Modelo de separação materna

Quando roedores são isolados de suas progenitoras, apresentam comportamentos do tipo depressivo. Esse efeito deve-se ao fato de eles serem animais sociais. Nesse modelo, os filhotes são separados diariamente da mãe durante o período pós-natal, por períodos que podem variar de 15 a 180 minutos. Ao se retirar o filhote do contato da mãe, ele é privado de estímulos térmicos, nutricionais, sensoriais, visuais, olfatórios e auditivos. A separação pode desencadear comportamentos do tipo depressivo, que são revertidos com a administração de fármacos antidepressivos.

Teste do nado forçado

Um dos testes mais usados para avaliar substâncias antidepressivas e mecanismos neurobiológicos da depressão em roedores é o teste do nado forçado. Ele consiste em submeter os roedores a nadar em um cilindro do qual não há escapatória. Uma vez que os animais percebem que não há como escapar, acabam assumindo uma postura imóvel, exceto pelos mínimos movimentos necessários para manter a cabeça fora da água. As medidas do tempo de imobilidade e natação são avaliadas e baseiam-se no fato de que a postura imóvel reflete uma forma de desamparo/desespero ante uma situação inescapável, que se assemelha à sintomatologia da depressão, supondo que o animal desiste de escapar. Esse teste apresenta boa resposta aos fármacos antidepressivos, os quais diminuem o tempo de imobilidade dos roedores.

Teste de suspensão da cauda

Este teste apresenta semelhança com o teste do nado forçado no que se refere ao comportamento de imobilidade que o animal adota após diversas tentativas de escapar da situação adversa. O camundongo é suspenso pela cauda, e a frequência e o tempo tentando retornar à postura normal são considerados para se avaliar o efeito de fármacos antidepressivos; ou seja, após tentativas frustradas de escapar, os animais adotam uma postura imóvel, que é revertida pelos antidepressivos. É importante ressaltar que esse teste só pode ser realizado com roedores de pequeno porte, como camundongos, pois ratos são mais pesados e a suspensão poderia lesionar sua cauda, machucando-o.

Modelo de estresse crônico variado

Neste modelo, os roedores são expostos por 2 a 8 semanas a diferentes estressores. Tais estressores são apresentados por curtos períodos ao longo do experimento e consistem de: privação de comida e água, frio, mudanças de companheiros na caixa moradia, luz piscante, contenção, movimentação das caixas moradia e isolamento social. Considerando que camundongos e ratos preferem ingerir água contendo sacarose do que somente água, o principal sintoma observado nos animais nesse modelo é a anedonia, que consiste na diminuição do consumo de sacarose. Assim, após o período de estresse, são oferecidas aos animais uma garrafa contendo água e outra com solução de sacarina algumas horas por dia, por alguns dias, e mede-se o nível de consumo de cada solução nesse período. A redução do consumo da solução de sacarina é considerada sinal de depressão, sendo que os antidepressivos são capazes de reverter esse efeito.

Labirinto em cruz elevado

Este teste é o mais usado para avaliação da ansiedade em roedores. Consiste em um labirinto elevado do chão, contendo dois braços abertos em contraposição a dois braços fechados (com paredes), formando uma cruz. Avaliam-se o número de entradas e o tempo de permanência nos braços abertos, nos braços fechados e na área neutra (entre os braços). Os roedores tendem a explorar menos os braços abertos, por considerarem-no um ambiente adverso devido ao fato de ser novo, à luminosidade e ao medo de cair, pois os braços são estreitos, enquanto os braços fechados têm paredes altas que garantem proteção. O aumento da exploração dos braços abertos é verificado após a administração de fármacos com propriedades ansiolíticas, e a redução nessa exploração é observada com fármacos ansiogênicos.

Caixa claro-escuro

Consiste em uma caixa dividida em dois compartimentos, um deles iluminado. Os roedores apresentam hábitos noturnos e, assim, têm aversão natural a ambientes com iluminação, o que, nesse caso, faz com que tendam a permanecer no ambiente escuro. Avaliam-se, assim, o tempo de permanência e a frequência de transição para o ambiente iluminado. A administração de ansiolíticos aumenta o número de entradas e o tempo de permanência no ambiente iluminado.

Exposição aos odores do predador

Mesmo não tendo nenhuma experiência prévia com seus predadores naturais, roedores de laboratório reagem defensivamente aos sinais de sua presença, como, por exemplo, ao odor de um gato. Nesse teste, o animal é colocado em um aparato com dois compartimentos, um aberto e um fechado, e deixado para explorar livremente. No dia seguinte a essa apresentação, ele retorna para o aparato, mas agora no ambiente aberto é colocado um pano impregnado com o odor de um gato. Avaliam-se a frequência e o tempo de aproximação ao odor, o tempo de permanência no ambiente fechado e os cruzamentos entre os compartimentos. Fármacos ansiolíticos tendem a aumentar o tempo e o número de aproximações do roedor ao odor.

Teste do campo aberto

Este teste consiste em colocar o roedor em uma arena circundada por paredes (uma caixa) e com assoalho dividido em 16 quadrantes. Os animais são colocados individualmente no centro da arena. São considerados a latência para o primeiro movimento, a frequência de ambulação na área junto à parede ou no centro, bem como frequência e o tempo em que o animal executa os movimentos de levantar (rearing) e de autolimpeza (grooming), além do número de bolos fecais ao final da exposição. A arena pode ser quadrada ou redonda, e as dimensões variam com o tamanho do roedor, pois o tamanho do quadrante deve possibilitar que ele o ocupe com as quatro patas. O campo aberto pode ser usado para avaliar o efeito ansiolítico e ansiogênico de substâncias, mas também é muito empregado para a avaliação da atividade locomotora e exploratória de roedores.

Modelo farmacológico

Os modelos animais para estudar a esquizofrenia podem ser farmacológicos; os mais validados são aqueles com uso de anfetamina ou fenciclidina/cetamina. O papel do glutamato na esquizofrenia está relacionado com o fato de antagonistas dos receptores de N-metil-D-aspartato (NMDA), como a cetamina ou a fenciclidina, induzirem delírios e alucinações em indivíduos saudáveis, sintomas comumente observados na esquizofrenia. Por essa razão, tem sido usado para produzir um modelo farmacológico de esquizofrenia em roedores, observando-se que a administração aguda de fenciclidina causa hiperlocomoção, isolamento social e prejuízo na inibição de pré-pulso e cognição.

A anfetamina é uma amina simpatomimética de ação indireta que libera tanto a dopamina quanto a noradrenalina (também chamada de norepinefrina) e tem sido usada como modelo farmacológico para esquizofrenia devido à observação de que a hiperfunção do sistema dopaminérgico é uma das teorias subjacentes à base da esquizofrenia. Assim, os primeiros modelos animais foram desenvolvidos com base na manipulação farmacológica para tentar imitar essa característica. Em roedores, a administração crônica de anfetamina induz sensibilização persistente, exacerbando a hiperatividade causada pelo desafio agudo da anfetamina, o qual se acredita ser um modelo mais robusto dos sintomas do que o uso de uma única administração de anfetamina.

Modelos de neurodesenvolvimento

Modelos animais de desenvolvimento da esquizofrenia utilizam manipulações do ambiente ou a administração de drogas durante o período perinatal, o que desencadeia modificações irreversíveis no desenvolvimento do sistema nervoso central (SNC). Entre os modelos neurodesenvolvimentais que reproduzem muitos dos sintomas da esquizofrenia estão o bloqueio da neurogênese durante o período gestacional crítico, assim como lesões. Devido ao fato de as mudanças comportamentais a longo prazo aparecerem após a puberdade, esse modelo reproduz a cronologia dos sintomas observados em pacientes com esquizofrenia.

Modelos genéticos

Estudos demonstram que a esquizofrenia é predominantemente um transtorno genético, com hereditariedade estimada em cerca de 80%. Porém, não se sabe sobre uma única alteração genética causal ou suficiente para explicá-la. Uma grande variedade de genes candidatos tem sido associada a risco aumentado de esquizofrenia. Entre estes, estão genes envolvidos na função dopaminérgica e na função glutamatérgica, na plasticidade neuronal e na sinaptogênese, os quais têm sido alvos para a produção de animais geneticamente modificados. Entre os genes modificados, temos, por exemplo, o DISC1 (do inglês disrupted-in-schizophrenia gene 1), a NRG1 (neurregulina 1) e a reelina.

Teste de locomoção

As drogas com ação estimulante no SNC tendem a aumentar a locomoção de animais, enquanto as drogas depressoras a diminuem. O aparato usado é o campo aberto, o mesmo usado para avaliar a ansiedade (ver “Teste do campo aberto” neste capítulo).

Sensibilização comportamental

Este teste é usado para avaliar os efeitos da administração repetida de substâncias, principalmente psicoestimulantes. A sensibilização é verificada em resposta a repetidas administrações de uma mesma dose da substância em determinados intervalos. Esses intervalos são como períodos de abstinência, fazendo com que se observe aumento da resposta do animal quando recebe a dose novamente. São observados aumento da locomoção e movimentos estereotipados.

Preferência condicionada de lugar

Neste teste, a avaliação ocorre pela preferência do animal por permanecer em local previamente associado aos efeitos subjetivos produzidos por uma substância de abuso. Pode ser usado para avaliar os efeitos reforçadores positivos da substância ou os efeitos negativos da abstinência. Consiste em colocar os animais em uma caixa com dois ambientes que devem variar quanto a cor, odor, textura ou iluminação e uma área central neutra que divide esses ambientes. Se a substância testada produz efeitos recompensadores, o animal tem preferência pelo ambiente em que permaneceu sob seu efeito.

Autoadministração de substâncias de abuso

Este modelo permite avaliar se uma substância é capaz de produzir dependência. O animal tem acesso à substância para usar quando achar conveniente, e pode-se controlar a frequência e a quantidade ingerida (oral ou endovenosa) devido a mecanismos que permitem a autoadministração. No modelo frequentemente utilizado, o animal tem acesso a duas garrafas, uma contendo a substância em estudo e a outra contendo a solução-veículo em que a substância foi dissolvida. As garrafas são pesadas antes e depois do experimento para se medir a quantidade ingerida.

Outro modelo envolve a autoadministração por condicionamento operante. Nesse caso, é necessário um equipamento especial que consiste em uma caixa com duas alavancas – uma delas libera a substância (oral ou endovenosa) e está pareada com um estímulo luminoso ou sonoro, enquanto a outra também deve estar associada a um estímulo necessariamente diferente do estímulo associado à barra relacionada à substância. Após a autoadministração crônica da substância em estudo, interrompe-se o fornecimento, porém o animal segue pressionando a alavanca, mas não recebe mais o reforço. Assim, esse teste permite avaliar os mecanismos de abstinência e recidiva.

Modelos farmacológicos de mania

Os modelos animais de mania dependem fortemente da indução de hiperatividade em resposta a substâncias. Os psicoestimulantes, como a anfetamina, podem produzir sintomas que se assemelham à mania humana em indivíduos saudáveis, bem como exacerbar os sintomas ou induzir um episódio maníaco em pacientes com transtorno bipolar. A administração de anfetamina induz a hiperlocomoção, a alteração das fases do sono e a anorexia em roedores, o que pode ser bloqueado pela administração de lítio em algumas linhagens de camundongos. Ainda, a hiperatividade induzida pela metanfetamina pode ser bloqueada pela infusão de ácido valproico no ventrículo, na amígdala, no estriado e no córtex pré-frontal de roedores. A administração aguda de lamotrigina, retigabina e carbamazepina também demonstrou reverter o efeito da anfetamina.

Outra substância que tem sido usada como modelo de mania é a ouabaína, um inibidor da Na⁺/K⁺-ATPase. Sua administração intracerebroventricular em ratos é considerada um bom modelo de mania, pois induz a hiperlocomoção persistente por até sete dias nos animais, e esse comportamento é inibido pela administração de lítio, haloperidol e carbamazepina.

Modelos genéticos de mania

Linhagens de camundongos transgênicos têm sido desenvolvidas como modelo de mania. Alguns modelos são capazes de induzir a alternância entre comportamentos maníacos e depressivos relacionados a diferentes estímulos ambientais ou potencial variação circadiana desses comportamentos, melhorando, assim, sua validade como modelo da condição humana. Entre os genes que têm sido modificados para a obtenção de modelos de mania estão: GSK-3β, ClockΔ19, GSK-3β, transportador de dopamina, SHANK3, ANK3, Na⁺, K⁺-ATPase.