Estudos com microinjeções de drogas vêm sendo realizados na tentativa de se compreender a participação da neurotransmissão serotonérgica do hipocampo na modulação de comportamentos defensivos relacionados à ansiedade. Nesse sentido, observou-se que a ativação dos receptores do tipo 5-HT1A do hipocampo dorsal (HD) promoveu efeito do tipo ansiogênico sobre a resposta de esquiva inibitória, sem alterar a resposta de fuga, em ratos submetidos ao labirinto em T elevado (LTE). Essa alteração seletiva na resposta de esquiva inibitória sustenta a hipótese da participação do hipocampo na fisiopatologia do transtorno de ansiedade generalizada, uma vez que, as respostas defensivas de esquiva inibitória e fuga, expressas no LTE, têm sido relacionadas respectivamente ao transtorno de ansiedade generalizada e ao transtorno do pânico. Além de receptores do tipo 5- HT1A, destaca-se no HD a presença de receptores do tipo 5-HT2C. Tem sido observado que a estimulação desses últimos em áreas límbicas associadas à ansiedade, como a amígdala, promove efeito do tipo ansiogênico em diferentes modelos animais de ansiedade. Porém, ainda é desconhecida a participação desses receptores presentes no HD sobre as resposta de esquiva inibitória e fuga, geradas no LTE. Assim, o presente estudo procurou avaliar a participação dos receptores serotonérgicos do tipo 5-HT2C na modulação de respostas defensivas relacionadas à ansiedade generalizada e ao transtorno do pânico. Os resultados mostram que injeções bilaterais intra-HD dos agonistas de receptores 5-HT2C MK-212 ou RO600175 prejudicaram a aquisição da resposta de esquiva inibitória, em ratos testados no LTE, indicando um efeito do tipo ansiolítico. Por outro lado, a administração do antagonista de receptores 5-HT2C SB-242084 promoveu efeito oposto sobre essa mesma resposta. Adicionalmente administração do agonista preferencial de receptores 5-HT2A DOI não foi capaz de promover efeito em nenhuma das doses utilizadas. Nenhum dos tratamentos empregados alterou a resposta de fuga no LTE. O efeito ansiolítico da ativação dos receptores 5-HT2C, bem como o efeito ansiogênico resultante do seu bloqueio, foram confirmados no teste do beber punido de Vogel. Em suma, nossos resultados sugerem que os receptores do tipo 5-HT2C do hipocampo dorsal estão envolvidos na modulação de comportamentos defensivos relacionados ao transtorno de ansiedade generalizada, mas não ao transtorno do pânico. / Studies using intracerebral microinfusion of drugs have been performed to unveil the role of the hippocampus serotonergic system in the modulation of anxiety-related defensive behaviors. For instance, it has been shown that activation of 5-HT1A receptors in the dorsal hippocampus (DH) facilitated inhibitory avoidance acquisition, suggesting an anxiogenic effect, without altering escape expression in rats tested in the elevated T-maze (ETM). This selective effect on inhibitory avoidance response is consistent with the notion that the hippocampus is critically involved in the pathophysiology of generalized anxiety disorder. Besides 5-HT1A receptors, expressive levels of 5-HT2C receptors are also reported in hippocampus. Compelling evidence from animal studies shows that facilitation of 5-HT2C receptor-mediated neurotransmission increases anxiety. In this study we evaluated the involvement the 5-HT2C receptors of the DH in the regulation of defensive behaviors that have been associated with generalized anxiety and panic. Male Wistar rats were tested in the ETM after intra-DH injection of the 5-HT2C receptor agonists MK-212, RO-600175, or the preferential 5-HT2A receptor agonist DOI, or the 5-HT2C receptor antagonist SB242084. For comparative reason, the effect of MK-212, RO-600175 and SB-242084 was also evaluated on another generalized anxiety-associated model, the Vogel conflict test. Our results showed that while intra-DH microinjection of both MK-212 and RO-600175 facilitated inhibitory avoidance acquisition, suggesting an anxiolytic effect, SB-242084 had the opposite effect. Injections of DOI did not affected performance in ETM. None of these drugs affected escape performance in the ETM. The anxiolytic-like effects of the 5-HT2C receptor agonists and anxiogenic-like effect of the SB-242084 were also observed in the Vogel conflict test. Our findings indicate that 5-HT2C receptors in DH are selectively involved in the regulation of defensive behaviors associated with generalized anxiety, but not panic.

INTRODUÇÃO: Entre os tratamentos existentes para o transtorno obsessivocompulsivo (TOC) os mais eficazes são o farmacológico, com inibidores de recaptura de serotonina (IRS; inibidores seletivos de recaptura de serotonina [ISRS] e clomipramina), e o comportamental, baseado na técnica de exposição com prevenção de resposta (EPR). Ambas apresentam eficácia semelhante para os sintomas obsessivo-compulsivos e estudos demonstram que a EPR produz modificações neurobiológicas semelhantes às provocadas pelo tratamento com ISRS. Essas evidências sugerem que a resposta clínica à EPR está diretamente relacionada a um aumento da biodisponibilidade de 5HT no cérebro. A concentração de 5HT no sangue periférico é uma medida representativa do sistema serotonérgico central, e é utilizada como um marcador biológico indireto. O objetivo deste estudo foi comparar a concentração serotonérgica (basal e variação em 8 semanas) e a resposta à terapia comportamental baseada em EPR. MÉTODOS: Foram incluídos nesse estudo 30 pacientes com diagnóstico operacional de TOC. Destes, 29 iniciaram o tratamento, 27 chegaram até a quarta semana e 24 completaram o protocolo padronizado com 16 sessões (8 semanas) de terapia. As dosagens de 5-HT foram feitas nas semanas 0 e 8 e as avaliações clínicas pelas escalas Y-BOCS e CGI, bem como medidas de sintomas secundários (depressão, ansiedade e incapacidade) nas semanas 0, 4 e 8. RESULTADOS: Encontrou-se correlação positiva entre a concentração basal de 5HT e a resposta clínica em quatro semanas de EPR (p<0,05).Observouse maior concentração basal e maior redução em 8 semanas nos níveis de 5HT em pacientes respondedores comparados aos não respondedores. Entretanto não houve significância estatística. CONCLUSÃO: Na amostra estudada os dados sugerem que a alta concentração basal de 5-HT é um marcador biológico preditor de boa resposta clínica a quatro semanas de EPR. Amostras maiores talvez mostrassem a concentração de 5-HT no plasma rico em plaquetas como um preditor de resposta a 8 semanas de EPR. Protocolos com amostras maiores e com grupos controle são necessários para confirmar esses achados / INTRODUCTION: Both gold standard treatments for obsessive-compulsive disorder (pharmacotherapy with serotonin reuptake inhibitors, and behavioral with exposure and response prevention [ERP]) are equally effective. Studies have demonstrated similar neurobiological changes elicited by these different treatments in OCD patients. These findings are suggestive that the clinical response to ERP is directly related to an increase of the 5-HT concentration in the brain. The platelet 5-HT concentration have been shown as a representative measure of central serotonergic system and used as a biological marker of the synaptic transmition. OBJECTIVE: To compare the platelet 5-HT concentration (basal and variation in 8 weeks) and the clinical response to ERP treatment. METHODS: 30 OCD patients were included and 29 started the treatment. 27 patients compleated at list 4 weeks and 24 completed all 8 weeks (16 sesions) ERP protocol. Patients had the basal and final (after 8 weeks) platelet 5-HT concentrations dosed and the clinical response measured by Y-BOCS, CGI and measures of secondary symptoms as well (depression, anxiety and disability). RESULTS: Data shows a positive correlation between the basal concentration of 5-HT and the 4 week ERP response (p<0,05). There were higher basal concentration and reduction in 8 weeks of platelet 5-HT concentration in the responders group compared with non-responders. Nevertheless, this differences was not significant (p>0,05). CONCLUSION: In the studied sample data suggest that high basal 5-HT platelet concentration is a biologic predictor of fast onset (4 weeks) of clinical response to ERP. Probably larger samples would show the basal 5-HT platelet concentration as a predictor of 8 weeks ERP outcome. Controlled trials are needed to confirm these findings

Estudos com microinjeções de drogas vêm sendo realizados na tentativa de se compreender a participação da neurotransmissão serotonérgica do hipocampo na modulação de comportamentos defensivos relacionados à ansiedade. Nesse sentido, observou-se que a ativação dos receptores do tipo 5-HT1A do hipocampo dorsal (HD) promoveu efeito do tipo ansiogênico sobre a resposta de esquiva inibitória, sem alterar a resposta de fuga, em ratos submetidos ao labirinto em T elevado (LTE). Essa alteração seletiva na resposta de esquiva inibitória sustenta a hipótese da participação do hipocampo na fisiopatologia do transtorno de ansiedade generalizada, uma vez que, as respostas defensivas de esquiva inibitória e fuga, expressas no LTE, têm sido relacionadas respectivamente ao transtorno de ansiedade generalizada e ao transtorno do pânico. Além de receptores do tipo 5- HT1A, destaca-se no HD a presença de receptores do tipo 5-HT2C. Tem sido observado que a estimulação desses últimos em áreas límbicas associadas à ansiedade, como a amígdala, promove efeito do tipo ansiogênico em diferentes modelos animais de ansiedade. Porém, ainda é desconhecida a participação desses receptores presentes no HD sobre as resposta de esquiva inibitória e fuga, geradas no LTE. Assim, o presente estudo procurou avaliar a participação dos receptores serotonérgicos do tipo 5-HT2C na modulação de respostas defensivas relacionadas à ansiedade generalizada e ao transtorno do pânico. Os resultados mostram que injeções bilaterais intra-HD dos agonistas de receptores 5-HT2C MK-212 ou RO600175 prejudicaram a aquisição da resposta de esquiva inibitória, em ratos testados no LTE, indicando um efeito do tipo ansiolítico. Por outro lado, a administração do antagonista de receptores 5-HT2C SB-242084 promoveu efeito oposto sobre essa mesma resposta. Adicionalmente administração do agonista preferencial de receptores 5-HT2A DOI não foi capaz de promover efeito em nenhuma das doses utilizadas. Nenhum dos tratamentos empregados alterou a resposta de fuga no LTE. O efeito ansiolítico da ativação dos receptores 5-HT2C, bem como o efeito ansiogênico resultante do seu bloqueio, foram confirmados no teste do beber punido de Vogel. Em suma, nossos resultados sugerem que os receptores do tipo 5-HT2C do hipocampo dorsal estão envolvidos na modulação de comportamentos defensivos relacionados ao transtorno de ansiedade generalizada, mas não ao transtorno do pânico. / Studies using intracerebral microinfusion of drugs have been performed to unveil the role of the hippocampus serotonergic system in the modulation of anxiety-related defensive behaviors. For instance, it has been shown that activation of 5-HT1A receptors in the dorsal hippocampus (DH) facilitated inhibitory avoidance acquisition, suggesting an anxiogenic effect, without altering escape expression in rats tested in the elevated T-maze (ETM). This selective effect on inhibitory avoidance response is consistent with the notion that the hippocampus is critically involved in the pathophysiology of generalized anxiety disorder. Besides 5-HT1A receptors, expressive levels of 5-HT2C receptors are also reported in hippocampus. Compelling evidence from animal studies shows that facilitation of 5-HT2C receptor-mediated neurotransmission increases anxiety. In this study we evaluated the involvement the 5-HT2C receptors of the DH in the regulation of defensive behaviors that have been associated with generalized anxiety and panic. Male Wistar rats were tested in the ETM after intra-DH injection of the 5-HT2C receptor agonists MK-212, RO-600175, or the preferential 5-HT2A receptor agonist DOI, or the 5-HT2C receptor antagonist SB242084. For comparative reason, the effect of MK-212, RO-600175 and SB-242084 was also evaluated on another generalized anxiety-associated model, the Vogel conflict test. Our results showed that while intra-DH microinjection of both MK-212 and RO-600175 facilitated inhibitory avoidance acquisition, suggesting an anxiolytic effect, SB-242084 had the opposite effect. Injections of DOI did not affected performance in ETM. None of these drugs affected escape performance in the ETM. The anxiolytic-like effects of the 5-HT2C receptor agonists and anxiogenic-like effect of the SB-242084 were also observed in the Vogel conflict test. Our findings indicate that 5-HT2C receptors in DH are selectively involved in the regulation of defensive behaviors associated with generalized anxiety, but not panic.

A pesar de que el uso del cannabis y el alcohol como sustancias psicoactivas es muy antiguo y que su uso como drogas recreacionales está muy extendido, los mecanismos a través de los cuales producen sus efectos psicoactivos se han empezado a conocer hace relativamente poco tiempo. En la presente tesis se estudia como afectan distintos tratamientos sistémicos, tanto con etanol como con distintos compuestos cannabinoides, simultáneamente sobre la síntesis de las distintas monoaminas en diferentes regiones cerebrales de rata. Además, se analizó como afectaban estos tratamientos a los distintos componentes de la vía de señalización intracelular de las MAPK en la corteza frontal de rata. Se realizaron distintos tratamientos agudos con estos compuestos así como tratamientos a más largo plazo (crónicos) y además se estudiaron estos parámetros durante el llamado síndrome de abstinencia que aparece una vez que se detiene esta administración crónica.

La presente tesis "Modelling of 5-HT2A and 5-HT2C receptors and of their complexes with actual and potential antipsychotic drugs" tiene como objetivo de profundizar los conocimientos actuales sobre el mecanismo de acción de los fármacos antipsicóticos. En este proyecto de larga duración, se han construidos modelos computacionales de los receptores 5-HT2A y 5-HT2C, utilizando un nuevo protocolo de modelización basado sobre los datos experimentales de otras proteínas GPCR de la misma familia. Las estructuras 3D se han validado e utilizado en estudios de acoplamiento ligando-receptor, simulaciones de dinámica molecular, y estudios 3D-QSAR con el ligando natural (serotonina), un agonista inverso bien conocido (ketanserina) y una serie de butyrofenonas con afinidad para ambos subtipos receptoriales. Las metodologías directas e indirectas utilizadas, han permitido de comprender mejor los elementos claves que gobiernan el acoplamiento ligando - receptor, mediante la identificación de los residuos más involucrados en esta interacción, el rol de la quiralidad de los ligandos y también las posiciones alternativas de acoplamiento que algunos ligandos pueden asumir en el sitio de unión de los receptores.Los resultados son coherentes con los datos experimentales y su interpretación ha proporcionado información valiosa, difícilmente obtenible con la simple inspección visual de las estructuras de los ligandos y de los receptores. / This thesis "Modelling of 5-HT2A and 5-HT2C receptors and of their complexes with actual and potential antipsychotic drugs" has the objective of investigate the mechanism of action of antipsychotic drugs. During the development of this project, computational models of 5-HT2A and 5-HT2C receptors have been built, by means of a new modeling protocol based on experimental data from other GPCR of the same family. 3D structures have been validated by means of docking, molecular dynamic simulations and 3D-QSAR studies, using the natural ligand (serotonin), a well known inverse agonist (ketanserin) and a series of butyrophenones with affinity for both receptor subtypes. Direct and indirect methodologies have been applied, allowing a better comprehension of the key elements governing the ligand-receptor docking, thanks to the identification of the most important residues that stabilize such interaction, role of chirality and alternative positions within the binding site. The results are coherent with experimental data and its interpretation provided valuable information, not available at a simple visual inspection of ligand - receptor structures.

Este trabalho apresenta a continuidade da avaliação farmacológica das substâncias LASSBio-579, LASSBio-580 e LASSBio-581, através de ensaios in vitro e in vivo, em busca de um novo protótipo para o desenvolvimento de novos fármacos antipsicóticos de segunda geração. LASSBio-581 se liga a receptores D2-like (Ki=0,95 μM), 5-HT1A (Ki=1,2 μM) e 5-HT2A (Ki=11 μM) com afinidades moderadas. Esta substância é capaz de reduzir a temperatura corporal de roedores, um efeito provavelmente mediado pela ativação de receptores 5-HT1A, e inibir o desenvolvimento de head-twiches e ear-scratches induzidos pela administração de um antagonista de receptores 5-HT2A. Estes efeitos demonstram a capacidade de LASSBio-581 em modular o sistema serotonérgico in vivo e in vitro. Porém, quanto avaliado em modelos animais preditivos de ação antipsicótica, LASSBio-581 foi inativo. LASSBio-580 também é capaz de se ligar a receptores D2-like (Ki=0,73 μM), 5-HT1A (Ki=0,48 μM) e 5-HT2A (Ki=5,7 μM) com afinidades moderadas. Esta substância não foi capaz de inibir o desenvolvimento do comportamento de escalada nem a redução da temperatura corporal de roedores induzidos por apomorfina, não apresentando potencial atividade antipsicótica nos ensaios realizados. Já LASSBio-579 é capaz de modular três diferentes sistemas neurotransmissores envolvidos na patofisiologia da esquizofrenia: a neurotransmissão dopaminérgica, serotonérgica e glutamatérgica. Esta substância se liga a receptores D2-like (Ki=0,11 μM), 5-HT1A (Ki=0,09 μM) e 5-HT2A (Ki=2,2 μM) com afinidades adequadas para uma molécula protótipo que se liga a múltiplos alvos. Apresenta ação antidopaminérgica in vivo, demonstrada em três modelos animais preditivos de atividade antipsicótica (sintomas positivos): inibição da estereotipia anfetamínica (NEVES et al., 2003), bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina e hipotermia apomorfínica. A ação agonista 5-HT1A de LASSBio-579 in vivo foi claramente demonstrada através de ensaios de aferição da temperatura corporal, onde o efeito hipotérmico induzido por esta substância é completamente bloqueado pela pré-administração de WAY 100635. Porém, a habilidade de LASSBio-579 em modular a atividade de receptores 5-HT2A in vivo permanece incerta. Ensaios eletrofisiológicos preliminares demonstraram um aumento da liberação de glutamato induzido por LASSBio-579 que parece ser mediado pela ativação de receptores 5-HT2A, porém comportamentos ou efeitos relacionados a ativação deste sub-tipo de receptor serotonérgico não foram identificados em roedores tratados com LASSBio-579. Além disso, a administração de LASSBio-579 não induziu efeitos catatônicos em camundongos em doses até 12 vezes superiores àquela ativa no modelo do bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina. Estes resultados demonstram que a estratégia de planejamento de fármacos baseado na estrutura do ligante empregada neste trabalho se mostrou bem sucedida. LASSBio-579 pode ser considerado um novo protótipo de fármaco antipsicótico de segunda geração, ativo em modelos animais de sintomas positivos da esquizofrenia e com baixo potencial de indução de efeitos motores. Porém, algumas limitações em seu perfil farmacológico pode ser identificadas. A afinidade desta substância por receptores dopaminérgicos e serotonérgicos é considerada moderada e inferior a de antipsicóticos atualmente no mercado. Ainda, LASSBio-579 induziu um prejuízo na coordenação motora em roedores e apresentou um perfil farmacocinético pouco adequado a utilização clinica (CONRADO et al., 2008). Estes dados encorajam a busca de substâncias com um perfil farmacológico superior ao de LASSBio-579. Neste sentido, uma triagem farmacológica de 18 derivados N-fenilpiperazínicos análogos a LASSBio-579 foi realizada. Os resultados obtidos nos ensaios de radioligação a receptores D2-like, 5-HT1A e 5-HT2A foram utilizados na proposição de relações qualitativas entre estrutura química das substâncias e a afinidade apresentada pelos diferentes receptores. A partir dos resultados obtidos in vitro, cinco outras substâncias foram selecionadas para avaliação da potencial atividade frente a sintomas positivos da esquizofrenia no modelo de bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina. Neste ensaio, apenas LASSBio-664 apresentou atividade, sem induzir catatonia nos animais. Porém, esta substância também induz um importante prejuízo motor nos animais. Ensaios adicionais são necessários a fim de diferenciar o perfil farmacológico de LASSBio-664 e LASSBio-579. Outro objetivo deste trabalho foi iniciar o desenvolvimento de um modelo animal de sintomas da esquizofrenia. Os resultados obtidos até o momento apontam para a possibilidade do desenvolvimento de um modelo relacionado a sintomas negativos/cognitivos da esquizofrenia baseados na esposição à natação forçada repetida. Foi demonstrado que apenas clozapina e não imipramina é capaz de reverter o aumento de imobilidade ao longo dos dias acarretado pela exposição repetida à natação forçada em roedores. Este dado demonstra uma potencial validade preditiva, o primeiro grau de validação necessário para um novo modelo animal. O efeito de LASSBio-579 também foi avaliado neste procolo experimental. / This study strengthened the pharmacological evaluation of the heterocyclic Nphenylpiperazine derivatives LASSBio-579, LASSBio-580 and LASSBio-581 by means of in vitro and in vivo pharmacological assays searching a new second generations antipsychotic lead compound. LASSBio-581 presented moderate affinitties for D2-like (Ki=0.95 μM), 5-HT1A (Ki=1.2 μM) e 5-HT2A (Ki=11 μM). This compound induced an hypothermic effect in rodents probably mediated by 5-HT1A receptor activation. LASSBio-581 administration inhibited the induction of head-twiches and ear-scratches by a 5-HT2A agonist. These results shown that LASSBio-581 modulates serotonergic neurotransmission in vivo and in vitro. However, it was inactive on animal models predictive of antipsychotic activity. LASSBio-580 presented moderate affinitties for D2-like (Ki=0.73 μM), 5-HT1A (Ki=0.48 μM) e 5-HT2A (Ki=5.7 μM). This compound did not inhibited apomophine-induced climbing nor apomorphine-induced hypothermia. Thus, among the three compounds initially evaluated, LASSBio-579 was the only one that exhibited promising results. This derivative was able to modulate three neurotransmitter systems involved in schizophrenia’s pathophysiology: dopaminergic, serotonergic and glutamateric ones. As a multi-target lead compound, LASSBio-579 presented adequated affinities for D2-like, 5-HT1A and 5-HT2A receptors (Ki D2-like = 0.11 μM, 5-HT1A = 0.093 μM and 5-HT2A = 2.2 μM). Its antidopaminergic in vivo effect was demonstrated in three animal models of positive symptons of schizophrenia: amphetamineinduced stereotypy (NEVES et al., 2003), apomorphine-induced climbing behavior and apomorphine-induced hypothermia. Regarding the serotonergic system, LASSBio-579 was considered a 5-HT1A receptor agonist, since the hypothermia induced by this compound was blocked by WAY 100,635 pre-administration. The ability of LASSBio-579 to modulate 5-HT2A receptors was not fully characterized. Electrophysiological assays demonstrated an increase on synaptic glutamate release induced by LASSBio-579 that may be related to 5-HT2A receptor activation, however this compound did not induce any behavior related to 5-HT2A activation in rodents. In addition, LASSBio-579 did not induce catalepsy in mice at doses 12 folds higher than those active at apomorphine-induced climbing test. Thus, LASSBio-579 represents a new antipsychotic lead compound active in animal models of positive symptoms of schizophrenia and with a mild propensity to induce motor side effects. However, some limitations on LASSBio-579’s pharmacological profile could be identified. The affinity of LASSBio-579 for dopamine and serotonin receptors is moderate and lower than those presented by second generation antipsychotics. Furthermore, this compound induced a mild decrease on locomotion and exploratory behavior, a meaningful motor coordination impairment and presents a limited oral bioavailability and a low brain penetration (CONRADO et al., 2008). Considering this, a pharmacologycal screening of 18 N-phenylpiperazine derivatives were done in order to achieve an optimized analogue of LASSBio-579. Structural features of this molecular scaffold were discussed regarding binding affinity and selectivity for D2-like, 5-HT1A and 5-HT2A receptors. Among the compounds prepared, LASSBio-664 exhibited an adequate binding profile and a potential for schizophrenia positive symptoms treatment without cataleptogenic effects. However, the motor coordination impairment remained. Additional pharmacological characterization of LASSBio-664 is still needed to find differences from LASSBio-579’s profile. Another aim of this study was to start the development of an animal model of schizophrenia symptons. It was shown that clozapine but not imipramine presented an anti-immobility effect in animals repeated exposed to forced swimming. This result points to the usefullness of repeated forced swimming protocol for developing new animal models predictive of antipsychotic action. The effect of LASSBio-579 in this protocol was also evaluated.

O sistema serotoninérgico há muito tempo vem sendo relacionado ao comportamento agressivo e particularmente o subtipo de receptor 5-HT1A está envolvido na modulação da agressividade. Estudos prévios utilizando agonistas que atuam seletivamente sobre estes receptores demonstraram tanto redução como aumento da agressão. Sabe-se que estes receptores são encontrados em diversas regiões encefálicas onde atuam como auto e heteroreceptores, apresentando diferentes funções, dependendo de sua localização. Heteroreceptores 5-HT1A, além de outras regiões, são encontrados no córtex pré-frontal, uma região encefálica particularmente importante no controle inibitório de comportamentos agressivos e impulsivos. O objetivo do presente estudo foi verificar os possíveis efeitos antiagressivos da microinjeção do agonista seletivo dos receptores 5-HT1A, F15599, na região ventro-orbital do córtex pré-frontal de camundongos machos da linhagem CF-1, previamente submetidos ao protocolo de provocação social, caracterizado por elevar os níveis de agressividade a padrões considerados violentos. Nossos resultados mostraram que a microinjeção das menores doses de F15599 (0,03 e 0,1 μg) reduziu significativamente a frequência de mordidas além de ocorrer uma tendência à redução da frequência de ataques laterais para o grupo de animais que recebeu a dose de 0,03 μg. Estes efeitos anti-agressivos não foram acompanhados por alterações nos demais elementos comportamentais relacionados à agressividade: perseguir o intruso, cheirar o intruso e sacudir a cauda. Também não foram observadas alterações na duração dos elementos comportamentais não agressivos caminhar e rearing. Ocorreu aumento apenas na duração do comportamento de grooming para o grupo de animais que recebeu a dose de 0,03 μg do agonista. Os resultados do presente estudo confirmaram o envolvimento da região VO do CPF e do sistema serotoninérgico, mais precisamente do subtipo de receptor 5-HT1A na modulação da agressividade exacerbada. / The serotonergic system has long been linked to aggressive behavior and particularly 5-HT1A receptor subtype is involved in modulation of aggressiveness. Previous studies using agonists that act selectively on these receptors showed both reduction and increased aggression. It is known that these receptors are found in several brain regions where they act as auto and heteroreceptors, with different functions, depending on their location. 5-HT1A heteroreceptors, as well as other regions, are found in the prefrontal cortex (PFC), a brain region particularly important in the inhibitory control of aggressive and impulsive behaviors. The aim of this study was to investigate the possible anti-aggressive effects of microinjections of F15599, a selective 5-HT1A agonist, in the ventral orbital prefrontal cortex (VO PFC) of CF-1 male mice, previously submitted to social instigation, characterized by increasing aggression to high levels. Our results showed that the microinjection of the lower doses of F15599 (0.03 and 0.1 μg) significantly reduced attack bite frequency. Furthermore, there was a tendency to reduce sideway threats for the group that received 0.03 μg agonist microinjection. These anti-aggressive effects were not accompanied by changes in other elements of the behavioral repertoire related to aggression: pursuit the intruder, sniff the intruder and tail rattle. There were also no changes observed in the duration of nonaggressive behavioral repertoire elements, walking and rearing. Only for grooming behavior was an increased duration observed for the group that received 0.03 μg agonist dose. The results of this study confirmed the involvement of VO PFC and serotonergic system, specifically de 5- HT1A receptor subtype, in the modulation of escalated aggressive behavior.

Este trabalho apresenta a continuidade da avaliação farmacológica das substâncias LASSBio-579, LASSBio-580 e LASSBio-581, através de ensaios in vitro e in vivo, em busca de um novo protótipo para o desenvolvimento de novos fármacos antipsicóticos de segunda geração. LASSBio-581 se liga a receptores D2-like (Ki=0,95 μM), 5-HT1A (Ki=1,2 μM) e 5-HT2A (Ki=11 μM) com afinidades moderadas. Esta substância é capaz de reduzir a temperatura corporal de roedores, um efeito provavelmente mediado pela ativação de receptores 5-HT1A, e inibir o desenvolvimento de head-twiches e ear-scratches induzidos pela administração de um antagonista de receptores 5-HT2A. Estes efeitos demonstram a capacidade de LASSBio-581 em modular o sistema serotonérgico in vivo e in vitro. Porém, quanto avaliado em modelos animais preditivos de ação antipsicótica, LASSBio-581 foi inativo. LASSBio-580 também é capaz de se ligar a receptores D2-like (Ki=0,73 μM), 5-HT1A (Ki=0,48 μM) e 5-HT2A (Ki=5,7 μM) com afinidades moderadas. Esta substância não foi capaz de inibir o desenvolvimento do comportamento de escalada nem a redução da temperatura corporal de roedores induzidos por apomorfina, não apresentando potencial atividade antipsicótica nos ensaios realizados. Já LASSBio-579 é capaz de modular três diferentes sistemas neurotransmissores envolvidos na patofisiologia da esquizofrenia: a neurotransmissão dopaminérgica, serotonérgica e glutamatérgica. Esta substância se liga a receptores D2-like (Ki=0,11 μM), 5-HT1A (Ki=0,09 μM) e 5-HT2A (Ki=2,2 μM) com afinidades adequadas para uma molécula protótipo que se liga a múltiplos alvos. Apresenta ação antidopaminérgica in vivo, demonstrada em três modelos animais preditivos de atividade antipsicótica (sintomas positivos): inibição da estereotipia anfetamínica (NEVES et al., 2003), bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina e hipotermia apomorfínica. A ação agonista 5-HT1A de LASSBio-579 in vivo foi claramente demonstrada através de ensaios de aferição da temperatura corporal, onde o efeito hipotérmico induzido por esta substância é completamente bloqueado pela pré-administração de WAY 100635. Porém, a habilidade de LASSBio-579 em modular a atividade de receptores 5-HT2A in vivo permanece incerta. Ensaios eletrofisiológicos preliminares demonstraram um aumento da liberação de glutamato induzido por LASSBio-579 que parece ser mediado pela ativação de receptores 5-HT2A, porém comportamentos ou efeitos relacionados a ativação deste sub-tipo de receptor serotonérgico não foram identificados em roedores tratados com LASSBio-579. Além disso, a administração de LASSBio-579 não induziu efeitos catatônicos em camundongos em doses até 12 vezes superiores àquela ativa no modelo do bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina. Estes resultados demonstram que a estratégia de planejamento de fármacos baseado na estrutura do ligante empregada neste trabalho se mostrou bem sucedida. LASSBio-579 pode ser considerado um novo protótipo de fármaco antipsicótico de segunda geração, ativo em modelos animais de sintomas positivos da esquizofrenia e com baixo potencial de indução de efeitos motores. Porém, algumas limitações em seu perfil farmacológico pode ser identificadas. A afinidade desta substância por receptores dopaminérgicos e serotonérgicos é considerada moderada e inferior a de antipsicóticos atualmente no mercado. Ainda, LASSBio-579 induziu um prejuízo na coordenação motora em roedores e apresentou um perfil farmacocinético pouco adequado a utilização clinica (CONRADO et al., 2008). Estes dados encorajam a busca de substâncias com um perfil farmacológico superior ao de LASSBio-579. Neste sentido, uma triagem farmacológica de 18 derivados N-fenilpiperazínicos análogos a LASSBio-579 foi realizada. Os resultados obtidos nos ensaios de radioligação a receptores D2-like, 5-HT1A e 5-HT2A foram utilizados na proposição de relações qualitativas entre estrutura química das substâncias e a afinidade apresentada pelos diferentes receptores. A partir dos resultados obtidos in vitro, cinco outras substâncias foram selecionadas para avaliação da potencial atividade frente a sintomas positivos da esquizofrenia no modelo de bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina. Neste ensaio, apenas LASSBio-664 apresentou atividade, sem induzir catatonia nos animais. Porém, esta substância também induz um importante prejuízo motor nos animais. Ensaios adicionais são necessários a fim de diferenciar o perfil farmacológico de LASSBio-664 e LASSBio-579. Outro objetivo deste trabalho foi iniciar o desenvolvimento de um modelo animal de sintomas da esquizofrenia. Os resultados obtidos até o momento apontam para a possibilidade do desenvolvimento de um modelo relacionado a sintomas negativos/cognitivos da esquizofrenia baseados na esposição à natação forçada repetida. Foi demonstrado que apenas clozapina e não imipramina é capaz de reverter o aumento de imobilidade ao longo dos dias acarretado pela exposição repetida à natação forçada em roedores. Este dado demonstra uma potencial validade preditiva, o primeiro grau de validação necessário para um novo modelo animal. O efeito de LASSBio-579 também foi avaliado neste procolo experimental. / This study strengthened the pharmacological evaluation of the heterocyclic Nphenylpiperazine derivatives LASSBio-579, LASSBio-580 and LASSBio-581 by means of in vitro and in vivo pharmacological assays searching a new second generations antipsychotic lead compound. LASSBio-581 presented moderate affinitties for D2-like (Ki=0.95 μM), 5-HT1A (Ki=1.2 μM) e 5-HT2A (Ki=11 μM). This compound induced an hypothermic effect in rodents probably mediated by 5-HT1A receptor activation. LASSBio-581 administration inhibited the induction of head-twiches and ear-scratches by a 5-HT2A agonist. These results shown that LASSBio-581 modulates serotonergic neurotransmission in vivo and in vitro. However, it was inactive on animal models predictive of antipsychotic activity. LASSBio-580 presented moderate affinitties for D2-like (Ki=0.73 μM), 5-HT1A (Ki=0.48 μM) e 5-HT2A (Ki=5.7 μM). This compound did not inhibited apomophine-induced climbing nor apomorphine-induced hypothermia. Thus, among the three compounds initially evaluated, LASSBio-579 was the only one that exhibited promising results. This derivative was able to modulate three neurotransmitter systems involved in schizophrenia’s pathophysiology: dopaminergic, serotonergic and glutamateric ones. As a multi-target lead compound, LASSBio-579 presented adequated affinities for D2-like, 5-HT1A and 5-HT2A receptors (Ki D2-like = 0.11 μM, 5-HT1A = 0.093 μM and 5-HT2A = 2.2 μM). Its antidopaminergic in vivo effect was demonstrated in three animal models of positive symptons of schizophrenia: amphetamineinduced stereotypy (NEVES et al., 2003), apomorphine-induced climbing behavior and apomorphine-induced hypothermia. Regarding the serotonergic system, LASSBio-579 was considered a 5-HT1A receptor agonist, since the hypothermia induced by this compound was blocked by WAY 100,635 pre-administration. The ability of LASSBio-579 to modulate 5-HT2A receptors was not fully characterized. Electrophysiological assays demonstrated an increase on synaptic glutamate release induced by LASSBio-579 that may be related to 5-HT2A receptor activation, however this compound did not induce any behavior related to 5-HT2A activation in rodents. In addition, LASSBio-579 did not induce catalepsy in mice at doses 12 folds higher than those active at apomorphine-induced climbing test. Thus, LASSBio-579 represents a new antipsychotic lead compound active in animal models of positive symptoms of schizophrenia and with a mild propensity to induce motor side effects. However, some limitations on LASSBio-579’s pharmacological profile could be identified. The affinity of LASSBio-579 for dopamine and serotonin receptors is moderate and lower than those presented by second generation antipsychotics. Furthermore, this compound induced a mild decrease on locomotion and exploratory behavior, a meaningful motor coordination impairment and presents a limited oral bioavailability and a low brain penetration (CONRADO et al., 2008). Considering this, a pharmacologycal screening of 18 N-phenylpiperazine derivatives were done in order to achieve an optimized analogue of LASSBio-579. Structural features of this molecular scaffold were discussed regarding binding affinity and selectivity for D2-like, 5-HT1A and 5-HT2A receptors. Among the compounds prepared, LASSBio-664 exhibited an adequate binding profile and a potential for schizophrenia positive symptoms treatment without cataleptogenic effects. However, the motor coordination impairment remained. Additional pharmacological characterization of LASSBio-664 is still needed to find differences from LASSBio-579’s profile. Another aim of this study was to start the development of an animal model of schizophrenia symptons. It was shown that clozapine but not imipramine presented an anti-immobility effect in animals repeated exposed to forced swimming. This result points to the usefullness of repeated forced swimming protocol for developing new animal models predictive of antipsychotic action. The effect of LASSBio-579 in this protocol was also evaluated.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3069.pdf: 1248506 bytes, checksum: f7433967110f92133e73b658f002b2eb (MD5) Previous issue date: 2010-05-07 / Financiadora de Estudos e Projetos / Aversive situations may activate the serotonergic system, which, in turn, emit projections to structures involved in the defense mechanisms such as: septum, hypothalamus, hippocampus, periaqueductal gray and amygdala, producing behavioral alterations that can be characterized as anxiety. Various studies have related the 5-HT3 receptor functions to anxiety-like behaviors. However, serotonin (5-HT) presents a dual role in this modulation. The elevated plus-maze (EPM), based on the rodents natural aversion to open spaces, is one of the most widely employed models used to study anxiety in rodents. Thus, this study investigates the effects of an agonist and an antagonist of 5-HT3 receptors, mCPBG and ondansetron, respectively, on mice exposed to the EPM. Conventional anxiety measures (percentage of open arms entries and percentage of open arms time), locomotor activity (frequency of closed arms entries) and ethological measures related to the risk assessment were registered. The results demonstrated that, in experiments 1 and 2, the intra-amygdala injections of ondansetron (0.3, 1.0 and 3.0 nmol/0.1Ql) and mCPBG (10 and 20 nmol/0.1Ql), produced a decrease and increase, respectively, of the indices of anxiety in mice evaluated on the EPM. In experiment 3, the local ondansetron injection (0.03 nmol/0.1Ql), was able of reverting the anxiogenic effect caused by the mCPBG (10 nmol/0.1Ql). Taken together, these results suggest that the modulation of the 5-HT3 amygdala receptors for the 5-HT receptors in mice, may display an anxiogenic role. / Situações aversivas podem ativar as vias serotoninérgicas, que por sua vez, emitem projeções para estruturas envolvidas no sistema de defesa tais como, septo, hipotálamo, hipocampo, substância cinzenta periaquedutal e amídala, produzindo alterações comportamentais que podem ser caracterizadas como ansiedade. Várias pesquisas relacionam a função de receptores 5-HT3 com comportamentos de ansiedade. Entretanto, a serotonina (5-HT) apresenta um papel dual nesta modulacão. O labirinto em cruz elevado (LCE), que se baseia na aversão natural de roedores a espaços abertos, é um dos modelos amplamente utilizado para o estudo da ansiedade em roedores. Assim, este estudo investigou os efeitos de um agonista e um antagonista de receptores 5-HT3, mCPBG e ondansetron, respectivamente, intra-amídala de camundongos expostos ao LCE. Medidas convencionais de ansiedade (% de entrada e de tempo gasto nos braços abertos), atividade locomotora (freqüência de entrada nos braços fechados) e medidas etológicas relacionadas a avaliação de risco foram registradas. Os resultados mostraram que, nos experimentos 1 e 2, as administrações intra-amídala de ondansetron (0,3, 1,0 e 3,0 nmol/0,1Ql) e mCPBG (10 e 20 nmol/0,1Ql), produziram diminuição e aumento, respectivamente dos índices de ansiedade em camundongos avaliados no LCE. No experimento 3, a injeção local de ondansetron (0,03nmol/0,1Ql), foi capaz de reverter o efeito ansiogênico provocado pelo mCPBG (10 nmol/0,1Ql). Nenhum dos tratamentos alterou a atividade locomotora. Tomados juntos, estes resultados sugerem que a modulação dos receptores 5-HT3 da amídala pela 5-HT em camundongos, pode apresentar papel ansiogênico.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3795.pdf: 1250266 bytes, checksum: 92066a2c1ad5d8123001121adcd92bc3 (MD5) Previous issue date: 2011-03-02 / Financiadora de Estudos e Projetos / Against of stimuli that are dangerous, animals manifest defense reactions that cause fear and anxiety. These stimuli activate the serotonergic system, which sends projections to structures involved in defense mechanisms such as the septum, hypothalamus, hippocampus, amygdala and periaqueductal gray modulates the behavioral changes that can be characterized as anxiety. Studies have shown that 5-HT3 receptors are part of this modulation. The elevated plus maze (EPM) is a widely used animal model to evaluate the anxiolytic activity of drugs. Currently, it is known that the retest in rodents (rats and mice) increases the avoidance of it, this phenomenon, which refers to "a display of tolerance" (OTT, One Trial Tolerance). The amygdala is a prosencephalic structures that have significant amount of serotonin (5-HT) in this way, recent results from our laboratory have shown that microinjections of ondansetron antagonist 5-HT3 receptors in the amygdala of mice produced anxiolytic-like effect evaluated in LCE. The aim of this study was to evaluate the involvement of receptors 5-HT3 receptors in the amygdala of mice prior experience the elevated plus-maze (EPM). Conventional measures of anxiety (% of entry and time spent in open arms), locomotor activity (frequency in closed arms) and ethological measures related to risk assessment were recorded. The present study demonstrated that intra-amygdala of ondansetron, antagonist of 5-HT3 receptors, produced anxiolytic-like effects in naive mice and mice prior experience the LCE. The injection of ondansetron in only one of the exhibits produced anxiolytic-like effect, which leads us to conclude that the drug produced no change in memory. Both the Trial 1 and in Trial 2, none treatments affected locomotor activity. So while the amygdala is involved in the neurobiology of the defense reactions such as anxiety response, as it refers to the phenomenon it seems OTT not to participate. / Diante de estímulos que representam perigo os animais manifestam reações de defesa que originam o medo e a ansiedade. Estes estímulos ativam o sistema serotonérgico, o qual emite projeções para estruturas envolvidas nos mecanismos de defesa tais como, septo, hipotálamo, hipocampo, substância cinzenta periaquedutal e amídala, modulando as alterações comportamentais que podem ser caracterizadas como ansiedade. Estudos têm demonstrado que os receptores 5-HT3 fazem parte desta modulação. O labirinto em cruz elevado (LCE) é um modelo animal amplamente utilizado para avaliar a atividade ansiolítica de drogas. Atualmente, sabe-se que o reteste em roedores (ratos e camundongos) aumenta a evitação do mesmo, fenômeno este, que se refere à tolerância de uma exposição (OTT, do inglês One Trial Tolerance). A amídala é uma das estruturas prosencefálicas que apresentam quantidade relevante de serotonina (5-HT), dessa forma, resultados recentes do nosso laboratório demonstram que microinjeções de ondansetron, antagonista dos receptores 5- HT3, na amídala de camundongos, produziu efeito ansiolítico avaliado no LCE. O objetivo deste estudo foi avaliar o envolvimento dos receptores 5-HT3 na amídala de camundongos reexpostos ao labirinto em cruz elevado (LCE). Medidas convencionais de ansiedade (% de entrada e de tempo gasto nos braços abertos), atividade locomotora (freqüência de entrada nos braços fechados) e medidas etológicas relacionadas à avaliação de risco foram registradas. O presente estudo demonstrou que a injeção intra-amídala de ondansetron, antagonista de receptores 5-HT3, produziu efeito ansiolítico tanto em camundongos ingênuos quanto em camundongos reexpostos ao LCE. A injeção de ondansetron em apenas uma das exposições produziu efeito ansiolítico, o que nos leva a concluir que a droga não produziu alteração da memória. Tanto na exposição 1 como na reexposição, nenhum dos tratamentos afetou a atividade locomotora. Portanto, embora a amídala esteja envolvida na neurobiologia das reações de defesa, tais como a resposta de ansiedade, no que se que refere ao fenômeno OTT ela parece não participar.