Transtorno do espectro do autismo (TEA), é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por perturbações na comunicação social recíproca e na manifestação de comportamentos, interesses e atividades repetitivos e restritos. Embora a etiologia do autismo ainda seja desconhecida, há fortes evidências de que esta condição é causada por uma complexa interação de fatores genéticos e ambientais durante o desenvolvimento. Além disso, uma das características preponderantes a nível de circuitaria neural é o desequilíbrio entre excitação e inibição, com o predomínio do primeiro. A exposição ao ácido valpróico (VPA) durante a gestação é um dos conhecidos fatores de risco ambiental. Com base nesta informação, o VPA é comumente utilizado para desencadear um fenótipo do tipo autista em murinos. Nosso grupo demonstrou previamente que um tratamento subcrônico com resveratrol (RSV) aplicado a ratas prenhes é capaz de prevenir os prejuízos no comportamento social induzidos na prole pelo VPA. No presente trabalho, nós investigamos a influência do tratamento prenatal com o RSV nos níveis de expressão de proteínas sinápticas excitatórias (PSD-95 e neuroliguina- 1) e inibitórias (gefirina e neuroliguina-2) no córtex pré-frontal medial (CPFm) e no hipocampo de filhotes machos aos 30 dias de vida. O balanço entre excitação e inibição nestas regiões encefálicas já foi associado de maneira causal com a modulação do comportamento social em camundongos. Algumas alterações que observamos no grupo VPA foram contrapostas pela ação do RSV. Em resumo, RSV leva a uma tendência de diminuição da proteína PSD-95 no CPFm nos animais do grupo VPA+RSV em comparação ao grupo VPA (p=0,092), provavelmente exercendo suas ações ao nível da tradução. Adicionalmente, RSV aumenta significativamente os níveis de expressão gênica de gefirina no CPFm e hipocampo. Portanto, nós identificamos dois mecanismos diferentes pelos quais o RSV poderia reduzir a excitabilidade neuronal neste modelo animal de autismo. Isto se soma às crescentes evidências sobre desregulações na razão excitação/inibição no autismo que se relacionam com alterações de comportamento, e pode ser a base da ação preventiva exercida pelo RSV. / Autism spectrum disorder (ASD) is a group of neurodevelopmental disabilities characterized by sociability impairments accompanied by verbal and nonverbal communication deficits and stereotyped behavioral patterns. Although ASD etiology is still not known, there is growing evidence that this disorder is caused by a complex interplay of both genetic and environmental risk factors acting at the developmental stages and that a misbalance between excitation and inhibition (with predominance of the former) is a prominent characteristic at the circuitry level. One of the known risk factors is maternal use of valproic acid (VPA) during gestation. Based on this observation, VPA is commonly used to generate an ASD-like condition in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with Resveratrol (RSV) prevented the social deficits generated by VPA in the male offspring. In this work, we aimed to investigate the influence of prenatal RSV treatment on the expression levels of synaptic proteins of excitatory (PSD-95 and neuroligin-1) and inhibitory (gephyrin and neuroligin-2) contacts of medial prefrontal cortex (mPFC) and hippocampus in young male rats. Excitation/inhibition balance in these two brain regions is implicated causally in the modulation of social behaviors in murines. We identified alterations in the VPA animal model of autism, some of which were corrected by the RSV treatment. In summary, we found that RSV leads to a trend of decrease in the level of protein PSD-95 in the mPFC of the VPA+RSV group animals compared to the VPA group (p=0,092), probably exerting its actions at the translation level. In addition, RSV increases gene expression of gephyrin in both mPFC and hippocampus. Therefore, we identified two different mechanisms of reduction of the neuronal excitability mediated by RSV treatment in this animal model of autism. This adds evidence to the growing body of findings about alteration of behaviors mediated by excitation/inhibition regulation in autism, and can be the basis for the phenotypic prevention exerted by RSV.

O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por prejuízos na comunicação e interação social, assim como por comportamentos repetitivos. O TEA pode apresentar diversas comorbidades, como alterações gastrointestinais – incluindo constipação crônica, refluxo gastroesofageal, doença celíaca e cólicas intestinais. A etiologia do TEA ainda é desconhecida, mas pode envolver alterações genéticas e a fatores de risco ambientais durante a gestação, como a exposição ao ácido valproico (VPA). Dessa forma, a exposição embrionária ao VPA tornou-se uma ferramenta confiável para a indução de alterações do tipo autista em roedores. O presente estudo teve como objetivo avaliar alterações no sistema nervoso entérico (SNE) de animais expostos ao VPA durante a gestação. Para isso, ratas Wistar prenhes receberam uma única dose (injeção intraperitoneal) de 600 mg/kg de VPA ou solução fisiológica (salina) no dia embrionário 12,5 (E12,5). A prole de machos, com 30 dias de vida pós-natal, sofreu eutanásia e então removeu-se o íleo, que passou por delaminação. No plexo mioentérico ileal foram avaliados por imunofluorescência, neurônios totais (HuC/D+), neurônios excitatórios (ChAT+), neurônios inibitórios (NOS+) e células gliais (GFAP+). A análise apresentou menor densidade neuronal nos gânglios mioentéricos ileais no grupo VPA (p<0,05); área ganglionar semelhante; mesmo perfil de densidade e corpo celular para neurônios inibitórios; menor densidade de neurônios excitatórios com maior área do corpo celular (p<0,05) e aumento no número de células gliais em 2,3 vezes (p<0,001). Dessa forma, os resultados do trabalho mostram importantes alterações neurogliais no plexo mioentérico ileal mediadas pela exposição pré-natal ao VPA, abrindo novos caminhos ao entendimento da fisiopatologia do TEA. / Autism Spectrum Disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by social interaction and communication deficits and repetitive behavior. The ASD may present several comorbidities, as gastrointestinal alterations – including chronic constipation, gastroesophageal reflux, celiac disease and intestinal cramps. The ASD etiology might be related togenetic alteration and environmental risk factors during pregnancy, as exposure to valproic acid (VPA), which became a reliable tool for induce autism-like alterations in rodents. The present study aimed to evaluate alterations in enteric nervous system (ENS) in an animal model of ASD prenatally exposed to VPA. Pregnant Wistar females received a single intraperitoneal injection of 600 mg/kg VPA or physiological saline (Control) on embryonic day 12.5 (E12.5). The 30 days old male offspring were euthanized by perfusion, and the ileum was removed and delaminated, followed by ileal myenteric ganglia (IMG) evaluation of total neurons (HuC/D+); excitatory neurons(ChAT+); inhibitory neurons(NOS+) and glial cells (GFAP+).The results showed less total neuronal density (p<0.05); no difference in ganglionic area; no difference in the inhibitory neurons population (density and body area); decreased neuronal density and increased body area of excitatory neurons (p<0.05) and 2.3 times increased in the number of glial cells (p<0.001). In conclusion, our results show important neuron-glia alterations in IMG mediated by prenatal exposure to VPA, opening new clues in the understanding of ASD pathophysiology.

Made available in DSpace on 2014-06-10T02:01:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000458575-Texto+Completo-0.pdf: 2405331 bytes, checksum: 33fd1d0ad3d3f11fcf5b9cd9b9bff218 (MD5) Previous issue date: 2014 / Introduction: Psychiatric disorders are among the most common diseases and represent an important public health problem. The neurobiological processes implicated in the pathophysiology of neuropsychiatric disorders are not fully known. Exposure to adverse events in early life increases the risk of developing neuropsychiatric conditions in adulthood, including affective disorders and psychosis. In rodents, maternal separation (MS) is commonly used as a model of exposure to stress in early life. MS may cause long-term effects on brain function, including cellular, neurochemical and behavioral changes. The involvement of pro -inflammatory cytokines in neuropsychiatric disorders has attracted increasing interest from researchers. Topiramate is an antiepileptic drug that has proven to exhibit neuroprotective properties in animal models of brain injury, reducing neuronal damage in animal models of neonatal hypoxic ischemia and attenuating memory deficits.Objectives: To investigate the effect of Topiramate (Top) in reversing cognitive impairment in rats submitted to neonatal stress induced by MS and compare with Valproic Acid (Val), which was previously studied by our research group. Furthermore, to investigate the effects of neonatal stress with and without treatment with Val and Top on BDNF, TNF- α, and Interleukin 10 (IL-10) levels.Methodology: Study on animal model of stress exposure in neonatal period (method of MS), in male rats. Treatment with Top and Val in adulthood: one group received 10mg/kg of Top orally once a day for 14 days, the other group received 100mg/kg of Top in the same period, another group received Val 200mg/kg orally in the same period, and the other group received the same corresponding amount in milliliters also orally of saline solution (control group). Behavioral tests (motor/exploratory activity, recognition memory), and analyzes of BDNF, TNF- α , and IL-10 levels were performed in adulthood .Results: The MS during the neonatal period causes memory impairment in adult rats. The treatment in adults with Top caused injury to memory when used, independently of maternal separation. Likewise, it also failed to reverse the damage caused by MS. Pharmacological treatment with Val in adulthood reversed long-term (LTM) memory deficits induced by MS and caused an improvement in short-term memory (STM) in rats separated from the mother. The MS induced a significant increase in IL -10 when the separated-saline (MS - Sal) was compared with the control group (non-separated-saline, NS-Sal). Statistical comparisons of TNF-α levels, indicated that the group subjected to MS which received saline (MS - Sal) showed a significant increase in the levels of TNF-α in the hippocampus when compared with the control group. Similarly, the levels of TNF-α in the group MS-Sal were also increased in cortex, compared to NS-Sal group. The MS induced a significant decrease in BDNF levels in the hippocampus, when the group MS-Sal was compared with the control group. No statistically significant difference was observed in the comparison of BDNF in prefrontal cortex.Conclusions: MS leads to persistent memory deficits and increases levels of the anti-inflammatory cytokine, IL-10, and of the pro-inflammatory cytokine, TNF-α, and decreases levels of BDNF in adulthood. Val partially alleviated these memory deficits, while Top was ineffective. Surprisingly, the two drugs were able to recover levels of cytokines in brain regions studied. / Introdução: Os transtornos psiquiátricos estão entre as doenças mais comuns e representam um importante problema de saúde pública. Os processos neurobiológicos implicados na fisiopatologia dos transtornos neuropsiquiátricos ainda não são totalmente conhecidos. A exposição a eventos adversos no início da vida aumenta o risco de desenvolvimento de condições neuropsiquiátricas na idade adulta, incluindo transtornos afetivos e psicose. Em roedores, a separação materna (SM) tem sido correntemente utilizada como um modelo de exposição ao estresse no início da vida. A SM poder causar efeitos à longo prazo na função cerebral, incluindo alterações celulares, neuroquímicas e comportamentais. O envolvimento das citocinas pró e antiinflamatórias nas doenças psiquiátricas tem despertado cada vez mais o interesse dos pesquisadores. O topiramato é um medicamento anti-epiléptico que provou apresentar propriedades neuroprotetoras em modelos animais de lesão cerebral, reduzindo o dano neuronal em modelos animais de isquemia hipóxica neonatal e atenuando os déficits da memória.Objetivos: Investigar o efeito do Topiramato (Top) na prevenção do prejuízo cognitivo em ratos Wistar submetidos a estresse neonatal, induzido pela SM e comparar com o Ácido Valpróico (Val). Investigar o efeito do estresse neonatal com e sem o tratamento com Top e Val sobre os níveis de BDNF, TNF- α e Interleucina 10 (IL-10).Metodologia: Estudo com modelo animal de exposição a estresse no período neonatal (método SM), em ratos machos. Tratamento com Top e Val na idade adulta: um grupo recebeu 10mg/Kg via oral de Top uma vez ao dia por 14 dias, o outro grupo recebeu 100mg/kg de Top no mesmo período, outro grupo recebeu 200mg/kg via oral de Val no mesmo período, e o outro grupo recebeu a mesma quantidade correspondente em mililitros também por via oral de solução salina (grupo controle). Testes comportamentais (atividade motora/exploratória, memória), análises de BDNF, TNF α, IL10 foram realizados na idade adulta.Resultados: A SM durante o período neonatal causa prejuízo de memória em ratos adultos. O tratamento na idade adulta com Top ocasionou prejuízo à memória quando utilizado independente da SM. Assim como, também não conseguiu reverter os danos ocasionados pela SM. O tratamento farmacológico com Valproato (Val) na vida adulta reverteu os déficits de memória de longa- duração (LTM) induzidos pela privação materna e provocou uma melhora na memória de curta-duração (STM) nos ratos separados da mãe. A SM induziu um aumento significativo nos níveis de IL-10 quando o grupo separado-salina (S–Sal) foi comparado com o grupo controle não separado-salina (NS-Sal). As comparações estatísticas dos níveis de TNF-α, indicaram que o grupo submetido à SM que recebeu solução salina (S-Sal) apresentou um aumento significativo nos níveis de TNF-α no hipocampo quando comparado com o grupo de controle. Do mesmo modo, os níveis de TNF-α de animais do grupo S -Sal foram também aumentados no córtex, quando comparado com o grupo de NS–Sal. A SM induziu um decréscimo significativo nos níveis de BDNF no hipocampo, quando o grupo S-Sal foi comparado com o grupo controle. Nenhuma diferença estatisticamente significativa foi observada na comparação do BDNF no córtex pré-frontal.Conclusões: A SM induz a déficits de memória persistentes e aumenta os níveis da citocina anti-inflamatória, a IL-10, e da citocina pró - inflamatória, o TNF-α, e diminui os níveis de BDNF na idade adulta. O Val parcialmente amenizou esses déficits de memória, enquanto que o Top foi ineficaz. Surpreendentemente, as duas drogas foram capazes de recuperar os níveis das citocinas nas regiões cerebrais estudadas.

O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por prejuízos na comunicação e interação social, assim como por comportamentos repetitivos. O TEA pode apresentar diversas comorbidades, como alterações gastrointestinais – incluindo constipação crônica, refluxo gastroesofageal, doença celíaca e cólicas intestinais. A etiologia do TEA ainda é desconhecida, mas pode envolver alterações genéticas e a fatores de risco ambientais durante a gestação, como a exposição ao ácido valproico (VPA). Dessa forma, a exposição embrionária ao VPA tornou-se uma ferramenta confiável para a indução de alterações do tipo autista em roedores. O presente estudo teve como objetivo avaliar alterações no sistema nervoso entérico (SNE) de animais expostos ao VPA durante a gestação. Para isso, ratas Wistar prenhes receberam uma única dose (injeção intraperitoneal) de 600 mg/kg de VPA ou solução fisiológica (salina) no dia embrionário 12,5 (E12,5). A prole de machos, com 30 dias de vida pós-natal, sofreu eutanásia e então removeu-se o íleo, que passou por delaminação. No plexo mioentérico ileal foram avaliados por imunofluorescência, neurônios totais (HuC/D+), neurônios excitatórios (ChAT+), neurônios inibitórios (NOS+) e células gliais (GFAP+). A análise apresentou menor densidade neuronal nos gânglios mioentéricos ileais no grupo VPA (p<0,05); área ganglionar semelhante; mesmo perfil de densidade e corpo celular para neurônios inibitórios; menor densidade de neurônios excitatórios com maior área do corpo celular (p<0,05) e aumento no número de células gliais em 2,3 vezes (p<0,001). Dessa forma, os resultados do trabalho mostram importantes alterações neurogliais no plexo mioentérico ileal mediadas pela exposição pré-natal ao VPA, abrindo novos caminhos ao entendimento da fisiopatologia do TEA. / Autism Spectrum Disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by social interaction and communication deficits and repetitive behavior. The ASD may present several comorbidities, as gastrointestinal alterations – including chronic constipation, gastroesophageal reflux, celiac disease and intestinal cramps. The ASD etiology might be related togenetic alteration and environmental risk factors during pregnancy, as exposure to valproic acid (VPA), which became a reliable tool for induce autism-like alterations in rodents. The present study aimed to evaluate alterations in enteric nervous system (ENS) in an animal model of ASD prenatally exposed to VPA. Pregnant Wistar females received a single intraperitoneal injection of 600 mg/kg VPA or physiological saline (Control) on embryonic day 12.5 (E12.5). The 30 days old male offspring were euthanized by perfusion, and the ileum was removed and delaminated, followed by ileal myenteric ganglia (IMG) evaluation of total neurons (HuC/D+); excitatory neurons(ChAT+); inhibitory neurons(NOS+) and glial cells (GFAP+).The results showed less total neuronal density (p<0.05); no difference in ganglionic area; no difference in the inhibitory neurons population (density and body area); decreased neuronal density and increased body area of excitatory neurons (p<0.05) and 2.3 times increased in the number of glial cells (p<0.001). In conclusion, our results show important neuron-glia alterations in IMG mediated by prenatal exposure to VPA, opening new clues in the understanding of ASD pathophysiology.

Transtorno do espectro do autismo (TEA), é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por perturbações na comunicação social recíproca e na manifestação de comportamentos, interesses e atividades repetitivos e restritos. Embora a etiologia do autismo ainda seja desconhecida, há fortes evidências de que esta condição é causada por uma complexa interação de fatores genéticos e ambientais durante o desenvolvimento. Além disso, uma das características preponderantes a nível de circuitaria neural é o desequilíbrio entre excitação e inibição, com o predomínio do primeiro. A exposição ao ácido valpróico (VPA) durante a gestação é um dos conhecidos fatores de risco ambiental. Com base nesta informação, o VPA é comumente utilizado para desencadear um fenótipo do tipo autista em murinos. Nosso grupo demonstrou previamente que um tratamento subcrônico com resveratrol (RSV) aplicado a ratas prenhes é capaz de prevenir os prejuízos no comportamento social induzidos na prole pelo VPA. No presente trabalho, nós investigamos a influência do tratamento prenatal com o RSV nos níveis de expressão de proteínas sinápticas excitatórias (PSD-95 e neuroliguina- 1) e inibitórias (gefirina e neuroliguina-2) no córtex pré-frontal medial (CPFm) e no hipocampo de filhotes machos aos 30 dias de vida. O balanço entre excitação e inibição nestas regiões encefálicas já foi associado de maneira causal com a modulação do comportamento social em camundongos. Algumas alterações que observamos no grupo VPA foram contrapostas pela ação do RSV. Em resumo, RSV leva a uma tendência de diminuição da proteína PSD-95 no CPFm nos animais do grupo VPA+RSV em comparação ao grupo VPA (p=0,092), provavelmente exercendo suas ações ao nível da tradução. Adicionalmente, RSV aumenta significativamente os níveis de expressão gênica de gefirina no CPFm e hipocampo. Portanto, nós identificamos dois mecanismos diferentes pelos quais o RSV poderia reduzir a excitabilidade neuronal neste modelo animal de autismo. Isto se soma às crescentes evidências sobre desregulações na razão excitação/inibição no autismo que se relacionam com alterações de comportamento, e pode ser a base da ação preventiva exercida pelo RSV. / Autism spectrum disorder (ASD) is a group of neurodevelopmental disabilities characterized by sociability impairments accompanied by verbal and nonverbal communication deficits and stereotyped behavioral patterns. Although ASD etiology is still not known, there is growing evidence that this disorder is caused by a complex interplay of both genetic and environmental risk factors acting at the developmental stages and that a misbalance between excitation and inhibition (with predominance of the former) is a prominent characteristic at the circuitry level. One of the known risk factors is maternal use of valproic acid (VPA) during gestation. Based on this observation, VPA is commonly used to generate an ASD-like condition in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with Resveratrol (RSV) prevented the social deficits generated by VPA in the male offspring. In this work, we aimed to investigate the influence of prenatal RSV treatment on the expression levels of synaptic proteins of excitatory (PSD-95 and neuroligin-1) and inhibitory (gephyrin and neuroligin-2) contacts of medial prefrontal cortex (mPFC) and hippocampus in young male rats. Excitation/inhibition balance in these two brain regions is implicated causally in the modulation of social behaviors in murines. We identified alterations in the VPA animal model of autism, some of which were corrected by the RSV treatment. In summary, we found that RSV leads to a trend of decrease in the level of protein PSD-95 in the mPFC of the VPA+RSV group animals compared to the VPA group (p=0,092), probably exerting its actions at the translation level. In addition, RSV increases gene expression of gephyrin in both mPFC and hippocampus. Therefore, we identified two different mechanisms of reduction of the neuronal excitability mediated by RSV treatment in this animal model of autism. This adds evidence to the growing body of findings about alteration of behaviors mediated by excitation/inhibition regulation in autism, and can be the basis for the phenotypic prevention exerted by RSV.

O transtorno do espectro do autismo (TEA) representa um grupo de desordens do neurodesenvolvimento, caracterizados por 1) déficits na comunicação e na interação social e 2) comportamentos repetitivos e interesses/atividades restritas. A etiologia do TEA reside em uma interação complexa entre fatores genéticos e fatores de risco ambiental. A exposição prénatal ao ácido valproico (VPA) tem sido associada com um aumento significativo no diagnóstico de TEA no período pós-natal e, baseado nessas evidências, um modelo animal de autismo foi proposto. Anormalidades neuroquímicas, morfológicas e comportamentais, similares àquelas encontradas em indivíduos com diagnóstico de TEA, têm sido descritas nesse modelo. Ainda, validades preditivas (respostas análogas para tratamentos), de construto (mesma disfunção biológica que origina certa condição em humanos) e de face (características endofenotípicas similares às encontradas no transtorno estudado) estão presentes nesse modelo, garantindo sua eficácia como um método confiável de pesquisa experimental. Considerando os efeitos neuroprotetores, antioxidantes e anti-inflamatórios do resveratrol (RSV), nós investigamos a influência do tratamento pré-natal com RSV nos comportamentos sociais no modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao VPA. A administração pré-natal de RSV preveniu as alterações sociais, induzidas pelo VPA, avaliadas nesse estudo. A interação molecular entre o RSV e o VPA é baixa e altamente instável, sugerindo efeitos celulares ao invés de processos químicos independentes. Por fim, os achados da presente tese originaram: (1) um capítulo de livro descrevendo os achados no modelo animal de autismo por exposição pré-natal ao VPA; (2) um artigo onde uma estratégia experimental promissora, utilizando resveratrol (RSV), foi delineada para avaliar alterações no desenvolvimento relacionadas a alterações neurais e comportamentais no TEA; (3) uma patente para o uso dessa estratégia experimental; (4) resultados preliminares sobre os alvos moleculares do RSV e do VPA envolvendo a etiologia do autismo; e (5) um comentário técnico em um artigo de alto impacto ressaltando o conhecimento e domínio adquirido pelo grupo nos estudos dentro do modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao VPA. / Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by 1) deficits in social communication and social interaction and 2) restricted repetitive behaviors, interests, and activities (RRBs). Its etiology involves a complex interplay of both genetic and environmental risk factors. Prenatal exposure to valproic acid (VPA) has been associated with significantly increased risks of ASD and, based on this fact, an animal model of ASD was proposed. Neurochemical, morphological, and behavioral abnormalities, similar to those found in individuals with ASD have been described in this model. Construct (the same biological dysfunction that causes the human disorder), face (strong analogies to the endophenotypes of the human disorder), and predictive (analogous response to treatments) validities are also present in this model, ensuring its effectiveness as a trustworthy research tool. Considering the neuroprotective, antioxidant and anti-inflammatory effects of resveratrol (RSV), we investigated the influence of prenatal RSV treatment on social behaviors of in the animal model of ASD induced by prenatal exposure to VPA. Prenatal administration of RSV prevented the VPA-induced social impairments evaluated in this study. The molecular interaction between RSV and VPA is weak and highly unstable, suggesting cellular effects instead of a single chemical process. In summary, the present thesis findings resulted in: (1) a book chapter describing the findings in the VPA animal model of ASD; (2) an article where a promising experimental strategy is design to evaluate developmental alterations implicated in neural and behavioral impairments in ASD; (3) a patent protecting the use of this research strategy; (4) preliminary results about molecular targets of RSV and VPA involved in the etiology of autism; and (5) a technical comment in a high impact article, showing that we are performing our work in the state of the art.

Autism spectrum disorder (ASD) is classified as a neurovelopmental disorder, presenting impairments in social communication and sociability, as well as stereotyped behavioral patterns. Although the etiology remains unknown, there is growing evidence suggesting a complex interplay between genetic and environmental risk factors during the gestational period. Many alterations are related to ASD, as multisensory alterations and recent data were pointing out the misbalance between excitation and inhibition, with high predominance in excitation compound, in cortical areas related to sensory processing. The valproic acid (VPA) exposure is an environmental risk to ASD and VPA is commonly used by our group to induce autistic-like behaviors in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with resveratrol (RSV) prevented the social deficits induced by VPA in male offspring rats. The present work evaluated the influence of RSV and VPA interaction in the nest seeking behavior in 10 days old male rats and in the relative genic expression levels of synaptic proteins (Sinaptophysin) in excitatory (PSD95) and inhibitory synapses (Gephyrin) in amygdala region of 30 days old rats. We identified impairments in the number of correct choices to the nest in VPA group, which were in accordance to the literature data. Nevertheless, we showed, for the first time, that resveratrol were able to prevent these impairments In RSV+VPA group. Besides, the present work showed important significant alterations at the genic expression level of synaptic proteins related to excitatory and inhibitory synapses in the amygdala region, an important brain structure related to attachment behavior and altered in ASD. Therefore, these data highlights resveratrol as an important molecule for prevention of autistic-like sensory behaviors in the animal model of autism induced by prenatal exposure to VPA, as well as an important tool for seeking etiological targets and physiopathology studies in TEA.

Autism spectrum disorder (ASD) is classified as a neurovelopmental disorder, presenting impairments in social communication and sociability, as well as stereotyped behavioral patterns. Although the etiology remains unknown, there is growing evidence suggesting a complex interplay between genetic and environmental risk factors during the gestational period. Many alterations are related to ASD, as multisensory alterations and recent data were pointing out the misbalance between excitation and inhibition, with high predominance in excitation compound, in cortical areas related to sensory processing. The valproic acid (VPA) exposure is an environmental risk to ASD and VPA is commonly used by our group to induce autistic-like behaviors in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with resveratrol (RSV) prevented the social deficits induced by VPA in male offspring rats. The present work evaluated the influence of RSV and VPA interaction in the nest seeking behavior in 10 days old male rats and in the relative genic expression levels of synaptic proteins (Sinaptophysin) in excitatory (PSD95) and inhibitory synapses (Gephyrin) in amygdala region of 30 days old rats. We identified impairments in the number of correct choices to the nest in VPA group, which were in accordance to the literature data. Nevertheless, we showed, for the first time, that resveratrol were able to prevent these impairments In RSV+VPA group. Besides, the present work showed important significant alterations at the genic expression level of synaptic proteins related to excitatory and inhibitory synapses in the amygdala region, an important brain structure related to attachment behavior and altered in ASD. Therefore, these data highlights resveratrol as an important molecule for prevention of autistic-like sensory behaviors in the animal model of autism induced by prenatal exposure to VPA, as well as an important tool for seeking etiological targets and physiopathology studies in TEA.

Introdução: O Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) é caracterizado por prejuízos na interação social e comunicação, e por comportamentos repetitivos e repertório restrito de interesses. Alterações em diferentes sistemas de neurotransmissores, como o serotoninérgico, GABAérgico e glutamatérgico já foram estudadas e relatadas no TEA. Surpreendentemente, o sistema histaminérgico recebeu pouca atenção e poucos estudos sobre histamina (HA) e TEA estão disponíveis na literatura. Além disso, ligantes do receptor histaminérgico 3 (H3R) são considerados agentes terapêuticos promissores para o tratamento de diferentes desordens neurológicas e prejuízos cognitivos, mas seus efeitos em características do tipo autista ainda não foram determinados. Objetivos: Avaliar o efeito do ciproxifan (CPX), um agonista inverso do H3R, sobre o modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao ácido valpróico (VPA, do inglês: valproic acid) e medir a concentração de HA e os níveis do mRNA de H3R e H4R em diferentes estruturas encefálicas desse modelo. Além disso, investigar o papel do H3R no comportamento social e estereotipado. Métodos: Camundongos Swiss sofreram exposição pré-natal ao VPA no dia embrionário 11 e, aos 50 dias de vida pós-natal foram submetidos à avaliação de comportamento social, limiar de nocicepção e comportamento repetitivo, com ou sem tratamento com CPX. Após as avaliações comportamentais, os animais foram eutanasiados por exsanguinação depois de terem sido anestesiados com isoflurano. Córtex cerebral, estriado e hipocampo foram removidos, congelados em nitrogênio líquido e armazenados a -80°C para quantificação de mRNA do H3R e H4R por qPCR e de conteúdo de HA por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, do inglês: High Performance Liquide Chromatography). Camundongos H3R KO e WT C57BL/6J, aos 50 dias de vida, foram usados nos testes com o aparato de três câmaras e marble burying para determinação do papel do H3R na sociabilidade e comportamento estereotipado. Resultados: O grupo VPA apresentou menor índice se sociabilidade quando comparado aos animais do grupo Controle, e o tratamento com CPX foi capaz de reverter completamente este efeito. Entretanto, o aumento no limiar de nocicepção observado no grupo VPA não foi revertido pelo tratamento. No teste marble burying, o grupo VPA enterrou um maior número de bolinhas de gude em relação ao grupo Controle, indicando comportamento repetitivo, um efeito também prevenido pelo CPX. Além disso, a análise molecular entre os grupos VPA e Controle mostrou um aumento significativo nos níveis de mRNA do H3R, bem como uma maior concentração de HA no estriado de animais VPA. O H3R pode ter um papel no interesse por novidade social, característica prejudicada no TEA, já que camundongos H3R KO demonstraram comportamento anormal quando testados para este parâmetro no teste com aparato de três câmaras. Conclusões: Uma dose aguda de CPX foi capaz de reverter prejuízo na sociabilidade, bem como comportamento repetitivo apresentados pelo modelo VPA de autismo. Além disso, este é o primeiro relato sobre anormalidades no sistema histaminérgico nesse modelo. Estes achados contribuem para investigações futuras sobre a fisiopatologia do TEA, bem como apontam para um possível novo tratamento para características do tipo autista. Mais estudos são necessários para corroborar e expandir esses dados iniciais. / Introduction: Autism spectrum disorder (ASD) is primarily characterized by impaired social interaction and communication, and by restricted repetitive behaviors and interests. Alterations in different neurotransmitter systems, such as serotonergic, GABAergic and glutamatergic have been studied and reported in ASD. Surprisingly, the histaminergic system has received less attention and few studies are available on the literature about histamine and ASD. In addition, ligands of histamine receptor 3 (H3R) are considered potential therapeutic agents for the treatment of different brain disorders and cognitive impairments, but its effects on autistic-like features have not been evaluated. Objectives: The objective of this study was to evaluate the actions of ciproxifan (CPX), an H3R inverse agonist, on the animal model of autism induced by prenatal exposure to valproic acid (VPA) and to measure the concentration of histamine and the H3R and H4R mRNA levels in different brain structures of this model. In addition, to investigate the role of H3R in sociability and stereotypic behavior. Methods: Swiss mice were prenatally exposed to VPA on embryonic day 11 and assessed for social behavior, nociceptive threshold and repetitive behavior at 50 days of life after treatment with CPX. After the behavioral tests, animals were killed by exsanguination after being anesthetized with isoflurane. Cerebral cortex, striatum and hippocampus were removed, frozen in liquid nitrogen and stored at -80°C for quantification of H3R and H4R mRNA by qPCR and histamine content by HPLC analysis. H3R KO and WT C57BL/6J mice, at 50 days of life, were used in the three-chamber test and marble burying test to determine the role of H3R in sociability stereotypic behavior. Results: The VPA group presented lower sociability index compared to VPA animals that were treated with CPX. Compared to the Control group, VPA animals presented a significantly higher nociceptive threshold, and treatment with CPX was not able to modify this parameter. In the marble burying test, the number of marbles buried by VPA animals was consistent with markedly repetitive behavior. VPA animals that received CPX buried a reduced amount of marbles. A significant increase in H3R mRNA, as well as higher concentration of histamine were detected in striatal samples from the VPA mice. H3R might influence the search for social novelty, a feature that is impaired in ASD, as H3R KO mice displayed abnormal behavior when tested for this parameter in the three chambers test. Conclusions: In summary, an acute dose of CPX is able to revert sociability deficits and stereotypies present in the VPA model of autism. In addition, this is the first report of abnormalities in the histaminergic system of this model. These findings have the potential to help the investigations of both the molecular underpinnings of ASD and of possible treatments to ameliorate the ASD symptomatology, although more research is still necessary to corroborate and expand this initial data.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:40:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARIA LUCILA RIBEIRO CAMPOS - DD2006.pdf: 242295 bytes, checksum: 0e73136eee31a3dfadc724b3b033bce9 (MD5) Previous issue date: 2006-09-12 / Autism is a pervasive development disorder characterized by impairment in three areas: sociability, communication and repetitive behaviors, having a multicausal etiology, including genetic and environmental agents. In the late years, the seizures treatment with VPA during pregnancy has been related to higher occurrence of autism. In order to investigate the possible causes of autism, animal models had been used with expressive results. This study explores the impact in the sociability development in animals exposed to VPA during gestation. Pregnant rats were treated VPA in the 9th day of gestation and social behavior of the offspring were analyzed. The results showed a significant impairment in several forms of social behavior. Recent publications show abnormal serotonin neuron migration associated with VPA which might be underlying the mechanisms of these behaviors. / O autismo é um transtorno invasivo do desenvolvimento caracterizado pelo prejuízo em 3 áreas: sociabilidade, comunicação e comportamentos repetitivos, cuja etiologia parece ser multicausal, incluindo fatores genéticos e ambientais. Há algum tempo o uso de ácido valpróico (VPA), durante a gestação, no tratamento de convulsões, tem sido relacionado com a ocorrência desse transtorno. Modelos animais para investigação de possíveis causas dessa condição têm sido utilizados com resultados expressivos. Esse trabalho pretende explorar o impacto no desenvolvimento da sociabilidade em sujeitos expostos a essa droga durante a gestação, permitindo avançarmos no conhecimento acerca da associação observada entre VPA durante a gestação e autismo. Para tanto, ratas prenhes receberam o VPA no 9º dia de gestação e o comportamento social da prole foi analisado. Como resultado, observou-se um prejuízo significativo em várias formas de comportamento social. A bibliografia recente apresenta indícios de alterações na migração de neurônios de serotonina nesses indivíduos, o que poderia ser uma explicação para as alterações de comportamento.