Evaluación de la Neurotoxicidad en Danio rerio Adulto mediante una Batería de Pruebas de Comportamiento en un Tanque Único

El pez cebra (Danio rerio) es una especie de vertebrado modelo popular para estudios de ecotoxicología, descubrimiento de fármacos y farmacología de seguridad. Su bajo costo, sus herramientas genéticas moleculares bien establecidas y la conservación de los procesos fisiológicos clave involucrados en la morfogénesis y el mantenimiento del sistema nervioso hacen del pez cebra un modelo animal ideal para la investigación en neurociencia, incluida la toxicología neuroconductual ^1,2. El principal criterio de valoración para evaluar la neurotoxicidad de una sustancia química era, hasta hace poco, la presencia de efectos neuropatológicos. Últimamente, sin embargo, los criterios de valoración conductuales se han incorporado a los protocolos de cribado neurotoxicológico, y estos resultados funcionales se utilizan ahora comúnmente para identificar y determinar la neurotoxicidad potencial de las sustancias químicas ^3,4. Además, los criterios de valoración conductuales son muy relevantes desde el punto de vista ecológico, ya que incluso un cambio de comportamiento muy leve en los peces podría poner en peligro la supervivencia del animal en condiciones naturales⁵.

Uno de los ensayos conductuales más utilizados en la investigación del pez cebra adulto es la nueva prueba de tanque (NTT), que mide el comportamiento similar a la ansiedad ^6,7. En este ensayo, los peces se exponen a la novedad (los peces se colocan en un tanque desconocido), a un estímulo aversivo leve y se observan sus respuestas conductuales. La NTT se utiliza para evaluar la actividad locomotora basal, la geotaxis, la congelación y los movimientos erráticos de los peces, principalmente. El 8 errático^se caracteriza por cambios bruscos de dirección (zigzagueo) y episodios repetidos de aceleraciones (dardos). Es una reacción de alarma y suele observarse antes o después de los episodios de congelación. El comportamiento de congelación corresponde a un cese completo de los movimientos del pez (excepto los movimientos operculares y oculares) mientras se encuentra en el fondo del tanque, a diferencia de la inmovilidad causada por la sedación, que causa hipolocomoción, acinesia y hundimiento⁸. La congelación suele estar relacionada con un alto estado de estrés y ansiedad y también forma parte de la conducta sumisa. Los comportamientos complejos son excelentes indicadores del estado de ansiedad de los animales. Se ha demostrado que la NTT es sensible a la manipulación farmacológica y genética⁹, lo que la convierte en una herramienta valiosa para estudiar las bases neurales de la ansiedad y los trastornos relacionados.

El pez cebra es una especie altamente social, por lo que podemos medir una amplia gama de comportamientos sociales. El test de cardúmenes (ST) y el test de preferencia social (SPT) son los ensayos más utilizados para evaluar el comportamiento social¹⁰. El ST mide la tendencia de los peces a agruparse¹¹ cuantificando su comportamiento espacial y patrones de movimiento. La TS es útil para estudiar la dinámica de grupo, el liderazgo, el aprendizaje social y la comprensión del comportamiento social de muchas especies de peces¹². El SPT en pez cebra adulto se adaptó de la preferencia de Crawley por la prueba de novedad social para ratones¹³ y rápidamente se convirtió en un ensayo de comportamiento popular para el estudio de la interacción social en esta especie modelo¹⁴. Estas dos pruebas también han sido adaptadas para su uso en ensayos de detección de drogas y se han mostrado prometedoras para la identificación de nuevos compuestos que modulan el comportamiento social^15,16.

En general, los ensayos conductuales en pez cebra adulto son herramientas poderosas que pueden proporcionar información valiosa sobre los mecanismos de comportamiento o los neurofenotipos de los compuestos activos y los fármacos de los que se abusa¹⁷. Este protocolo detalla cómo implementar estas herramientas conductuales⁷ con recursos materiales básicos y cómo aplicarlas en ensayos de toxicidad para caracterizar los efectos de una amplia gama de compuestos neuroactivos. Además, veremos que las mismas pruebas se pueden aplicar para evaluar los efectos neuroconductuales de la exposición aguda a un compuesto neuroactivo (metanfetamina) pero también para caracterizar estos efectos después de la exposición crónica a concentraciones ambientales de un plaguicida (glifosato).