Avaliação Comportamental da Função Visual via Resposta Optomotor e Função Cognitiva via Y-Maze em Ratos Diabéticos

Mais de 463 milhões de pessoas vivem com diabetes, tornando-se uma das maiores epidemias globais de ^doenças1. Uma das complicações graves decorrentes do diabetes é a retinopatia diabética (DR), uma das principais causas de cegueira para adultos americanos em idade de ^trabalho2. Nos próximos 30 anos, projeta-se que o percentual da população em risco de DR dobre, por isso é crucial encontrar novas formas de diagnosticar a DR em seus estágios iniciais para prevenir e mitigar o desenvolvimento da ^DR3. A DR tem sido convencionalmente considerada uma doença ^{vascular4,5,6}. No entanto, agora com evidência de disfunção neuronal e apoptose na retina que precede a patologia vascular, a DR é definida como ter componentes neuronais e vasculares4,5,6,7,8,9. Uma maneira de diagnosticar a DR seria examinar anormalidades neurais na retina, um tecido que pode ser mais vulnerável ao estresse oxidativo e à tensão metabólica do diabetes do que outros tecidos ^neurais10.

Declínios na função cognitiva e motora também ocorrem com diabetes e são frequentemente correlacionados com alterações na retina. Indivíduos mais velhos com diabetes tipo II retratam pior desempenho cognitivo básico e apresentam declínio cognitivo mais exacerbado do que os participantes de ^controle11. Além disso, a retina foi estabelecida como uma extensão do sistema nervoso central e patologias podem se manifestar na ^retina12. Clinicamente, a relação entre retina e cérebro tem sido estudada no contexto do Alzheimer e outras doenças, mas não é comumente explorada com diabetes12,13,14,15,16. Alterações no cérebro e na retina durante a progressão do diabetes podem ser exploradas usando modelos animais, incluindo o rato STZ (um modelo de diabetes tipo I no qual a toxina, estreptozotocina ou STZ, é usada para danificar células beta pancreáticas) e o rato Goto-Kakizaki (um modelo poligênico de diabetes tipo II no qual os animais desenvolvem hiperglicemia espontaneamente por volta das 3 semanas de idade). Neste protocolo, é fornecida uma descrição para o labirinto Y e a resposta optomotor para avaliar alterações cognitivas e visuais em roedores diabéticos, respectivamente. A resposta optomotor (OMR) avalia a frequência espacial (semelhante à acuidade visual) e a sensibilidade ao contraste, monitorando movimentos característicos de rastreamento reflexivo da cabeça para medir limiares visuais para cada ^olho17. A frequência espacial refere-se à espessura ou fineza das barras, e a sensibilidade ao contraste refere-se à quantidade de contraste entre as barras e o fundo (Figura 1E). Enquanto isso, o labirinto Y testa a memória espacial de curto prazo e a função exploratória, observada através de alternâncias espontâneas e entradas através dos braços do labirinto.

Ambos os testes podem ser realizados em animais acordados e não anestesiados e têm a vantagem de capitalizar as respostas inatas dos animais, o que significa que eles não necessitam de treinamento. Ambos são relativamente sensíveis, pois podem ser usados para detectar déficits no início da progressão do diabetes em roedores, e confiáveis, na forma de produzir resultados que se correlacionam com outros testes visuais, retinais ou comportamentais. Além disso, o uso do OMR e do labirinto Y em conjunto com testes como eletroretinograma e tomografia de coerência óptica pode fornecer informações sobre quando alterações retina, estrutural e cognitiva se desenvolvem em relação umas às outras em modelos de doenças. Essas investigações podem ser úteis na identificação de degenerações neurais que ocorrem devido ao diabetes. Em última análise, isso poderia levar a novos métodos de diagnóstico que efetivamente identificam a DR em estágios iniciais de progressão.

Os sistemas OMR e Y-maze usados para desenvolver este protocolo estão descritos na Tabela de Materiais. Pesquisas anteriores sobre o OMR, por Prusky et ^al.18, e o labirinto Y, de Maurice et ^al.19, foram usados como ponto de partida para desenvolver este protocolo.