There is growing interest in zebrafish as a model organism in behavioral pharmacology research. Several anxiety behaviors have been characterized in zebrafish, but the effect of anxiolytic drugs on these parameters has been scarcely studied. The purpose of this work was to assess the predictive validity of acute treatment with anxiolytic drugs on behavioral parameters of anxiety. In the first task we simultaneously observed behavior of adult zebrafish on four parameters: height in the tank, locomotion, color, and shoal cohesion. The second task was the assessment of light/dark preference for 5 min. The benzodiazepines clonazepam, bromazepam, diazepam, and a moderate dose of ethanol significantly reduced shoal cohesion. Buspirone specifically increased zebrafish exploration of higher portions of the tank. In the light/dark task, all benzodiazepines, buspirone, and ethanol increased time spent in the light compartment. After treatment with anxiolytics, fish typically spent more than 60 s and rarely less than 40 s in the light compartment whereas controls (n = 45) spent 33.3 ± 14.4 s and always less than 60 s in the light compartment. Propranolol had no clear effects in these tasks. These results suggest that light/dark preference in zebrafish is a practical, low-cost, and sensitive screening task for anxiolytic drugs. Height in the tank and shoal cohesion seem to be useful behavioral parameters in discriminating different classes of these drugs.

ABSTRACT Background and Purpose Schizophrenia pathophysiology has been associated with dopaminergic hyperactivity, loss of parvalbumin-positive GABAergic interneurons, NMDA receptor hypofunction, and redox dysregulation. Most behavioral assays and animal models to study this condition were developed in rodents, leaving room for species-specific biases that could be avoided by cross-species approaches. As MK-801 and amphetamine are largely used in mice and rats to mimic schizophrenia features, this study aimed to investigate the effects of these drugs in zebrafish. Experimental Approach Adult zebrafish were exposed to MK-801 (1, 5, and 10 μM) or amphetamine (0.625, 2.5, and 10 mg·L -1 ) and observed in paradigms of locomotor activity and social behavior. Oxidative parameters relevant to schizophrenia were quantified in brain tissue. Key Results MK-801 disrupted social interaction, an effect that resembles the negative symptoms of schizophrenia. It also altered locomotion in a context-dependent manner, with hyperactivity when fish were tested in the presence of social cues and hypoactivity when tested alone. On the other hand, exposure to amphetamine was devoid of effects on locomotion and social behavior, while increased lipid peroxidation in the brain. Conclusion and Implications Key outcomes induced by MK-801 in rodents were replicated in zebrafish, which suggests this species is suitable as an alternative model animal to study psychotic disorders. More studies are necessary to further develop preclinical paradigms with this species and ultimately optimize the screening of potential novel treatments.

ABSTRACT Curcumin, a polyphenol extracted from the rhizome of Curcuma longa L. (Zingiberaceae), presents neuroprotective properties and can modulate neuronal pathways related to mental disorders. However, curcumin has low bioavailability, which can compromise its use. The micronization process can reduce the mean particle diameter and improve this compound’s bioavailability and therapeutic potential. In this study, we compared the behavioral (in the open tank test, OTT) and neurochemical (thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and non-protein thiols (NPSH) levels) effects of non-micronized curcumin (CUR, 10 mg/kg, i.p.) and micronized curcumin (MC, 10 mg/kg, i.p.) in adult zebrafish subjected to 90-minute acute restraint stress (ARS). ARS increased the time spent in the central area and the number of crossings and decreased the immobility time of the animals. These results suggest an increase in locomotor activity and a decrease in thigmotaxis behavior in the OTT. Furthermore, ARS also induced oxidative damage by increasing TBARS and decreasing NPSH levels. ARS-induced behavioral and biochemical effects were not blocked by any curcumin preparation. Therefore, we suppose that curcumin does not have anti-stress effects on the ARS in zebrafish.

ABSTRACT Curcumin, a polyphenol extracted from the rhizome of Curcuma longa L. (Zingiberaceae), is shown to have antioxidant, anti-inflammatory, neuroprotective, anxiolytic, and antidepressant properties in both preclinical and clinical studies. However, its low bioavailability is a limitation for its potential adoption as a therapeutic agent. The process of micronization can overcome this barrier by reducing the particle size and increasing the dissolution rate, potentially improving the bioavailability of the compounds of interest. In this study, we compared the in vitro antioxidant effects of curcumin (CUR) and micronized curcumin (MC) and studied their effects on behavioral and neurochemical parameters in zebrafish submitted to unpredictable chronic stress (UCS). MC (1 g/L) presented higher antioxidant activity in vitro as compared to CUR, as measured by iron-reducing antioxidant power (FRAP), 1,1-diphenyl-2-2-picyryl-hydrazyl radical removal (DPPH), and deoxyribose tests. UCS increased total distance traveled in the social interaction test (SI), while decreased crossings, time, and entries to the top area in the novel tank test (NTT). No effects of UCS were observed in the open tank test (OTT). The behavioral effects induced by UCS were not blocked by any curcumin preparation. UCS also decreased non-protein thiols (NPSH) levels, while increased glutathione reductase (GR) activity and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) levels on zebrafish brain. MC presented superior antioxidant properties than CUR in vivo , blocking the stress-induced neurochemical effects. Although this study did not measure the concentration of curcumin on the zebrafish brain, our results suggest that micronization increases the bioavailability of curcumin, potentiating its antioxidant activity both in vitro and in vivo . Our study also demonstrates that counteracting the oxidative imbalance induced by UCS is not sufficient to block its behavioral effects.

ABSTRACT Zebrafish larvae have been widely used in neuroscience and drug research and development. In the larval stage, zebrafish present a broad behavioral repertoire and physiological responses similar to adults. Curcumin (CUR), a major component of Curcuma longa L. (Zingiberaceae), has demonstrated the ability to modulate several neurobiological processes relevant to mental disorders in animal models. However, the low bioavailability of this compound can compromise its in vivo biological potential. Interestingly, it has been shown that micronization can increase the biological effects of several compounds. Thus, in this study, we compared the effects of acute exposure for 30 minutes to the following solutions: water (control), 0.1% DMSO (vehicle), 1 μM CUR, or 1 μM micronized curcumin (MC) in zebrafish larvae 7 days post-fertilization (dpf). We analyzed locomotor activity (open tank test), anxiety (light/dark test), and avoidance behavior (aversive stimulus test). Moreover, we evaluated parameters of oxidative status (thiobarbituric acid reactive substances and non-protein thiols levels). MC increased the total distance traveled and absolute turn angle in the open tank test. There were no significant differences in the other behavioral or neurochemical outcomes. The increase in locomotion induced by MC may be associated with a stimulant effect on the central nervous system, which was evidenced by the micronization process.

Carbofuran (CF) is a carbamate class pesticide, widely used in agriculture for pest control in crops. This pesticide has high toxicity in non-target organisms, and its presence in the environment poses a threat to the ecosystem. Research has revealed that this pesticide acts as an inhibitor of acetylcholinesterase (AChE), inducing an accumulation of acetylcholine in the brain. Nonetheless, our understanding of CF impact on the central nervous system remains elusive. Therefore, this study explored how CF influences behavioral and neurochemical outcomes in adult zebrafish. The animals underwent a 96-hour exposure protocol to different concentrations of CF (5, 50, and 500 μg/L) and were subjected to the novel tank (NTT) and social preference tests (SPT). Subsequently, they were euthanized, and their brains were extracted to evaluate neurochemical markers associated with oxidative stress and AChE levels. In the NTT and SPT, CF did not alter the evaluated behavioral parameters. Furthermore, CF did not affect the levels of AChE, non-protein sulfhydryl groups, and thiobarbituric acid reactive species in the zebrafish brain. Nevertheless, further investigation is required to explore the effects of environmental exposure to this compound on non-target organisms.

ABSTRACT The zebrafish ( Danio rerio ) is a model animal that is being increasingly used in neuroscience research. A decade ago, the first study on unpredictable chronic stress (UCS) in zebrafish was published, inspired by protocols established for rodents in the early 1980’s. Since then, several studies have been published by different groups, in some cases with conflicting results. We conducted a systematic review to identify studies evaluating the effects of UCS in zebrafish and meta-analytically synthetized the data of neurobehavioral outcomes and relevant biomarkers. Literature searches were performed in three databases (PubMed, Scopus, and Web of Science) and a two-step screening process based on inclusion/exclusion criteria. The included studies underwent extraction of qualitative and quantitative data, as well as risk of bias assessment. Outcomes of included studies ( n = 38) were grouped into anxiety/fear- related behaviour, locomotor function, social behaviour, or cortisol level domains. UCS increased anxiety/fear-related behaviour and cortisol levels while decreased locomotor function, but a significant summary effect was not observed for social behaviour. Despite including a significant number of studies, the high heterogeneity and the methodological and reporting problems evidenced in the risk of bias analysis make it difficult to assess the internal validity of most studies and the overall validity of the model. Our review thus evidences the need to conduct well-designed experiments to better evaluate the effects of UCS on the behaviour of zebrafish.

ABSTRACT Ochratoxin A (OTA) is a mycotoxin produced by species of filamentous fungi widely found as a contaminant in food and with high toxic potential. Studies have shown that this toxin cause kidney and liver damage, however, data on the effects of exposure to OTA on the central nervous system are still scarce. Zebrafish ( Danio rerio ) is a teleost often used in translational research due to its physiological, genetic, and behavioral homology with mammals, in addition to being useful as an environmental bioindicator. Thus, this study aimed to investigate the effects of exposure to OTA on behavioral and neurochemical parameters in adult zebrafish. The animals were treated with different doses of OTA (1.38, 2.77, and 5.53 mg/kg) and submitted to behavioral evaluations in the open tank and social interaction tests. Subsequently, they were euthanized, and the brains were used to assess markers associated with oxidative status. In the open tank test OTA induced changes in distance, absolute turn angle, mean speed, and time-freezing. However, no significant effects were observed in the social interaction test. Moreover, OTA also induced alterations in neurochemical parameters with changes in non-protein thiols (NPSH), glutathione peroxidase (GPx), glutathione-S-transferase (GST), and glutathione reductase (GR). This study showed that OTA can affect neurobiological aspects in zebrafish even at low doses.

ABSTRACT Studies regarding the animals’ innate preferences help elucidate and avoid probable sources of bias and serve as a reference to improve and develop new behavioral tasks. In zebrafish research, the results of innate directional and color preferences are often not replicated between research groups or even inside the same laboratory raising huge concerns on the replicability and reproducibility. Thus, this study aimed to investigate the male and female zebrafish innate directional and color preferences in the plus-maze and T-maze behavioral tasks. As revealed by the percentage of time spent in each zone of the maze, our results showed that males and females zebrafish demonstrated no difference in directional preference in the plus-maze task. Surprisingly, male and female zebrafish showed color preference differences in the plus-maze task; males did not show any color preference, while female zebrafish demonstrated a red preference compared to white, blue, and yellow colors. Moreover, both male and female zebrafish demonstrated a strong black color preference compared to the white color in the T-maze task. Thus, our results demonstrate the importance of innate preference assays involved with the directionality of the apparatus or the application of colors as a screening process conducting behavioral tests (e.g., anxiety, learning and memory assessment, locomotion, and preference) and highlight the need to analyze sex differences.