Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:05:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318432.pdf: 1682275 bytes, checksum: b1ff1c1bc0e1156c2b36ddc92e31ec5b (MD5) Previous issue date: 2013 / A agmatina é uma amina catiônica endógena cuja ação antidepressiva é reportada em diversos estudos nos últimos anos. O presente estudo investigou o efeito do tratamento agudo com agmatina no teste da suspensão pela cauda (TSC) em camundongos, um modelo animal preditivo, amplamente utilizado na investigação de novos compostos com ação antidepressiva. O tratamento oral com agmatina em baixas doses (0,001, 0,01, 0,1 e 1 mg/kg) reduziu o tempo de imobilidade dos animais no TSC confirmando seu efeito tipo-antidepressivo neste teste. Além disso, considerando a estreita relação entre inflamação e depressão, e a necessidade de investigar o potencial antidepressivo dessa amina em modelos animais de depressão, foi investigado o efeito da agmatina em um modelo que induz um comportamento tipo-depressivo nos animais após administração do fator de necrose tumoral (TNF-a). A administração intracerebroventricular (i.c.v.) de TNF-a (0,001 fg/sítio) promoveu um aumento no tempo de imobilidade dos animais no TSC, caracterizando um comportamento tipo-depressivo, que foi prevenido pelo tratamento com agmatina (0,0001, 0,1 e 1 mg/kg). Adicionalmente, foi avaliado o envolvimento dos sistemas monoaminérgicos, glutamatérgico e da via L-arginina-óxido nítrico no efeito antidepressivo da agmatina no modelo de comportamento tipo-depressivo induzido por TNF-a no TSC. Em animais que não receberam TNF-a, foi observado que a administração de agmatina em uma dose sub-ativa (0,0001 mg/kg) combinada com doses sub-ativas de fluoxetina (5 mg/kg, p.o., inibidor seletivo da recaptação de serotonina), imipramina (0,1 mg/kg, p.o., inibidor da recaptação de serotonina e noradrenalina/antidepressivo tricíclico), bupropiona (1 mg/kg, p.o, inibidor da recaptação de dopamina, com atividade na recaptação de noradrenalina), MK-801 (0,001 mg/kg, p.o., antagonista não competitivo de receptores NMDA) ou 7-nitroindazol (7-NI) (25 mg/kg, i.p., inibidor da enzima óxido nítrico sintase neuronal), foi capaz de produzir um efeito tipoantidepressivo sinérgico. Todas essas administrações, inclusive o prétratamento com agmatina, antidepressivos, MK-801 e 7-NI isoladamente em suas doses sub-ativas, foram capazes de prevenir o aumento do tempo de imobilidade dos animais induzido pela administração de TNFa. Nenhuma alteração locomotora dos animais foi verificada no teste do campo aberto. Considerando a relação bem estabelecida entre as citocinas pró-inflamatórias e apoptose, além do potencial anti-apoptótico da agmatina e dos antidepressivos convencionais, foi investigado o envolvimento de vias de sinalização que regulam neuroplasticidade e sobrevivência celular: proteína anti-apoptótica Bcl-2, proteína próapoptótica Bax e glicogênio sintase cinase 3ß (GSK-3ß) sobre o efeito antidepressivo da agmatina no modelo do TNF-a. Nenhuma alteração significativa na expressão das proteínas Bax e Bcl-2 e fosforilação de GSK-3ß (Ser9) foram observadas por western blot. Nosso conjunto de resultados demonstrou que o efeito antidepressivo da agmatina parece ser mediado, pelo menos em parte, por uma interação com os sistemas serotonérgico, noradrenérgico, dopaminérgico, pelo antagonismo de receptores NMDA e inibição da síntese de óxido nítrico, indicando que esta amina catiônica pode se constituir em uma nova alternativa terapêutica para o tratamento da depressão associada à inflamação. / Abstract: Agmatine is an endogenous cationic amine that has been shown to exert antidepressant-like effect. The present study investigated the effect of acute treatment with agmatine in tail suspension test (TST) in mice, a predictive animal model, widely used in research for new compounds with antidepressant action. Oral treatment with agmatine at low doses (0.001, 0.01, 0.1 and 1 mg/kg) reduced the immobility time in the TST confirming its antidepressant-like effect in this test. Furthermore, given the close relationship between inflammation and depression, and the need to investigate the antidepressant potential of this amine in animal models of depression, we investigated the effect of agmatine in a model that induces a depressive-like behavior in animals after administration of factor tumor necrosis factor (TNF-a). Acute administration of TNF-a (0.001 fg/site, i.c.v.) increased immobility time in TST, indicative of a depressive-like behavior, and the treatment with agmatine (0.0001, 0.1 and 1 mg/kg) was able to prevent this effect. Additionally, we examined the involvement of monoaminergic systems, NMDA receptors and Larginine-nitric oxide pathway in the antidepressant-like effect of agmatine in the model of depression induced by TNF-a in the TST. In control mice (not received TNF-a) administration of sub-effective doses of agmatine (0.0001 mg/kg) combined with sub-effective doses of fluoxetine (5 mg/kg, p.o., a selective serotonin reuptake inhibitor), imipramine (0.1 mg/kg, p.o., tricyclic antidepressant), bupropion (1 mg/kg, p.o., dopamine reuptake inhibitor with subtle activity on noradrenergic reuptake), MK-801 (0.001 mg/kg, p.o.noncompetitive antagonist of NMDA receptors) or 7-nitroindazole (7-NI) (25 mg/kg, i.p.inhibitor of neuronal NOS), produced a synergistic antidepressantlike effect in the TST. All these administrations and also agmatine, antidepressants, MK-801 and 7-NI administered alone at a sub-effective dose were able to prevent the increased immobility time induced by TNF-a. These effects were not accompanied by alterations in mice locomotor activity. Moreover, given the well-established relationship between pro-inflammatory cytokines and apoptosis, beyond the antiapoptotic potential of agmatine and conventional antidepressants, we investigated the involvement of signaling pathways that regulate neuroplasticity and cellular survival: anti-apoptotic protein Bcl2 protein, pro-apoptotic Bax and glycogen synthase kinase 3ß (GSK-3ß) phosphorylation (Ser9) on the antidepressant effect of agmatine in TNF-a induced animal model. No significant changes in protein expression of Bax and Bcl-2 and in phosphorylation of GSK-3ß (Ser9) were observed by Western blot. Our set of results showed that the acute effect of agmatine on the TNF-a induced animal model of depression appears to be mediated, at least in part by an interaction with monoaminergic systems and by the inhibition of NMDA receptors and nitric oxide synthesis, indicating that this cationic amine may constitute a new therapeutic alternative for the treatment of depression associated with inflammation.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:41:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000434361-Texto+Completo-0.pdf: 871387 bytes, checksum: 61b94d1dabcbd610bd45519b7f1bd74a (MD5) Previous issue date: 2011 / INTRODUCTION: We have previously shown that pharmacological blockade of the gastrin-releasing peptide receptor (GRPR) during the neonatal period in rats produces behavioral features of developmental neuropsychiatric disorders of the autism spectrum, including deficits in social interaction and cognition. OBJECTIVES: Assess the effects of the antagonism of bombesin-like peptides, the GRPR and NMBR, during development in rats, in two related studies. Thus, in the first study we analyzed the expression of GRPR, NR1, and EGFR, three neuronal receptors potentially involved in the etiology of autism, in cerebral cortex and hippocampus of rats submitted to neonatal GRPR blockade by RC-3095. In addition, our second goal was to verify whether clozapine could rescue social behavior impairment in this potential novel animal model of ASD. In the second study, we aimed to investigate the effects of the blockade of two bombesin-like petides; the GRPR and NMBR in aggregative behavior at postnatal day 12 and in social interaction at PN 30 of males and females rats neonatally treated with selective antagonists, RC-3095 and PD 176252.METHODS: Study 1: Rats were injected with the GRPR antagonist RC-3095 or vehicle from postnatal days 1 to 10, and tested for social behavior and recognition memory in the adulthood. One hour prior to the behavioral testing, rats were given a systemic injection of clozapine or saline. The mRNA expression of the NR1 subunit of the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor, the epidermal growth factor receptor (EGFR), and GRPR was measured in the hippocampus and cortex of a separate set of rats given neonatal RC-3095 or vehicle. Study 2: Male and female Wistar rats were injected with the GRPR antagonist RC-3095 or NMB antagonist PD 176252 or vehicle from PN 1 to 10, and tested for aggregative behavior at PN 12 and social interaction in the young phase (at PN 30).RESULTS: Study 1: Rats given neonatal RC-3095 showed decreased social interaction and impaired object recognition memory. Clozapine rescued the social interaction impairment. Treatment with RC-3095 resulted in parallel decreases in the expression of GRPR, NR1, and EGFR in the cortex, and increased expression in the hippocampus. Study 2: Males and females rats given neonatal RC-3095 showed decreased in the maintenance of aggregation behavior during the developmental phase (PN 12) and in different analyses of social interaction when tested at PN 30.CONCLUSION: The results further validate the novel rat model of autism induced by neonatal GRPR blockade, and show for the first time in this model alterations in the expression of neuronal receptors associated with the pathogenesis of autism. In addition, for the first time we showed that the GRPR neonatal blockade, in male and female animals, is associated with impairments observed in aggregation, an important pattern of sociability, and in social interaction, which corresponds to an important behavioral feature of rodent models of autism spectrum disorders. / INTRODUÇÃO: Estudos anteriores de nosso grupo de pesquisa demonstraram que o bloqueio do receptor do peptídeo liberador de gastrina (GRPR) em ratos, durante o período neonatal, produz padrões comportamentais característicos de desordens neuropsiquiátricas do espectro do autismo, incluindo déficits em interação social e cognição. OBJETIVOS: O presente trabalho teve como objetivos avaliar os efeitos do antagonismo dos receptores de peptídeos semelhantes à bombesina, o GRPR e o NMBR, durante o desenvolvimento em ratos, em dois estudos relacionados. Sendo assim, no primeiro estudo, avaliamos a expressão de GRPR, NR1 e EGFR, três receptores neuronais potencialmente envolvidos na etiologia do Autismo, em córtex cerebral e hipocampo de ratos submetidos ao bloqueio neonatal do GRPR, pelo RC-3095. Adicionalmente, nosso segundo objetivo foi verificar se a Clozapina® seria capaz de reverter os prejuízos em comportamento social neste potencial modelo animal da síndrome do autismo. No segundo estudo, investigamos os efeitos do bloqueio de dois receptores de peptídeos semelhantes a bombesina, o GRPR e NMBR em comportamento de agregação e em interação social em ratos machos e fêmeas tratados no período neonatal com antagonistas seletivos RC-3095 e PD 176252.MÉTODOS: Estudo 1: os ratos receberam injeções de RC-3095 (antagonista do GRPR) ou de veículo do 1º ao 10º dias de vida pós natal, e foram testados em tarefas de comportamento social e memória de reconhecimento na fase adulta. Uma hora antes da realização da tarefa comportamental, os animais receberam injeções sistêmicas de Clozapina® ou salina. As expressões de mRNA da subunidade NR1 do receptor NMDA, do EGFR e GRPR foram medidas em hipocampo e córtex de um outro grupo de animais que receberam veículo ou RC-3095 no período neonatal. Estudo 2: Ratos Wistar machos e fêmeas receberam injeções do antagonista de GRPR, o RC-3095, ou antagonista do NMBR, o PD 176252, ou veículo do 1º ao 10º dias de vida pós natal, e foram testados em comportamento de agregação no 12° dia de vida pós-natal (PN 12) e na tarefa de interação social na fase jovem (PN 30).RESULTADOS: Estudo 1: Ratos tratados com RC-3095 na fase neonatal apresentaram decréscimos em interação social e prejuízos em tarefa de memória de reconhecimento. A Clozapina® reverteu os prejuízos em interação social. O tratamento com RC-3095 resultou em decréscimos paralelos na expressão de GRPR, NR1 e EGFR em córtex e aumento de suas expressões em hipocampo. Estudo 2: ratos machos e fêmeas tratados com RC-3095 apresentaram decréscimo na manutenção do comportamento de agregação durante o período de desenvolvimento e em diferentes análises de interação social quando testados aos 30 dias de período pós-natal. CONCLUSÃO: Os resultados apresentados validam o modelo de autismo original, induzido pelo bloqueio neonatal de GRPR e demonstram pela primeira vez neste modelo, alterações na expressão de receptores neuronais associados a patogênese do autismo. Além disso, pela primeira vez demonstramos que o bloqueio neonatal do GRPR, em animais machos e fêmeas, está associado a prejuízos observados na agregação, um importante parâmetro de sociabilidade, e em interação social, que corresponde a um parâmetro importante na caracterização comportamental de modelos de roedores de autismo.

O status epilepticus (SE) é caracterizado por uma crise epiléptica com duração maior que 30 minutos ou crises sucessivas nas quais os níveis de consciência do paciente não são recuperados entre elas. O SE, quando ocorrido durante a infância, pode induzir morte neuronal e levar a alterações comportamentais e cognitivas na idade adulta. O dano cerebral induzido pelo SE têm sido frequentemente relacionado à excitotoxicidade glutamatérgica, principalmente através da hiperestimulação de receptores do tipo NMDA (NMDAR), levando a um excessivo influxo de íons Ca+2 no neurônio, podendo causar morte celular. No presente estudo, investigamos os efeitos de antagonistas de NMDAR sobre a morte neuronal e as alterações comportamentais em animais submetidos ao modelo de SE induzido por LiCl-pilocarpina durante períodos iniciais do desenvolvimento cerebral. Ratos Wistar de 16 dias de vida (P16) receberam uma injeção de pilocarpina (60 mg/kg i.p.) 12-18 h após terem recebido LiCl (3 mEq/kg i.p.). Animais controle receberam salina 0,9%. Na primeira parte deste trabalho, nós investigamos o efeito do antagonista não competitivo e não seletivo de NMDAR, cetamina, administrado após o início das crises, sobre a morte neuronal e as alterações comportamentais induzidas pelo SE. Neste trabalho, observou-se que o SE induzido no início da vida leva a uma expressiva perda neuronal na região CA1 do hipocampo, na habenula, na amigdala e no tálamo 24 após a convulsão. O tratamento com cetamina foi capaz de interromper as convulsões, prevenindo, também, a neurodegeneração. Além disso, o SE induzido em P16 causou aumento nos níveis de ansiedade durante o período adulto, e a intervenção com cetamina foi capaz de reduzir o efeito ansiogênico do SE. Além disso, observou-se um efeito ansiogênico da administração de cetamina per se em animais que não foram submetidos ao SE. Na segunda parte deste estudo, após identificar que o bloqueio de NMDAR é capaz de prevenir os danos a curto e longo prazo induzidos pelo SE, investigamos qual o papel dos NMDAR contendo a subunidade GluN2B na neurodegeneração induzida pelo SE. Neste trabalho, observamos que, diferentemente do bloqueio dos NMDAR através do uso da cetamina, a administração dos antagonistas específicos de NMDAR contendo a subunidade GluN2B, CP-101606 (taxoprodil) e CI-1041 (besonprodil), não foi capaz de terminar as crises convulsivas do SE. No entanto foi eficaz na redução da mortalidade em comparação com os animais SE. Observou-se ainda que diferentemente da cetamina, o bloqueio de NMDAR contendo a subunidade GluN2B não foi capaz de reverter totalmente o dano cerebral induzido pelo SE. Animais que sofreram SE e receberam CI-1041 durante as convulsões apresentaram uma redução na neurodegeneração somente em algumas regiões como hipocampo e amígdala, indicando um efeito neuroprotetor deste composto. No entanto, animais que receberam CP-101606 durante o SE não apresentaram redução na degeneração neuronal nas regiões analisadas. Nossos resultados sugerem, portanto, que o sistema glutamatérgico é um alvo em potencial para o tratamento da neurodegeneração induzida por crises epilépticas prologadas, e que o antagonismo de NMDAR pode servir, pelo menos, como terapia farmacológica complementar em pacientes que sofrem SE durante a infância. Além disso, nossos dados sugerem existir o envolvimento de outras subunidades do NMDAR, além da GluN2B, no dano neuronal induzido pelo SE. / Status epilepticus (SE) is characterized as a prolonged seizure activity or repeated seizures lasting more than 30 min. For immature brains, SE is associated with cellular and behavioral alterations such as neuronal loss and behavioral impairment during adulthood. Brain damage induced by SE has frequently been related to glutamatergic excitotoxicity, mainly through NMDA receptors overstimulation (NMDAR), which can lead to neurodegeneration. In the present study, we investigated the effects of NMDAR antagonists on short- (neuronal death) and long-term (behavioral changes) alterations in animals subjected to SE early in life. Rat pups were injected with LiCl (3 mEq/kg i.p.) 12-18 h prior to pilocarpine (60 mg/kg i.p. - SE group) or saline (0.9%) administration on 16th postnatal day (P16). In the first part of this study, we administered the noncompetitive and non-selective NMDAR antagonist, ketamine, after SE onset to investigate the effect NMDAR blocking on neuronal death and behavioral changes induced SE. We observed that SE induced caused a significant neuronal loss in the CA1 region of the hippocampus, habenula, amygdala and thalamus 24 h after seizures. Treatment with ketamine was able to terminate seizures and to prevent neurodegeneration induced by SE. Moreover, young animal treated with LiCl-pilocarpine presented elevated levels of anxiety at adulthood. Treatment with ketamine prevented this ansiogenic effect of SE. In addition, administration of ketamine alone also induced an increase in anxiety levels in adulthood. In the second part of the study, we investigate the role of NMDAR-containing GluN2B subunit in the neurodegeneration induced by early-life SE. In this work, we found that blocking of NMDAR containing the GluN2B subunit by the compounds CP-101606 (taxoprodil) and CI-1041 (besonprodil) was unable to terminate seizures induced by SE, in contrast to that observed for ketamine treatment. However, treatment with antagonists of NMDAR-containing GluN2B subunit was effective in reducing mortality as compared to SE animals. CP-101606 and CI-1041 treatment were not able to completely reverse the brain damage induced by SE. Animals that were underwent SE and received CI-1041 during seizures presented a reduction in neurodegeneration in some regions such as the hippocampus and amygdala. However, animals that received CP-101606 during SE did not present a reduction in neuronal degeneration in all regions analyzed. Our results therefore suggest that glutamatergic system is a potential target for the treatment of SE, and that antagonism of NMDAR could be used at least as a complementary pharmacotherapy in patients suffering SE during childhood. Furthermore, our data suggest that there is involvement of other NMDAR subunits, beyond GluN2B, in neuronal damage induced by SE.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) / Fédération pour la Recherche sur le Cerveau (FRC) / Ligue Française Contre l'Épilepsie (LFCE) / Foi mostrado anteriormente que os transportadores de glutamato controlam eficientemente atividade de rede no cérebro imaturo de roedores prevenindo a geração de crises. Em particular, inibição de transportadores de glutamato pelo DL-TBOA produz um padrão patológico no eletroencefalograma de ratos recém nascidos registrados em livre movimento. Esse padrão é composto de crises parciais e de breves surtos paroxísticos recorrentes alternados com períodos silenciosos caracterizados como atividade de “surto-atenuação”. A associação de surto-atenuação e crises parciais é observada em recém nascidos cometidos de encefalopatias epilépticas precoces, levantando a possibilidade que transportadores de glutamato podem estar implicados nesta síndrome epiléptica. Curiosamente, TBOA produz despolarizações recorrentes de longa duração e surtos de potencial de ação em interneurônios e células piramidais em fatias corticais. Esse padrão referido como “Slow Network Oscillations” (SNOs) e as crises observadas em vivo, são bloqueadas por antagonistas de receptores NMDA (APV), sugerindo que ambos compartilham mecanismos similares. Assim SNOs providenciam um modelo in vitro para investigação dos mecanismos envolvidos na gênese de atividades paroxísticas. Utilizando registros eletrofisiológicos, nós mostramos que SNOs refletem dois processos que ocorrem durante a inibição de transportadores de glutamato: (1) Um aumento local da concentração de glutamato que ativa ambos receptores NMDA e metabotrópicos (mGluRs) de glutamato de maneira tônica. A ativação de mGluRs reduz a corrente de potássio (IM) aumentando a excitabilidade neuronal. (2) Uma liberação fásica de glutamato que escapa da fenda sináptica (“spillover”) e ativa receptores NMDA extra-sinápticos localizados em ambos interneurônios e células piramidais. Utilizando microscópio de dois fótons multi-feixe, nós analisamos a dinâmica de cálcio das SNOs e mostramos que elas são associadas com ondas recorrentes de cálcio. As ondas de cálcio SNOs não se originam em locais específicos e se propagam lentamente de maneira unidirecional ativando toda a rede neuronal. Assim, propomos que a redução tônica de IM torna a rede neuronal propensa à geração de crises. As atividades paroxísticas são geradas uma vez que os neurônios são suficientemente despolarizados atingindo um potencial de membrana onde IM é normalmente ativada. Nossos resultados indicam que essa despolarização ocorre devido à ativação de receptores extra-sinápticos NMDA. De maneira geral, nossos experimentos revelam que receptores mGluRs e NMDA trabalham em sinergia desempenhando um papel importante na geração de crises. Nós especulamos que esta sinergia acontece em patologias neuronais associadas com a perda de homeostase de glutamato como, por exemplo, em insultos anóxo-isquêmicos / It has been previously shown that cell-surface glutamate transporters efficiently control network activity in the maturing rodent brain, preventing the generation of seizures. In particular, inhibition of glutamate transporters by DL-TBOA leads to a pathological EEG pattern in freely moving rat pups. This is composed of partial seizures and recurrent short paroxysmal bursts, alternating with silent periods, and is characteristic of “suppression burst” activity (SB). The association of SB and partial seizures is observed in neonates suffering from early epileptic encephalopathy, raising the possibility that glutamate transporters could be implicated in this syndrome. Interestingly, TBOA produces recurrent long lasting depolarizations and bursts of action potentials in interneurons and pyramidal cells in cortical slices. This pattern referred to as slow network oscillations (SNOs) and the seizures observed in vivo, were blocked by the NMDA receptor antagonist (APV), suggesting that they share similar mechanisms. Therefore, SNOs provide a suitable in vitro model for investigating the mechanisms involved in the genesis of paroxysmal activity. Using electrophysiological recordings we show that SNOs reflect two processes that occur during inhibition of glutamate transporters: (1) An ambient increase in glutamate concentrations, that tonically activates both NMDA receptors and glutamate metabotropic receptors (mGluRs). The activation of mGluRs reduces the potassium current (IM), increasing neuronal excitability. (2) A phasic release of glutamate that spills out of synapses and activates extrasynaptic NMDA receptors located in both interneurons and pyramidal cells. Using multibeam two-photon microscopy, we analyzed SNOs calcium dynamics and show that they are associated with recurrent calcium waves. The SNOs calcium waves do not have specific sites of origin however they slowly propagate in a unidirectional manner, activating the entire network. Together, we propose that the tonic reduction of IM makes the neuronal network prone to the generation of seizures and the paroxysmal activity is generated when neurons are sufficiently depolarized, and reach the membrane potential where IM is normally activated. Our data indicate that this depolarization occurs due to activation of extrasynaptic NMDA receptors. In total our experiments reveal that mGluRs and NMDA receptors work in synergy playing an important role in the generation of seizures. We speculate that this synergy happens in neuronal pathologies associated with an imbalance in glutamate homeostasis such as anoxo-ischemic insults. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

A formação de memórias de medo contextuais, como as estudadas no presente trabalho, requer a indução da plasticidade sináptica iniciada pela ativação de receptores transmembrana localizados nos neurônios de estruturas encefálicas como o hipocampo. O fluxo iônico mediado pelos receptores N-metil-D-aspartato (NMDARs) é essencial para ativar vias de sinalização intracelular que darão suporte à formação da memória. No entanto, esses receptores parecem não ser necessários em situações onde os animais passaram por uma experiência prévia similar a que está sendo aprendida. Dessa forma, um aprendizado anterior pode modificar os mecanismos de plasticidade que serão utilizados para codificar uma nova informação, caracterizando um fenômeno de metaplasticidade. Esse fenômeno ocorre quando os animais são pré-expostos ao local onde posteriormente serão submetidos a um aprendizado associativo ou quando são re-submetidos a mesma tarefa comportamental com dicas contextuais/espaciais diferentes. No presente trabalho, investigamos (i) os mecanismos de plasticidade sináptica (receptores) e de plasticidade não-sináptica (excitabilidade neuronal) recrutados para a formação do segundo aprendizado e (ii) se a independência dos NMDARs é mantida quando a memória anterior foi adquirida remotamente. Os animais utilizados nesse trabalho (camundongos ou ratos) foram expostos a dois aprendizados sequenciais realizados na tarefa de condicionamento aversivo ao contexto (CAC). O intervalo entre os condicionamentos foi de dois dias nos experimentos do Capítulo I e de três ou quarenta dias nos experimentos do Capítulo II. Cada aprendizado ocorreu em uma caixa de condicionamento com características próprias de formato, odor e iluminação (contexto A ou contexto B), sendo que o primeiro aprendizado ocorreu no contexto A e o segundo no contexto B. Nos experimentos do Capítulo I foram avaliadas no hipocampo dorsal as modificações na excitabilidade neuronal hipocampal induzidas pelo primeiro condicionamento, bem como os receptores envolvidos com a aquisição da memória subsequente e a sobreposição neuronal entre os dois aprendizados. Com a utilização do camundongo transgênico Teg-Tag foi possível identificar os neurônios recrutados para o primeiro aprendizado. Esse animal tem a expressão da proteína fluorescente verde (GFP, do inglês, green fluorescent protein) controlada pela ativação do gene c-fos, que é fisiologicamente transcrito após a atividade neuronal. Dessa forma, os neurônios ativados pelo aprendizado são marcados com GFP. Através da técnica de patch clamp foi observado que os neurônios GFP+ mantiveram a excitabilidade elevada por até dois dias após o treinamento no CAC. Além disso, a identificação dos neurônios recrutados 8 para o aprendizado subsequente foi realizada através da marcação imunofluorescente da proteína Fos, no seu pico de expressão endógena, noventa minutos após o re-treino. Foi observada uma maior sobreposição neuronal (GFP+, Fos+) quando os animais foram retreinados no mesmo contexto dois dias após o primeiro treino. Uma sobreposição intermediária (GFP+, Fos+) foi vista quando os animais tiveram o segundo condicionamento no contexto B, sendo ela significativamente maior do que a sobreposição nos animais não re-treinados. Adicionalmente, foi demonstrado que a aquisição do aprendizado subsequente é mediada por receptores metabotrópicos glutamatérgicos (mGluRs) ao invés de NMDARs. No Capítulo II foi investigado se uma memória remota, adquirida há quarenta dias, ainda seria capaz de influenciar nos mecanismos de plasticidade recrutados para aquisição do aprendizado subsequente. A dinâmica da consolidação sistêmica foi considerada nesses experimentos já que a evocação da memória remota passa a depender de estruturas encefálicas neocorticais, sem recrutar a atividade hipocampal. Apesar da evocação da memória remota não requerer a atividade hipocampal, foi observado que a aquisição do aprendizado subsequente a uma memória remota necessita a atividade de pelo menos uma sub-região do hipocampo (dorsal ou ventral). Complementarmente, os resultados indicaram que, quando o intervalo entre os aprendizados é aumentado (de três para quarenta dias), a formação do aprendizado subsequente, que era independente de NMDARs, volta a depender da plasticidade sináptica mediada por esses receptores no hipocampo (dorsal e ventral). Juntos, nossos resultados sugerem que o primeiro aprendizado causa um aumento da excitabilidade neuronal e modifica a plasticidade sináptica recrutada para o aprendizado subsequente, sendo este último mediado por mGluRs ao invés de NMDARs. Além disso, a metaplasticidade induzida pelo primeiro condicionamento é transiente; quando o intervalo entre as exposições é aumentado, o segundo aprendizado passa a depender novamente da ativação dos NMDARs. / Contextual fear memory formation, like the ones explored in the current work, requires the induction of the synaptic plasticity mediated by the activation of transmembrane receptors that are present in the brain structures as the hippocampus. The ionic flux through the N-methylaspartate- D-aspartate is crucial for activation of the intracellular signaling pathways that will support memory formation. However, these receptors are not necessary when animals had a prior similar learning. In this way, a previous learning can modify the plasticity mechanism that will be recruited to encode a new information, featuring a metaplasticity phenomenon. This phenomenon occurs when animals are pre-exposed to an environment where they will learn an associative learning later or when animals are re-exposed to the same behavioral task with distinct contextual/spatial cues. In the present study, we investigated (i) the synaptic plasticity mechanisms (receptors) and the non-synaptic plasticity mechanisms (neuronal excitability) required for the acquisition of the second learning and (ii) whether a subsequent learning that occurs in a remote time-point is still NMDAR-independent. The animals used in this study (mice or rats) were exposed to two sequential learnings that were performed in the contextual fear conditioning (CFC). The interval between conditionings were two days in the experiments of Chapter I and three or forty days in the experiments of the Chapter II. Each learning was performed in a box with differences on shape, odor and illumination (context A or context B). The first learning occurred in the context A followed by learning on context B. In the experiments of Chapter I it was evaluated the changes in the hippocampal neuronal excitability induced by the first conditioning, the receptors involved with the acquisition of the subsequent memory and the neuronal overlapping between the two sequential learnings. The Teg-Tag transgenic mouse allowed to identify the neurons activated for the first learning experience. This animal has the GFP expression under control of c-fos promoter that is activated by neuronal activity. It was shown by patch clamp that GFP+ neurons are still more excitable two days after learning. Also, the identification of neurons recruited for the subsequent learning was made through immunofluorescent staining of the Fos protein in its peak of endogenous expression, ninety minutes after learning. A greater overlapping (GFP+, Fos+) was observed when animals were retrained in the same context two days after first training. An intermediate overlapping was observed when animals were conditioned in the context B and this expression was significantly higher when compared to animals that were not 10 retrained in either context. Additionally, it was shown that acquisition of the subsequent learning is mediated by metabotropic glutamate receptors (mGluRs) instead of NMDARs In the Chapter II it was investigated whether a remote memory, acquired forty days earlier, is still able to influence in the synaptic plasticity mechanisms recruited for the acquisition of the subsequent learning. Systems consolidation dynamics was considered in these experiments because memory retrieval of a remote memory depends on neocortical brain regions, it not requires hippocampal activity. It was confirmed that hippocampus is not necessary for remote memory retrieval, however at least one longitudinal division of the hippocampus (dorsal or ventral) is essential for learning following a prior remote memory. Moreover, the results indicate that acquisition of the second learning is once again mediated by NMDARs in the hippocampus when the interval between learnings is extended from three to forty days. Altogether, our results suggest that the first learning lead to an increase in the neuronal excitability and modify the synaptic plasticity mechanism recruited for following learning, mGluR are required instead of NMDAR. Furthermore, the metaplasticity induced by first conditioning is transient; the second learning once again requires NMDARs activation when the interval between learnings is longer.

A formação de memórias de medo contextuais, como as estudadas no presente trabalho, requer a indução da plasticidade sináptica iniciada pela ativação de receptores transmembrana localizados nos neurônios de estruturas encefálicas como o hipocampo. O fluxo iônico mediado pelos receptores N-metil-D-aspartato (NMDARs) é essencial para ativar vias de sinalização intracelular que darão suporte à formação da memória. No entanto, esses receptores parecem não ser necessários em situações onde os animais passaram por uma experiência prévia similar a que está sendo aprendida. Dessa forma, um aprendizado anterior pode modificar os mecanismos de plasticidade que serão utilizados para codificar uma nova informação, caracterizando um fenômeno de metaplasticidade. Esse fenômeno ocorre quando os animais são pré-expostos ao local onde posteriormente serão submetidos a um aprendizado associativo ou quando são re-submetidos a mesma tarefa comportamental com dicas contextuais/espaciais diferentes. No presente trabalho, investigamos (i) os mecanismos de plasticidade sináptica (receptores) e de plasticidade não-sináptica (excitabilidade neuronal) recrutados para a formação do segundo aprendizado e (ii) se a independência dos NMDARs é mantida quando a memória anterior foi adquirida remotamente. Os animais utilizados nesse trabalho (camundongos ou ratos) foram expostos a dois aprendizados sequenciais realizados na tarefa de condicionamento aversivo ao contexto (CAC). O intervalo entre os condicionamentos foi de dois dias nos experimentos do Capítulo I e de três ou quarenta dias nos experimentos do Capítulo II. Cada aprendizado ocorreu em uma caixa de condicionamento com características próprias de formato, odor e iluminação (contexto A ou contexto B), sendo que o primeiro aprendizado ocorreu no contexto A e o segundo no contexto B. Nos experimentos do Capítulo I foram avaliadas no hipocampo dorsal as modificações na excitabilidade neuronal hipocampal induzidas pelo primeiro condicionamento, bem como os receptores envolvidos com a aquisição da memória subsequente e a sobreposição neuronal entre os dois aprendizados. Com a utilização do camundongo transgênico Teg-Tag foi possível identificar os neurônios recrutados para o primeiro aprendizado. Esse animal tem a expressão da proteína fluorescente verde (GFP, do inglês, green fluorescent protein) controlada pela ativação do gene c-fos, que é fisiologicamente transcrito após a atividade neuronal. Dessa forma, os neurônios ativados pelo aprendizado são marcados com GFP. Através da técnica de patch clamp foi observado que os neurônios GFP+ mantiveram a excitabilidade elevada por até dois dias após o treinamento no CAC. Além disso, a identificação dos neurônios recrutados 8 para o aprendizado subsequente foi realizada através da marcação imunofluorescente da proteína Fos, no seu pico de expressão endógena, noventa minutos após o re-treino. Foi observada uma maior sobreposição neuronal (GFP+, Fos+) quando os animais foram retreinados no mesmo contexto dois dias após o primeiro treino. Uma sobreposição intermediária (GFP+, Fos+) foi vista quando os animais tiveram o segundo condicionamento no contexto B, sendo ela significativamente maior do que a sobreposição nos animais não re-treinados. Adicionalmente, foi demonstrado que a aquisição do aprendizado subsequente é mediada por receptores metabotrópicos glutamatérgicos (mGluRs) ao invés de NMDARs. No Capítulo II foi investigado se uma memória remota, adquirida há quarenta dias, ainda seria capaz de influenciar nos mecanismos de plasticidade recrutados para aquisição do aprendizado subsequente. A dinâmica da consolidação sistêmica foi considerada nesses experimentos já que a evocação da memória remota passa a depender de estruturas encefálicas neocorticais, sem recrutar a atividade hipocampal. Apesar da evocação da memória remota não requerer a atividade hipocampal, foi observado que a aquisição do aprendizado subsequente a uma memória remota necessita a atividade de pelo menos uma sub-região do hipocampo (dorsal ou ventral). Complementarmente, os resultados indicaram que, quando o intervalo entre os aprendizados é aumentado (de três para quarenta dias), a formação do aprendizado subsequente, que era independente de NMDARs, volta a depender da plasticidade sináptica mediada por esses receptores no hipocampo (dorsal e ventral). Juntos, nossos resultados sugerem que o primeiro aprendizado causa um aumento da excitabilidade neuronal e modifica a plasticidade sináptica recrutada para o aprendizado subsequente, sendo este último mediado por mGluRs ao invés de NMDARs. Além disso, a metaplasticidade induzida pelo primeiro condicionamento é transiente; quando o intervalo entre as exposições é aumentado, o segundo aprendizado passa a depender novamente da ativação dos NMDARs. / Contextual fear memory formation, like the ones explored in the current work, requires the induction of the synaptic plasticity mediated by the activation of transmembrane receptors that are present in the brain structures as the hippocampus. The ionic flux through the N-methylaspartate- D-aspartate is crucial for activation of the intracellular signaling pathways that will support memory formation. However, these receptors are not necessary when animals had a prior similar learning. In this way, a previous learning can modify the plasticity mechanism that will be recruited to encode a new information, featuring a metaplasticity phenomenon. This phenomenon occurs when animals are pre-exposed to an environment where they will learn an associative learning later or when animals are re-exposed to the same behavioral task with distinct contextual/spatial cues. In the present study, we investigated (i) the synaptic plasticity mechanisms (receptors) and the non-synaptic plasticity mechanisms (neuronal excitability) required for the acquisition of the second learning and (ii) whether a subsequent learning that occurs in a remote time-point is still NMDAR-independent. The animals used in this study (mice or rats) were exposed to two sequential learnings that were performed in the contextual fear conditioning (CFC). The interval between conditionings were two days in the experiments of Chapter I and three or forty days in the experiments of the Chapter II. Each learning was performed in a box with differences on shape, odor and illumination (context A or context B). The first learning occurred in the context A followed by learning on context B. In the experiments of Chapter I it was evaluated the changes in the hippocampal neuronal excitability induced by the first conditioning, the receptors involved with the acquisition of the subsequent memory and the neuronal overlapping between the two sequential learnings. The Teg-Tag transgenic mouse allowed to identify the neurons activated for the first learning experience. This animal has the GFP expression under control of c-fos promoter that is activated by neuronal activity. It was shown by patch clamp that GFP+ neurons are still more excitable two days after learning. Also, the identification of neurons recruited for the subsequent learning was made through immunofluorescent staining of the Fos protein in its peak of endogenous expression, ninety minutes after learning. A greater overlapping (GFP+, Fos+) was observed when animals were retrained in the same context two days after first training. An intermediate overlapping was observed when animals were conditioned in the context B and this expression was significantly higher when compared to animals that were not 10 retrained in either context. Additionally, it was shown that acquisition of the subsequent learning is mediated by metabotropic glutamate receptors (mGluRs) instead of NMDARs In the Chapter II it was investigated whether a remote memory, acquired forty days earlier, is still able to influence in the synaptic plasticity mechanisms recruited for the acquisition of the subsequent learning. Systems consolidation dynamics was considered in these experiments because memory retrieval of a remote memory depends on neocortical brain regions, it not requires hippocampal activity. It was confirmed that hippocampus is not necessary for remote memory retrieval, however at least one longitudinal division of the hippocampus (dorsal or ventral) is essential for learning following a prior remote memory. Moreover, the results indicate that acquisition of the second learning is once again mediated by NMDARs in the hippocampus when the interval between learnings is extended from three to forty days. Altogether, our results suggest that the first learning lead to an increase in the neuronal excitability and modify the synaptic plasticity mechanism recruited for following learning, mGluR are required instead of NMDAR. Furthermore, the metaplasticity induced by first conditioning is transient; the second learning once again requires NMDARs activation when the interval between learnings is longer.

A formação de memórias de medo contextuais, como as estudadas no presente trabalho, requer a indução da plasticidade sináptica iniciada pela ativação de receptores transmembrana localizados nos neurônios de estruturas encefálicas como o hipocampo. O fluxo iônico mediado pelos receptores N-metil-D-aspartato (NMDARs) é essencial para ativar vias de sinalização intracelular que darão suporte à formação da memória. No entanto, esses receptores parecem não ser necessários em situações onde os animais passaram por uma experiência prévia similar a que está sendo aprendida. Dessa forma, um aprendizado anterior pode modificar os mecanismos de plasticidade que serão utilizados para codificar uma nova informação, caracterizando um fenômeno de metaplasticidade. Esse fenômeno ocorre quando os animais são pré-expostos ao local onde posteriormente serão submetidos a um aprendizado associativo ou quando são re-submetidos a mesma tarefa comportamental com dicas contextuais/espaciais diferentes. No presente trabalho, investigamos (i) os mecanismos de plasticidade sináptica (receptores) e de plasticidade não-sináptica (excitabilidade neuronal) recrutados para a formação do segundo aprendizado e (ii) se a independência dos NMDARs é mantida quando a memória anterior foi adquirida remotamente. Os animais utilizados nesse trabalho (camundongos ou ratos) foram expostos a dois aprendizados sequenciais realizados na tarefa de condicionamento aversivo ao contexto (CAC). O intervalo entre os condicionamentos foi de dois dias nos experimentos do Capítulo I e de três ou quarenta dias nos experimentos do Capítulo II. Cada aprendizado ocorreu em uma caixa de condicionamento com características próprias de formato, odor e iluminação (contexto A ou contexto B), sendo que o primeiro aprendizado ocorreu no contexto A e o segundo no contexto B. Nos experimentos do Capítulo I foram avaliadas no hipocampo dorsal as modificações na excitabilidade neuronal hipocampal induzidas pelo primeiro condicionamento, bem como os receptores envolvidos com a aquisição da memória subsequente e a sobreposição neuronal entre os dois aprendizados. Com a utilização do camundongo transgênico Teg-Tag foi possível identificar os neurônios recrutados para o primeiro aprendizado. Esse animal tem a expressão da proteína fluorescente verde (GFP, do inglês, green fluorescent protein) controlada pela ativação do gene c-fos, que é fisiologicamente transcrito após a atividade neuronal. Dessa forma, os neurônios ativados pelo aprendizado são marcados com GFP. Através da técnica de patch clamp foi observado que os neurônios GFP+ mantiveram a excitabilidade elevada por até dois dias após o treinamento no CAC. Além disso, a identificação dos neurônios recrutados 8 para o aprendizado subsequente foi realizada através da marcação imunofluorescente da proteína Fos, no seu pico de expressão endógena, noventa minutos após o re-treino. Foi observada uma maior sobreposição neuronal (GFP+, Fos+) quando os animais foram retreinados no mesmo contexto dois dias após o primeiro treino. Uma sobreposição intermediária (GFP+, Fos+) foi vista quando os animais tiveram o segundo condicionamento no contexto B, sendo ela significativamente maior do que a sobreposição nos animais não re-treinados. Adicionalmente, foi demonstrado que a aquisição do aprendizado subsequente é mediada por receptores metabotrópicos glutamatérgicos (mGluRs) ao invés de NMDARs. No Capítulo II foi investigado se uma memória remota, adquirida há quarenta dias, ainda seria capaz de influenciar nos mecanismos de plasticidade recrutados para aquisição do aprendizado subsequente. A dinâmica da consolidação sistêmica foi considerada nesses experimentos já que a evocação da memória remota passa a depender de estruturas encefálicas neocorticais, sem recrutar a atividade hipocampal. Apesar da evocação da memória remota não requerer a atividade hipocampal, foi observado que a aquisição do aprendizado subsequente a uma memória remota necessita a atividade de pelo menos uma sub-região do hipocampo (dorsal ou ventral). Complementarmente, os resultados indicaram que, quando o intervalo entre os aprendizados é aumentado (de três para quarenta dias), a formação do aprendizado subsequente, que era independente de NMDARs, volta a depender da plasticidade sináptica mediada por esses receptores no hipocampo (dorsal e ventral). Juntos, nossos resultados sugerem que o primeiro aprendizado causa um aumento da excitabilidade neuronal e modifica a plasticidade sináptica recrutada para o aprendizado subsequente, sendo este último mediado por mGluRs ao invés de NMDARs. Além disso, a metaplasticidade induzida pelo primeiro condicionamento é transiente; quando o intervalo entre as exposições é aumentado, o segundo aprendizado passa a depender novamente da ativação dos NMDARs. / Contextual fear memory formation, like the ones explored in the current work, requires the induction of the synaptic plasticity mediated by the activation of transmembrane receptors that are present in the brain structures as the hippocampus. The ionic flux through the N-methylaspartate- D-aspartate is crucial for activation of the intracellular signaling pathways that will support memory formation. However, these receptors are not necessary when animals had a prior similar learning. In this way, a previous learning can modify the plasticity mechanism that will be recruited to encode a new information, featuring a metaplasticity phenomenon. This phenomenon occurs when animals are pre-exposed to an environment where they will learn an associative learning later or when animals are re-exposed to the same behavioral task with distinct contextual/spatial cues. In the present study, we investigated (i) the synaptic plasticity mechanisms (receptors) and the non-synaptic plasticity mechanisms (neuronal excitability) required for the acquisition of the second learning and (ii) whether a subsequent learning that occurs in a remote time-point is still NMDAR-independent. The animals used in this study (mice or rats) were exposed to two sequential learnings that were performed in the contextual fear conditioning (CFC). The interval between conditionings were two days in the experiments of Chapter I and three or forty days in the experiments of the Chapter II. Each learning was performed in a box with differences on shape, odor and illumination (context A or context B). The first learning occurred in the context A followed by learning on context B. In the experiments of Chapter I it was evaluated the changes in the hippocampal neuronal excitability induced by the first conditioning, the receptors involved with the acquisition of the subsequent memory and the neuronal overlapping between the two sequential learnings. The Teg-Tag transgenic mouse allowed to identify the neurons activated for the first learning experience. This animal has the GFP expression under control of c-fos promoter that is activated by neuronal activity. It was shown by patch clamp that GFP+ neurons are still more excitable two days after learning. Also, the identification of neurons recruited for the subsequent learning was made through immunofluorescent staining of the Fos protein in its peak of endogenous expression, ninety minutes after learning. A greater overlapping (GFP+, Fos+) was observed when animals were retrained in the same context two days after first training. An intermediate overlapping was observed when animals were conditioned in the context B and this expression was significantly higher when compared to animals that were not 10 retrained in either context. Additionally, it was shown that acquisition of the subsequent learning is mediated by metabotropic glutamate receptors (mGluRs) instead of NMDARs In the Chapter II it was investigated whether a remote memory, acquired forty days earlier, is still able to influence in the synaptic plasticity mechanisms recruited for the acquisition of the subsequent learning. Systems consolidation dynamics was considered in these experiments because memory retrieval of a remote memory depends on neocortical brain regions, it not requires hippocampal activity. It was confirmed that hippocampus is not necessary for remote memory retrieval, however at least one longitudinal division of the hippocampus (dorsal or ventral) is essential for learning following a prior remote memory. Moreover, the results indicate that acquisition of the second learning is once again mediated by NMDARs in the hippocampus when the interval between learnings is extended from three to forty days. Altogether, our results suggest that the first learning lead to an increase in the neuronal excitability and modify the synaptic plasticity mechanism recruited for following learning, mGluR are required instead of NMDAR. Furthermore, the metaplasticity induced by first conditioning is transient; the second learning once again requires NMDARs activation when the interval between learnings is longer.

Made available in DSpace on 2015-04-14T14:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 434361.pdf: 871387 bytes, checksum: 61b94d1dabcbd610bd45519b7f1bd74a (MD5) Previous issue date: 2011-08-23 / INTRODU??O: Estudos anteriores de nosso grupo de pesquisa demonstraram que o bloqueio do receptor do pept?deo liberador de gastrina (GRPR) em ratos, durante o per?odo neonatal, produz padr?es comportamentais caracter?sticos de desordens neuropsiqui?tricas do espectro do autismo, incluindo d?ficits em intera??o social e cogni??o. OBJETIVOS: O presente trabalho teve como objetivos avaliar os efeitos do antagonismo dos receptores de pept?deos semelhantes ? bombesina, o GRPR e o NMBR, durante o desenvolvimento em ratos, em dois estudos relacionados. Sendo assim, no primeiro estudo, avaliamos a express?o de GRPR, NR1 e EGFR, tr?s receptores neuronais potencialmente envolvidos na etiologia do Autismo, em c?rtex cerebral e hipocampo de ratos submetidos ao bloqueio neonatal do GRPR, pelo RC-3095. Adicionalmente, nosso segundo objetivo foi verificar se a Clozapina? seria capaz de reverter os preju?zos em comportamento social neste potencial modelo animal da s?ndrome do autismo. No segundo estudo, investigamos os efeitos do bloqueio de dois receptores de pept?deos semelhantes a bombesina, o GRPR e NMBR em comportamento de agrega??o e em intera??o social em ratos machos e f?meas tratados no per?odo neonatal com antagonistas seletivos RC-3095 e PD 176252. M?TODOS: Estudo 1: os ratos receberam inje??es de RC-3095 (antagonista do GRPR) ou de ve?culo do 1? ao 10? dias de vida p?s natal, e foram testados em tarefas de comportamento social e mem?ria de reconhecimento na fase adulta. Uma hora antes da realiza??o da tarefa comportamental, os animais receberam inje??es sist?micas de Clozapina? ou salina. As express?es de mRNA da subunidade NR1 do receptor NMDA, do EGFR e GRPR foram medidas em hipocampo e c?rtex de um outro grupo de animais que receberam ve?culo ou RC-3095 no per?odo neonatal. Estudo 2: Ratos Wistar machos e f?meas receberam inje??es do antagonista de GRPR, o RC-3095, ou antagonista do NMBR, o PD 176252, ou ve?culo do 1? ao 10? dias de vida p?s natal, e foram testados em comportamento de agrega??o no 12? dia de vida p?s-natal (PN 12) e na tarefa de intera??o social na fase jovem (PN 30). RESULTADOS: Estudo 1: Ratos tratados com RC-3095 na fase neonatal apresentaram decr?scimos em intera??o social e preju?zos em tarefa de mem?ria de reconhecimento. A Clozapina? reverteu os preju?zos em intera??o social. O tratamento com RC-3095 resultou em decr?scimos paralelos na express?o de GRPR, NR1 e EGFR em c?rtex e aumento de suas express?es em hipocampo. Estudo 2: ratos machos e f?meas tratados com RC-3095 apresentaram decr?scimo na manuten??o do comportamento de agrega??o durante o per?odo de desenvolvimento e em diferentes an?lises de intera??o social quando testados aos 30 dias de per?odo p?s-natal. CONCLUS?O: Os resultados apresentados validam o modelo de autismo original, induzido pelo bloqueio neonatal de GRPR e demonstram pela primeira vez neste modelo, altera??es na express?o de receptores neuronais associados a patog?nese do autismo. Al?m disso, pela primeira vez demonstramos que o bloqueio neonatal do GRPR, em animais machos e f?meas, est? associado a preju?zos observados na agrega??o, um importante par?metro de sociabilidade, e em intera??o social, que corresponde a um par?metro importante na caracteriza??o comportamental de modelos de roedores de autismo

Os esteroides anabolizantes androgênicos (EAA) como o decanoato de nandrolona (ND) são hormônios sintéticos derivados da testosterona. Sabe-se que um dos efeitos mais marcantes da administração abusiva destes esteroides é o aumento do comportamento agressivo. Evidências indicam que altas doses de EAA alteram a morfologia e causam hiperativação de sinapses glutamatérgicas, o que se correlaciona com um fenótipo agressivo exacerbado. Fisiologicamente o glutamato é considerado o principal neurotransmissor excitatório no cérebro de mamíferos, entretanto, em níveis elevados, pode causar hiperexcitabilidade neuronal mediada pelos receptores glutamatérgicos ionotrópicos do tipo N-metil-d-aspartato (NMDAr) e, consequentemente alterações no metabolismo mitocondrial. A terminação da sinalização excitatória glutamatérgica é realizada majoritariamente por transportadores existentes em astrócitos. Neste sentido, o transportador astrocitário de glutamato GLT-1 é responsável por mais de 90% da remoção do glutamato da fenda sináptica, contribuindo significativamente, para a manutenção da homeostasis da sinalizacão glutamatérgica. A administração do antibiótico β-lactâmico ceftriaxona (CEF) aumenta a expressão de GLT-1 e diminui a hiperexcitabilidade glutamatérgica, o que poderia potencialmente contrapor mecanismos cerebrais associados ao aumento do fenótipo agressivo induzidos pelo decanoato de nandrolona (ND). Entretanto, estas possíveis interacões moleculares e comportamentais ainda não foram exploradas. Assim, o objetivo primário deste trabalho foi investigar se o aumento da expressão do transportador astrocitário GLT-1 modula mecanismos glutamatérgicos envolvidos na agressividade induzida pelo ND, e a atividade mitocondrial. Para tanto, camundongos CF-1 machos de 60 dias de idade foram divididos em 4 grupos: veículo oleoso (VEH), nandrolona (ND), ceftriaxona (CEF) e nandrolona+ceftriaxona (ND/CEF). A nandrolona foi injetada por via subcutânea (15mg/Kg) por 19 dias. A ceftriaxona (200mg/Kg) ou solução salina foram administradas intraperitonealmente por 5 dias. Após a última injeção foi avaliada a latência para o primeiro ataque e o número de ataques no teste do intruso. Os animais foram sacrificados logo após o teste, e homogeneizados de córtex foram utilizados para imunoquantificação do GLT-1 e da fosforilação da subunidade pNR2Bser1232 do NMDAr. A atividade mitocondrial foi avaliada em sinaptossoma de cérebro total. Os níveis de glutamato foram medidos no líquido cefalorraquidiano. Comparado com o veículo, o tratamento com ND diminuiu significativamente a expressão do GLT-1, aumentou os níveis de glutamato e a expressão da subnidade pNR2Bser1232 o que foi mecanisticamente associado ao aumento do fenótipo agressivo; diminuicão da latência e aumento do número de ataques ao intruso. Ainda, a ND diminuiu o controle respiratório mitocondrial. A administração de CEF aumentou significativamente a expressão do GLT-1 e diminuiu os níveis de glutamato em relação ao grupo ND, enquanto que os níveis de pNR2Bser1232 e a agressividade foram similar ao grupo controle. No grupo ND/CEF o immunoconteúdo de GLT-1 e de pNR2Bser1232, os níveis de glutamato e o fenótipo agressivo, foram significativamente menores que no grupo ND, e similares ao grupo controle. Ainda, a CEF foi capaz de atenuar o prejuízo no controle respiratório mitocondrial causado pela ND. Nossos resultados demonstram que a interação bidirecional entre o transportador astrocitário GLT-1 e a subunidade pNR2Bser1232 neuronal mediada pelo glutamato, exercem um impacto regulatório no fenótipo agressivo induzido pela ND, e no controle respiratório mitocondrial. Desta maneira, este modelo reforça a importância da homeostasia funcional da sinapse tripartide glutamatérgica no fenótipo agressivo. / Anabolic androgenic steroids (AAS) such as nandrolone decanoate (ND) are synthetic hormones derived from testosterone. It is known that one of the most important adverse effects of abusive administration of these steroids is the increase in aggressive behavior. Evidence indicates that high doses of AAS alter morphology and cause hyperactivation of glutamatergic synapses which correlates with an aggressive exacerbated phenotype. Physiologically, glutamate is considered the main excitatory neurotransmitter in the mammalian brain. At high glutamate levels, occurs neuronal hyperexcitability mainly trhough the ionotropic N-methyl-d-aspartate (NMDAr) type of glutamatergic receptors and, consequently, changes in mitochondrial metabolism. Existing transporters in astrocytes predominantly perform the termination of glutamatergic excitatory signaling. In this sense, the GLT-1 glutamate astrocytic transporter is responsible for more than 90% of glutamate removal from the synaptic cleft, contributing significantly to the maintenance of glutamatergic signaling homeostasis. Administration of the β-lactam antibiotic ceftriaxone (CEF) increases GLT-1 expression and decreases glutamatergic hyperexcitability, which could potentially counteract brain mechanisms associated to increased aggressive phenotype mediated by nandrolone decanoate (ND). However, a possible molecular and behavioral interaction has not yet been explored in context. Thus, the primary objective of this work was to investigate whether increased expression of the GLT-1 astrocyte transporter modulates the glutamatergic mechanisms involved in ND-induced aggressive phenotype, and mitochondrial activity. Sixty-day-old male CF-1 mice were divided into 4 groups: oil vehicle (VEH), nandrolone (ND), ceftriaxone (CEF) and nandrolone + ceftriaxone (ND / CEF). Nandrolone was injected subcutaneously (15mg / kg) for 19 days. Ceftriaxone (200mg / kg) or saline solution were administered intraperitoneally for 5 days. After the last injection, the latency for the first attack and the number of attacks on the intruder test were evaluated. The animals were sacrificed after the test, and homogeinized cortex were used for immunoquantification of GLT-1 and phosphorylation of the NMDAr pNR2Bser1232 subunit. Mitochondrial activity was evaluated in total brain sinaptossomes. Glutamate levels were measured in the cerebrospinal fluid. Compared to the vehicle group, treatment with ND significantly decreased the expression of GLT-1, increased glutamate levels and expression of the pNR2Bser1232 which was mechanistically associated with an increase in the aggressive phenotype; decrease in the latency and increase in the number of attacks. Also, ND decreased mitochondrial respiratory control. Administration of CEF significantly increased GLT-1 expression and decreased glutamate levels relative to the ND group, whereas pNR2Bser1232 levels and aggressive phenotype were similar to the control group. In the ND / CEF group the expression of GLT-1 and pNR2Bser1232, glutamate levels and aggressive phenotype were significantly lower than in the ND group, and similar to the control group. Furthermore, CEF was able to attenuate the alteration in the mitochondrial respiratory control caused by ND. Our results demonstrated that the levels of glutamate astrocytic transporter GLT-1 and pNR2Bser1232 are important mechanism behind the increased aggressive phenotype induced by ND, and decreased mitochondrial respiratory control. Also, this model reinforces the importance of glutamate levels and astrocytic molecular targets in the regulation of the aggressive phenotype.

Os esteroides anabolizantes androgênicos (EAA) como o decanoato de nandrolona (ND) são hormônios sintéticos derivados da testosterona. Sabe-se que um dos efeitos mais marcantes da administração abusiva destes esteroides é o aumento do comportamento agressivo. Evidências indicam que altas doses de EAA alteram a morfologia e causam hiperativação de sinapses glutamatérgicas, o que se correlaciona com um fenótipo agressivo exacerbado. Fisiologicamente o glutamato é considerado o principal neurotransmissor excitatório no cérebro de mamíferos, entretanto, em níveis elevados, pode causar hiperexcitabilidade neuronal mediada pelos receptores glutamatérgicos ionotrópicos do tipo N-metil-d-aspartato (NMDAr) e, consequentemente alterações no metabolismo mitocondrial. A terminação da sinalização excitatória glutamatérgica é realizada majoritariamente por transportadores existentes em astrócitos. Neste sentido, o transportador astrocitário de glutamato GLT-1 é responsável por mais de 90% da remoção do glutamato da fenda sináptica, contribuindo significativamente, para a manutenção da homeostasis da sinalizacão glutamatérgica. A administração do antibiótico β-lactâmico ceftriaxona (CEF) aumenta a expressão de GLT-1 e diminui a hiperexcitabilidade glutamatérgica, o que poderia potencialmente contrapor mecanismos cerebrais associados ao aumento do fenótipo agressivo induzidos pelo decanoato de nandrolona (ND). Entretanto, estas possíveis interacões moleculares e comportamentais ainda não foram exploradas. Assim, o objetivo primário deste trabalho foi investigar se o aumento da expressão do transportador astrocitário GLT-1 modula mecanismos glutamatérgicos envolvidos na agressividade induzida pelo ND, e a atividade mitocondrial. Para tanto, camundongos CF-1 machos de 60 dias de idade foram divididos em 4 grupos: veículo oleoso (VEH), nandrolona (ND), ceftriaxona (CEF) e nandrolona+ceftriaxona (ND/CEF). A nandrolona foi injetada por via subcutânea (15mg/Kg) por 19 dias. A ceftriaxona (200mg/Kg) ou solução salina foram administradas intraperitonealmente por 5 dias. Após a última injeção foi avaliada a latência para o primeiro ataque e o número de ataques no teste do intruso. Os animais foram sacrificados logo após o teste, e homogeneizados de córtex foram utilizados para imunoquantificação do GLT-1 e da fosforilação da subunidade pNR2Bser1232 do NMDAr. A atividade mitocondrial foi avaliada em sinaptossoma de cérebro total. Os níveis de glutamato foram medidos no líquido cefalorraquidiano. Comparado com o veículo, o tratamento com ND diminuiu significativamente a expressão do GLT-1, aumentou os níveis de glutamato e a expressão da subnidade pNR2Bser1232 o que foi mecanisticamente associado ao aumento do fenótipo agressivo; diminuicão da latência e aumento do número de ataques ao intruso. Ainda, a ND diminuiu o controle respiratório mitocondrial. A administração de CEF aumentou significativamente a expressão do GLT-1 e diminuiu os níveis de glutamato em relação ao grupo ND, enquanto que os níveis de pNR2Bser1232 e a agressividade foram similar ao grupo controle. No grupo ND/CEF o immunoconteúdo de GLT-1 e de pNR2Bser1232, os níveis de glutamato e o fenótipo agressivo, foram significativamente menores que no grupo ND, e similares ao grupo controle. Ainda, a CEF foi capaz de atenuar o prejuízo no controle respiratório mitocondrial causado pela ND. Nossos resultados demonstram que a interação bidirecional entre o transportador astrocitário GLT-1 e a subunidade pNR2Bser1232 neuronal mediada pelo glutamato, exercem um impacto regulatório no fenótipo agressivo induzido pela ND, e no controle respiratório mitocondrial. Desta maneira, este modelo reforça a importância da homeostasia funcional da sinapse tripartide glutamatérgica no fenótipo agressivo. / Anabolic androgenic steroids (AAS) such as nandrolone decanoate (ND) are synthetic hormones derived from testosterone. It is known that one of the most important adverse effects of abusive administration of these steroids is the increase in aggressive behavior. Evidence indicates that high doses of AAS alter morphology and cause hyperactivation of glutamatergic synapses which correlates with an aggressive exacerbated phenotype. Physiologically, glutamate is considered the main excitatory neurotransmitter in the mammalian brain. At high glutamate levels, occurs neuronal hyperexcitability mainly trhough the ionotropic N-methyl-d-aspartate (NMDAr) type of glutamatergic receptors and, consequently, changes in mitochondrial metabolism. Existing transporters in astrocytes predominantly perform the termination of glutamatergic excitatory signaling. In this sense, the GLT-1 glutamate astrocytic transporter is responsible for more than 90% of glutamate removal from the synaptic cleft, contributing significantly to the maintenance of glutamatergic signaling homeostasis. Administration of the β-lactam antibiotic ceftriaxone (CEF) increases GLT-1 expression and decreases glutamatergic hyperexcitability, which could potentially counteract brain mechanisms associated to increased aggressive phenotype mediated by nandrolone decanoate (ND). However, a possible molecular and behavioral interaction has not yet been explored in context. Thus, the primary objective of this work was to investigate whether increased expression of the GLT-1 astrocyte transporter modulates the glutamatergic mechanisms involved in ND-induced aggressive phenotype, and mitochondrial activity. Sixty-day-old male CF-1 mice were divided into 4 groups: oil vehicle (VEH), nandrolone (ND), ceftriaxone (CEF) and nandrolone + ceftriaxone (ND / CEF). Nandrolone was injected subcutaneously (15mg / kg) for 19 days. Ceftriaxone (200mg / kg) or saline solution were administered intraperitoneally for 5 days. After the last injection, the latency for the first attack and the number of attacks on the intruder test were evaluated. The animals were sacrificed after the test, and homogeinized cortex were used for immunoquantification of GLT-1 and phosphorylation of the NMDAr pNR2Bser1232 subunit. Mitochondrial activity was evaluated in total brain sinaptossomes. Glutamate levels were measured in the cerebrospinal fluid. Compared to the vehicle group, treatment with ND significantly decreased the expression of GLT-1, increased glutamate levels and expression of the pNR2Bser1232 which was mechanistically associated with an increase in the aggressive phenotype; decrease in the latency and increase in the number of attacks. Also, ND decreased mitochondrial respiratory control. Administration of CEF significantly increased GLT-1 expression and decreased glutamate levels relative to the ND group, whereas pNR2Bser1232 levels and aggressive phenotype were similar to the control group. In the ND / CEF group the expression of GLT-1 and pNR2Bser1232, glutamate levels and aggressive phenotype were significantly lower than in the ND group, and similar to the control group. Furthermore, CEF was able to attenuate the alteration in the mitochondrial respiratory control caused by ND. Our results demonstrated that the levels of glutamate astrocytic transporter GLT-1 and pNR2Bser1232 are important mechanism behind the increased aggressive phenotype induced by ND, and decreased mitochondrial respiratory control. Also, this model reinforces the importance of glutamate levels and astrocytic molecular targets in the regulation of the aggressive phenotype.