto para a tarefa de recompensas (EEfRT), é um jogo de computador desenvolvido para ser análogo a tarefas de escolha relacionadas ao esforço em camundongos²³. A depressão resulta em respostas mal adaptativas no EEfRT (menor probabilidade de escolher tarefas difíceis para recompensas de alto valor). Portanto, as tarefas de escolha relacionadas ao esforço em roedores são particularmente interessantes devido à sua relevância translacional.

O estresse de derrota social crônica (SDS) é um dos modelos de estresse pré-clínico mais utilizados em camundongos machos. É um protocolo de 10 dias onde grandes e agressivos criadores aposentados CD-1 machos atacam ratos experimentais, tipicamente C57BL/6J, em 5 min sessões diárias²⁴. Isso produz um fenótipo comportamental mal adaptável robusto em um subconjunto de camundongos experimentais. Um teste de interação social é usado para estratificar camundongos em populações resilientes ou suscetíveis ao estresse de derrota, e vários estudos têm usado essa característica única da SDS para sondar os mecanismos de circuito molecular e neural subjacentes à dependência e suscetibilidade do estresse. Aqui descrevemos os detalhes do paradigma CORT e sua implementação para a tarefa comportamental da barreira do labirinto Y. Também discutimos os efeitos da SDS na tarefa de barreira do labirinto Y. A tarefa da barreira do labirinto Y é baseada na tarefa de barreira do labirinto T, que é usada principalmente em ratos para medir a motivação para gastar esforços para recompensas altas ou baixas presentes nos dois braços do labirinto^8,,9,,25. Esta tarefa também foi implementada para estudar a resposta esforçada em camundongos administrados antagonistas de cafeína ou dopamina em camundongos²⁶. Os roedores podem gastar maior esforço escalando barreiras de altura progressivamente crescente em um braço do labirinto por um valor de recompensa mais alto, tipicamente 4 pelotas de recompensa, ou gastar significativamente menos esforço no outro braço do labirinto para receber apenas 2 pelotas de recompensa⁹. Paradigmas de derrota social de 10 dias produzem um fenótipo mal adaptável robusto em camundongos suscetíveis que dura aproximadamente 30 dias, por isso modificamos a tarefa de barreira do labirinto Y para treinar e testar animais mais rapidamente, a fim de completar todos os experimentos dentro deste prazo de 30 dias²⁴. Portanto, aqui também detalhamos um protocolo de tarefa comportamental da barreira y-maze contendo sessões de treinamento condensadas e sessões de teste de barreira única para medir a motivação para gastar esforços de recompensa em camundongos crônicos expostos ao estresse.

Infelizmente, tanto a corticosterona crônica quanto o estresse de derrota social crônica foram desenvolvidos em camundongos machos e são menos eficazes em camundongos fêmeas. Isso é altamente problemático, pois as mulheres são mais propensas do que os homens a serem diagnosticadas com transtornos de humor, como a^{depressão 1}. Adaptações inteligentes às SDS permitiram o uso em camundongos femininos, mas exigem cirurgias difíceis ou coleta de urina tediosa^26,27. Recentemente, descrevemos uma simples modificação no paradigma da SDS, chamado estresse crônico de derrota social não discriminatória (CNSDS). O CNSDS permite a estratificação suscetível e resiliente de camundongos experimentais masculinos e femininos²⁸. Tanto camundongos suscetíveis femininos quanto machos expostos ao CNSDS mostram maior evasão de braços abertos em labirinto de mais elevados e do centro em campo aberto e apresentam maior latência para comer em alimentação suprimida por novidades. O CNSDS também é mais eficiente do que outras modificações na SDS, pois ambos os sexos são combinados em sessões de derrota. Isso resulta em um aumento do rendimento de camundongos experimentais sem um aumento associado no tempo e esforço necessário para completar o protocolo. Portanto, concluímos este manuscrito com uma apresentação aprofundada deste paradigma de estresse crônico recentemente desenvolvido.