Enfoques conductuales para estudiar el estrés innato en el pez cebra

Las respuestas de estrés son estados fisiológicos y conductuales alterados resultantes de estímulos potencialmente dañinos o aversivos. Las respuestas al estrés se conservan en todo el reino animal, y son fundamentales para la supervivencia de un organismo¹. Décadas de investigación han ampliado en gran medida nuestro conocimiento de algunos de los mecanismos genéticos y neuronales subyacentes Estados de estrés. En la actualidad, las áreas del cerebro, como la amígdala y el estriado², y los factores genéticos como la hormona liberadora de corticotropina (CRH) y los receptores glucocorticoides (gr) y mineralocorticoides ( Mr) se han estudiado extensamente^3,4,5,6. A pesar de estos hallazgos críticos, todavía se desconoce mucho sobre la regulación genética y neuronal del estrés. Como tal, muchos trastornos relacionados con el estrés sufren de una falta de terapias.

Los organismos modelo genéticamente modificables proporcionan una herramienta útil en el estudio del control genético y neuronal del comportamiento. Los modelos de peces, en particular, son extremadamente poderosos: son pequeños organismos con tiempos de generación corta, su uso en un entorno de laboratorio es Facile, sus genomas son fácilmente modificados, y, como vertebrados, comparten no sólo genética, sino también neuroanatómico homología con sus homólogos^demamífero^7,8. Los ensayos estándar para medir el estrés se pueden emparejar con las líneas de pez cebra que albergan mutaciones genéticas, o aquellas en las que es posible manipular subconjuntos neuronales precisos, y los efectos de genes individuales o neuronas definidas pueden evaluarse de forma rápida y eficiente.

El comportamiento, las respuestas de estrés se pueden caracterizar en el pescado como períodos de hiper-actividad o períodos prolongados de inactividad (similar a ‘ congelación ‘)⁹, reducción de la exploración¹⁰, respiración rápida, reducción de la ingesta de alimentos¹¹, y un lugar-preferencia para el fondo de un tanque¹². Por ejemplo, cuando se coloca en un tanque desconocido, pez cebra adulto y otros modelos de peces pequeños muestran una preferencia inicial para la mitad inferior del tanque, sin embargo, con el tiempo, los peces comienzan a explorar las mitades superior e inferior con la frecuencia casi igual¹². El tratamiento de los adultos con fármacos conocidos para reducir la ansiedad causa que los peces exploren inmediatamente la mitad superior^10,13. Por el contrario, los fármacos que aumentan la ansiedad causan que los peces muestren una fuerte preferencia por la mitad inferior del tanque^12,14,15. Por lo tanto, la exploración reducida y la preferencia por la mitad inferior del tanque son indicadores simples y confiables de estrés.

Como la mayoría de los vertebrados, las respuestas de estrés en los peces son impulsadas por la activación del eje hipotalámico-pituitario-inter-renal (HPI; análogo al eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal [hPa] en mamíferos)^14,16. Las neuronas hipotalámicas que expresan la hormona liberadora de corticotropina hormonal (CRH) la señal a la hipófisis, que a su vez libera la hormona liberadora adrenocorticotropa (ACTH). ACTH entonces señala a la glándula Interrenal para producir y secretar cortisol, que tiene una serie de objetivos descendentes¹⁶, uno de ellos siendo retroalimentación negativa de las neuronas hipotalámicas que producen CRH^{3,17, 18,19}.

Aquí describimos un método para evaluar las medidas conductuales del estrés innato. Para el comportamiento, detallamos los protocolos usando la nueva prueba de buceo de tanque^12,14. A continuación, demostramos, como ejemplo, que un fármaco ansiolítico conocido, la buspirona, reduce las medidas conductuales del estrés.