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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas

Título [PT]: Estudo da relação entre proteína B-amilóide, neuroregeneração e deficiência cognitiva após hipoperfusão cerebral crônica e progressiva : efeitos do sildenafil
Autor(es): Emilene Dias Fiuza Ferreira
Palavras-chave [PT]:

Hipoperfusão cerebal. Aprendizagem. Memória. Hipoperfusão cerebral crônica. Sidenafil. Brasil.

Learning. Chronic cerebral hypoperfusion. 4-VO/ACI. Learning. Memory. Sildenafil. Brazil.

Humberto Milani [Orientador] - DFF/UEM

Resumo: O presente estudo é uma continuidade dos trabalhos anteriores realizados em nosso laboratório com vistas no desenvolvimento de um modelo animal de hipoperfusão cerebral crônica (HCC). O desenvolvimento de modelos animais que reproduzam uma condição de insuficiência vascular-cerebral é essencial para o estudo da fisiopatologia das doenças neurodegenerativas associadas a um estado de HCC, bem como para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas. Em estudos anteriores, nós observamos que 4-VO/ACI permanente, com um intervalo de 7 dias entre cada estágio de oclusão (IEO), e cronicidade de 60 dias, não foi capaz de causar ambos, disfunções cognitivas e neurodegeneração. 4-VO/ACI permanente tem uma vantagem, de preservar a integridade histomorfológica da retina, na qual a lesão pode influenciar negativamente os resultados análise comportamental (BARROS et al., 2009). Neste estudo nos investigamos primeiramente, se 4-VO/ACI poderia se eficaz em causar disfunções aprendizado/memória e neurodegeneração em ratos jovens se o IEO fosse reduzido (de 7 para 5, 4, 3 ou 2 dias) e a cronicidade prolongada (de 60 para 90 dias). Também, foi investigado, se 4-VO/ACI mudaria a expressão da proteína precursora de amilóide (APP). Devido aos resultados negativos observados no rato jovem, num segundo experimento, nos investigamos se ratos idosos poderiam sofrer ambas as disfunção cognitiva e mudanças neuropatológicas após 4-VO/ACI permanente, 3 estágios com condições similares de IEO e cronicidade. Em uma análise posterior, nos avaliamos se neurodegeneração induzida por 4-VO/ACI poderia estender além do hipocampo. Finalmente, num experimento subseqüente o efeito do sildenafil (Viagra) diminuía os efeitos neurodegenerativos e cognitivos do 4-VO/ACI em ratos idosos. Ratos Wistar macho, jovens (3 meses) ou idosos (15 meses), foram utilizados. 4-VO/ACI permanente foi induzido pela eletrocoagulação bilateral e simultânea das artérias vertebrais (AV) seguida da oclusão das artérias carótidas interna (ACI), conforme a sequência AV-ACI-ACI, com um IEO (-) de 5, 4, 3 ou 2 dias. Num primeiro experimento, ratos Wistar machos, com idade de 3 meses, foram divididos em cinco grupos conforme o IEO ou sejam: 5, 4, 3 ou 2 dias. Noventa dias após o último estágio de oclusão (ou falsa-oclusão), o desempenho de aprendizagem e memória foi medido no labirinto radial aversivo de 8 braços, ao longo de 15 dias consecutivos, e expresso pelos seguintes parâmetros: (i) latência para encontrar o esconderijo, (ii) número de erros de memória de referência, e (iii) número de erros de memória operacional. Sildenafil (3,0 mg/kg) foi administrado oralmente por 9 dias, iniciando no primeiro estágio de oclusão. Após o final do teste comportamental, os cérebros foram examinados para quantificação do grau de comprometimento de neurodegeneração hipocampal e cortical (celestine blue/fucsina ácida), e expressão do precursor da proteína β-amilóide ( β-APP). 4-VO/ACI permanente, 3 estágios não afetou o desempenho aprendizado/memória dos ratos jovens, independente do IEO (5, 4, 3 ou 2 dias) (efeito entre grupos, p>0.05). O treino imposto ao longo de 15 dias (efeito dentro do grupo) exerceu uma influencia positiva e altamente significante (efeito dentro grupo, p < 0.0001) sobre desempenho de aprendizagem, indicando que os grupos aprenderam a tarefa na mesma proporção. Esse desempenho de aprendizagem e memória observado nos ratos jovens ocorreu na presença de uma significante perda neuronal no hipocampo (p < 0.0001 vs. sham). Em ratos jovens, não houve uma lesão significante no córtex cerebral (p> 0.05 vs. sham). Qualitativamente, uma aparente, imunopositividade para a β-APP foi observada no tálamo após 4-VO/ACI em ratos jovens. Diferente dos ratos jovens, ratos idosos sofreram prejuízo de aprendizagem após 4-VO/ACI permanente com um IEO de 4 dias (p <0.0001 - 0.001). Nesses animais, uma marcante neurodegeneração ocorreu em ambos, hipocampo (54%, p< 0.0001 vs sham), e no córtex cerebral (47%, p<0.0001 vs sham) e o tratamento com sildenafil na dose 3,0 mg/kg protegeu os neurônios piramidais do hipocampo e córtex da neurodegeneração induzida pelo 4-VO/ACI (p< 0.0001 vs 4-VO/ACI/veículo). Uma modesta imunopositividade para vs-APP também pode ser observada nos animais idosos. O tratamento com sildenafil (3,0 mg/kg) não reduziu o déficit cognitivo induzido pelo 4-VO/ACI em ratos idosos. Os presentes resultados sugerem que 4-VO/ACI, em 3 estágios, permanente não pode ser um modelo animal de HCC útil em ratos jovens, se funções cognitivas guiadas pelo labirinto, tais como aprendizagem espacial e memória, são medidos. Porém, o modelo 4-VO/ACI pode representar um paradigma útil para estudar a relação entre deficiência cognitiva e neurodegeneração induzida por HCC, com uma vantagem de não causar prejuízo na retina. Importante, o presente dado sugere que a ocorrência da neurodegeneração no córtex de animais idosos, mas não em jovens após 4-VO/ACI, poderia explicar a diferença da resposta comportamental observada entre esses grupos. Finalmente, o tratamento com sildenafil falhou em reduzir os déficits no aprendizado em ratos idosos. O tratamento com sildenafil na dose de 3,0 mg/kg protegeu os neurônios piramidais do hipocampo e do córtex da neurodegeneração quando submetidos a 4-VO/ACI. Abstract: This study is a continuity of previous works performed in our laboratory with the aim of developing an animal model of chronic cerebral hypoperfusion (HCC). The development of animal models that reproduce a condition of cerebro- vascular insufficiency is essential to study the pathophysiology of neurodegenerative diseases associated with a state of HCC, as well as for developing therapeutic strategies. In previous studies we reported that permanent 4-VO/ICA, with an interval of 7 days between each occlusion stage ('interstage interval', ISI), and chronicity of up to 60 days, was unable to cause both cognitive dysfunction and brain neurodegeneration. Permanent 4-VO/ICA has the advantage, however, of preserving the histomorphological integrity of the retina, which lesion may influence negatively the results of behavioral analysis (Barros et al., 2009). In this study we aimed to investigate, primarily, whether 4-VO/ICA could be effective to cause concomitant learning/memory dysfunction and neurodegeneration in young rats if the ISI would be reduced (from 7 to 5, 4, 3 or 2 days) and the chronicity would be prolonged (from 60 to 90 days). Also, whether 4-VO/ICA could change the expression of the amyloid precursor protein (APP) was investigated. Given the negative results observed in the young rat, in a second experiment we investigated whether middle-aged rats could undergo both cognitive disruption and neuropathological changes after permanent, 3-stage 4-VO/ICA with similar conditions of ISI and chronicity. Moreover, in a post-hoc analysis we evaluated whether 4-VO/ICA-induced neurodegeneration could extend beyond the hippocampus. Finally, in a subsequent experiment the effects of sildenafil (Viagra®) could alleviate the cognitive and neurodegenerative effects of 4-VO/ICA in aged rats. Young (3 months) or middle-aged (15 months), male Wistar rats were used. Permanent 4-VO/ICA was induced by simultaneous, bilateral electrocoagulation of the vertebral arteries (VA) followed by stepwise ligation of the internal carotid arteries (ICA) according to the sequence VA-ICA-ICA, with an ISI- of 5, 4, 3 or 2 days. Ninety days after the last stage of occlusion (or shamoperation), the performance of learning and memory was measured in the eight arm, aversive radial maze, over 15 consecutive days, and expressed by the following parameters: (i) latency to find the goal box, (ii) number of reference memory errors, and (iii) number of working memory errors. Sildenafil (3.0 mg/kg) was given orally for 9 days, starting on the first occlusion stage (2-VO, vertebral arteries). At the end of behavioral testing, brains were examined for hippocampal and cortical neurodegeneration (celestine blue/fucsin acid staining), and expression of the amyloid protein precursor (APP). Permanent, 3-stage 4-VO/ICA did not affect the learning /memory performance of young rats, independently of the ISI (5, 4, 3 or 2 days) (Between Group effect, p > 0,05). A highly significant training effect was, however, observed for all groups (Within Group effect, p < 0.0001), indicating that the groups learned the task with similar rate. This behavioral performance of young rats occurred in spite of marked neuronal loss in the hippocampus (p <0.0001 vs. Sham). In young rats, there was no significant lesion in the cerebral cortex (p > 0,05 vs. sham). Qualitatively, an apparent, increase dimmunopositivity for (APP) was observed in the thalamus, after 4-VO/ACI in young rats. Unlike young rats, aged rats underwent learning disruption after permanent 4-VO/ICA with an ISI of 4 days (p < 0.0001 - 0.001). In these animals, marked neurodegeneration was present in both hippocampus (54%, p < 0.0001) and cerebral cortex (47%, p < 0.0001) and the treatment with sildenafil (3,0 mg/kg) protect at the hippocampal and cortical neurodegeneration after 4-VO/ICA (p<0.0001). An apparent, mild immunorreactivity for (APP) was also observed in aged animals. Sildenafil treatment (3.0 mg/kg, p.o.) did not reduce the learning deficit induced by 4-VO/ICA in aged rats. The present data suggest that permanent, 3-stage 4-VO/ICA can not be a suitable animal model of CCH in young rats, if maze-guided cognitive functions, such as spatial learning and memory, are to be measured. On the other hand, the 4-VO/ICA model may represent a useful paradigm to study the relationship between CCH-induced cognitive impairments and neurodegeneration, with the advantage of not causing retinal damage. Importantly, the present data suggest that the occurrence of neurodegeneration in the cerebral cortex of old, but not young rats after 4-VO/ICA, could explain the different behavioral response observed among those groups. Finally, the treatment with sildenafil fails to alleviate the 4-VO/ICA-induced learning deficit in aged rat. Sildenafil treatment (3,0 mg/kg) was able to reduce the neurodegeneration at the hippocampus and cerebral cortex when submitted 4-VO/ICA.

Idioma: Português Data de Publicação: 2010 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Humberto Milani Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Farmácia e Farmacologia Nível: Dissertação (mestrado em Ciências Farmacêuticas) UEM: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas

Responsavel: elaine
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Dissertação Emilene.pdf
Tamanho: 6401 Kb (6554837 bytes)
Criado: 10-06-2016 14:52
Atualizado: 10-06-2016 15:02
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