Inicialmente caracterizada como proteína supressora de tumor, a PTEN (phosphatase and tensin deleted on chromosome 10) tem sido objeto de estudo de trabalhos relacionados a outros processos envolvendo proliferação, sobrevivência e migração celulares, apresentando um potencial papel modulatório na neurogênese e plasticidade sináptica. Fatores ambientais, como a dieta intermitente e o exercício físico, também podem modular estes processos, podendo ser utilizados como intervenções para neuroproteção e melhora de déficits de aprendizado e memória. A ausência de PTEN em neurônios ocasiona anomalias anatômicas e funcionais, culminando em sinaptogênese aumentada e redução do LTP e LTD. Levando-se em consideração a potencial modulação da via PI3K/AKT pela dieta intermitente e pelo exercício físico, a avaliação da influência destas intervenções sobre os efeitos da deleção neuronal da PTEN constitui uma interessante ferramenta de estudo para melhor elucidação dos mecanismos associados à plasticidade sináptica. Este trabalho objetivou caracterizar bioquímica e funcionalmente o hipocampo e o córtex de camundongos adultos com deleção neuronal da PTEN, avaliando seus efeitos sob influência de intervenções não-farmacológicas. Para isto, foram utilizados camundongos com nocaute neuronal condicionado da PTEN (PtenloxP/+;Nse-Cre+). Os animais foram submetidos à dieta intermitente ou exercício físico voluntário por um período de 30 dias, avaliados por ensaios comportamentais (labirinto em cruz elevado, campo aberto, reconhecimento do objeto novo ou da localização do objeto, labirinto aquático de Morris e esquiva inibitória) e, posteriormente, foram realizadas as análises de Western Blotting, da atividade da enzima óxido nítrico sintase (NOS) e dosagem do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF). A deleção neuronal da PTEN induziu macrocefalia por aumento da massa cortical. A deleção condicionada da PTEN, sob estímulo de intervenção não-farmacológica dieta intermitente ou exercício físico induz um efeito ansiolítico nos animais, no labirinto em cruz elevado. Os resultados do campo aberto, porém, paradoxalmente não reforçam este resultado. Interessantemente, o isolamento social intrínseco ao estudo do exercício físico induziu um aumento do perfil de ansiedade nos animais, independentemente do genótipo ou tratamento. Os resultados do labirinto aquático de Morris não foram conclusivos, porém apontam para um possível déficit de memória espacial nos animais HT, além de, supreendentemente, um efeito deletério do exercício físico também observado nos níveis corticais de BDNF. Na esquiva inibitória, o déficit dos animais HT foi efetivamente resgatado pela dieta e pelo exercício físico. O hipocampo não apresentou alterações bioquímicas significativas. No córtex, pode-se confirmar a diminuição da expressão da PTEN e possível ativação da AKT, embora nenhum efeito sobre os receptores ionotrópicos glutamatérgicos tenha sido observado. O perfil de expressão da Cre recombinase foi validado por meio da linhagem Nse-Cre+;tdTomato+. O estudo da linhagem PtenloxP/+;Nse-Cre+ demonstrou um interessante potencial para avaliação dos efeitos da PTEN sobre a cognição e a plasticidade sináptica, porém um melhor balizamento dos ensaios faz-se necessário, visando a busca de condições de análise dos efeitos observados. Ainda, a expansão dos estudos com a linhagem por meio da utilização de outros estímulos pode constituir uma interessante forma de revelar os efeitos não observados. / First characterized as a tumor suppressor, PTEN (phosphatase and tensin deleted on chromosome 10) has been a target studied in many projects related to processes involving cell proliferation, survival and migration, showing a potential modulatory role in controlling neurogenesis and synaptic plasticity. Environmental factors, such as intermittent fasting and physical exercise, can also modulate those processes, thus having the potential of being applied as neuroprotective interventions aiming to improve learning and memory deficits. PTEN absence in neurons cause anatomical and functional anomalies, culminating in increased synaptogenesis and LTP and LTD reduction. Considering the potential of intermittent fasting and physical exercise to exert a modulatory role over the PI3K/AKT pathway, the assessment of the influence of these interventions over the effects of PTEN neuronal deletion is of great interest, as it can help better elucidate the mechanisms of synaptic plasticity. This work aimed to functionally and biochemically assess the hippocampus and the cortex of adult mice with a conditioned neuronal deletion of PTEN (PtenloxP/+;Nse-Cre+), evaluating its effects under the influence of non-pharmacological interventions. Animals were submitted to an intermittent fasting or to a voluntary physical exercise protocol for 30 days, then assessed by behavioral (elevated plus maze, open field, novel object or object location recognition tests, Morris water maze, and passive avoidance) and biochemical (Western blotting, nitric oxide synthase activity, BDNF levels) assays. The neuronal PTEN deletion induced macrocephaly through an increase in cortical mass. Also, under the stimuli of non-pharmacological interventions intermittent fasting or physical exercise the deletion induced an anxiolytic effect on the elevated plus maze assay. On the other hand, the open field results were paradoxical. Interestingly, social isolation an intrinsic factor from the physical exercise protocol induced an increase in the anxiety behavior, independently of genotype or treatment. Results from the Morris water maze assay were not conclusive, however they pointed to a likely spatial memory deficit on animals with the PTEN deletion. Surprisingly, a deleterious effect of physical exercise was also observed an effect found on BDNF levels as well. At the passive avoidance test, the deficit from the HT group was effectively rescued by either intermittent fasting and physical exercise. The hippocampus did not show any significant biochemical alterations. However, the decreased PTEN expression was confirmed in the cortex, as well as the possible AKT activation, although any effect over the glutamatergic ionotropic receptor was found. The Cre recombinase expression profile was validated through the reporter lineage Nse-Cre+;tdTomato+. The study of PtenloxP/+;Nse-Cre+ lineage showed great potential of assessing PTEN effects on cognition and synaptic plasticity. However, a deeper standardization of parameters is recommended in order to better evaluate the observed effects. In addition, by expanding the study of this lineage through the application of other stimuli could constitute an interesting way of revealing these non-observed results.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-24112017-142910 |
| Date | 31 May 2017 |
| Creators | Costa, João Victor Cabral |
| Contributors | Iwashe, Elisa Mitiko Kawamoto |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Reter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais. |
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