La litière et la nidification limitées comme modèle d’adversité au début de la vie chez les souris
Summary
Ce protocole décrit un modèle animal pour étudier comment l’adversité au début de la vie, provoquée par un environnement appauvri et des soins maternels imprévisibles pendant la période postnatale précoce, affecte le développement du cerveau et le risque futur de troubles mentaux.
Abstract
L’adversité au début de la vie, comme la maltraitance, la négligence, le manque de ressources et un environnement familial imprévisible, est un facteur de risque connu de développer des troubles neuropsychiatriques tels que la dépression. Des modèles animaux pour l’ELA ont été utilisés pour étudier l’impact du stress chronique sur le développement du cerveau, et reposent généralement sur la manipulation de la qualité et/ou de la quantité des soins maternels, car il s’agit de la principale source d’expériences précoces chez les mammifères, y compris les humains. Ici, un protocole détaillé pour l’utilisation du modèle de litière et de nidification limitées (LBN) chez la souris est fourni. Ce modèle imite un environnement à faibles ressources, qui provoque des modèles fragmentés et imprévisibles de soins maternels pendant une fenêtre de développement critique (jours postnatals 2 à 9) en limitant la quantité de matériaux de nidification donnés au barrage pour construire un nid pour ses petits et en séparant les souris de la litière via une plate-forme en filet dans la cage. Des données représentatives sont fournies pour illustrer les changements dans le comportement maternel, ainsi que la diminution du poids des petits et les changements à long terme des niveaux de corticostérone basale, qui résultent du modèle LBN. À l’âge adulte, il a été démontré que la progéniture élevée dans l’environnement LBN présente une réponse au stress aberrante, des déficits cognitifs et un comportement semblable à l’anhédonie. Par conséquent, ce modèle est un outil important pour définir comment la maturation des circuits cérébraux sensibles au stress est modifiée par l’ELA et entraîne des changements comportementaux à long terme qui confèrent une vulnérabilité aux troubles mentaux.
Introduction
Le début de la période postnatale est une fenêtre de développement critique au cours de laquelle les influences environnementales peuvent modifier la trajectoire du développement. Par exemple, l’adversité en début de vie (ELA) peut modifier le développement du cerveau pour provoquer des changements à long terme dans les fonctions cognitives et émotionnelles. Des exemples de PEA comprennent la violence physique ou psychologique, la négligence, l’insuffisance des ressources et un environnement familial imprévisible survenant pendant l’enfance ou l’adolescence1. Il est connu que l’ELA est un facteur de risque de développer des troubles tels que la dépression, les troubles liés à l’utilisation de substances, le trouble de stress post-traumatique (SSPT) et l’anxiété 2,3,4,5. C’est important étant donné que les niveaux de pauvreté infantile aux États-Unis ont plus que doublé récemment, passant de 5,2 % en 2021 à 12,4 % en 20226, et bien que la pauvreté elle-même ne soit pas nécessairement ELA, elle augmente la probabilité de divers types d’ELA7.
Les modèles animaux sont depuis longtemps essentiels pour comprendre les effets du stress précoce sur le développement du cerveau et les résultats à l’âge adulte. Les deux principaux modèles animaux utilisés ces dernières années pour disséquer ce phénomène sont la séparation maternelle (SEP) et un environnement appauvri induit par une litière et des matériaux de nidification limités (LBN). La SP a été développée comme un modèle de privation parentale8. Dans celui-ci, les mères rongeurs sont retirées de leurs petits, généralement pendant plusieurs heures, tous les jours jusqu’au sevrage8. Il a été constaté que le paradigme de la SEP entraîne des comportements dépressifs et anxieux à l’âge adulte9, ainsi qu’une réponse aberrante au stress chronique10,11. D’autre part, le modèle LBN, développé pour la première fois dans le laboratoire Baram12, ne sépare pas la mère des petits, mais modifie plutôt l’environnement dans lequel les petits sont élevés, imitant un environnement à faibles ressources12,13. Dans ce modèle, la diminution de la quantité de matériaux de nidification et l’interdiction de l’accès direct à la litière entraînent une perturbation des soins maternels des mères3. Étant donné que des soins maternels robustes et prévisibles sont nécessaires au bon développement des circuits cérébraux cognitifs et émotionnels14, les soins maternels fragmentés de LBN peuvent entraîner une gamme de résultats, notamment un axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA) hyperactif, un équilibre excitateur-inhibiteur modifié dans plusieurs régions du cerveau, une augmentation des niveaux d’hormone de libération de la corticotrophine (CRH) et un comportement dépressif chez la progéniture13, 15,16,17,18,19.
Le mécanisme exact par lequel l’ELA entraîne un risque accru de troubles neuropsychiatriques n’est pas complètement compris. On pense qu’il est lié à des altérations des circuits de l’axe HPA19,20, et des preuves récentes montrent que cela peut être causé par des changements dans l’élagage synaptique microglial19. Le modèle LBN s’est avéré être un outil crucial pour comprendre l’impact de l’environnement périnatal sur le développement du cerveau et les résultats comportementaux à long terme. Bien que ce modèle ait été initialement développé pour les rats, il a également été adapté pour les souris afin de tirer parti des outils transgéniques existants12,13. Notamment, le modèle est très similaire dans les deux espèces et provoque des résultats très convergents, tels que des altérations de l’axe HPA, des déficits cognitifs et un comportement de type dépressif, mettant ainsi en évidence son utilité inter-espèces et son potentiel de traduction. Cet article fournira une description détaillée de la façon d’utiliser le modèle de litière et de nidification limitées chez la souris, en recueillant et en analysant le comportement maternel et les résultats de la progéniture pour valider l’efficacité du modèle et les résultats attendus.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cet article fournit un protocole détaillé pour appliquer le modèle LBN chez la souris. Ce modèle est un outil important pour comprendre comment une forme de stress chronique pertinente sur le plan éthologique et translationnel au début de la vie contribue au développement de troubles neuropsychiatriques chez la progéniture13. Il est également utile pour étudier le comportement maternel et tout changement dans le cerveau des mères d’un point de vue moléculaire, neuroendocrinien ou bas…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par le NIMH K99/R00 Pathway to Independence Award #MH120327, la subvention de la Fondation Whitehall #2022-08-051 et la subvention NARSAD Young Investigator Grant #31308 de la Brain & Behavior Research Foundation et de la Fondation John et Polly Sparks. Les auteurs tiennent à remercier la Division des ressources animales de l’Université d’État de Géorgie pour les soins exceptionnels qu’ils ont prodigués à nos animaux, ainsi que Ryan Sleeth pour son excellent soutien technique dans la mise en place et la maintenance de notre système de gestion vidéo. La Dre Bolton tient également à remercier la Dre Tallie Z. Baram pour l’excellente formation sur la mise en œuvre correcte du modèle LBN pendant sa bourse postdoctorale.
Materials
| 2-inch 4 MP 4x Zoom IR Mini PT Dome Network Camera | Hikvision | DS-2DE2A404IW-DE3(S6) | |
| Amazon Basics Aluminum Light Photography Tripod Stand with Case – Pack of 2, 2.8 – 6.7 Feet, 3.66 Pounds, Black | Amazon | From Amazon | |
| Blue Iris | Blue Iris Security | Optional video management software | |
| CAMVATE 1/4"-20 Mini Ball Head with Ceiling Mount for CCTV & Video Wall Monitors Mount – 1991 | Camvate | From Amazon | |
| Corn cob bedding | The Andersons | 4B | |
| Cotton nestlet | Ancare | NES3600 | |
| Mesh divider | McNICHOLS | 4700313244 | Standard, Aluminum, Alloy 3003-H14, 3/16" No. .032 Standard (Raised), 70% Open Area |
| Tendelux DI20 IR Illuminator | Tendelux | From Amazon |
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