Alterações cognitivas espaciais e parâmetros neuroquímicos cerebrais associados aos processos de morte celular em modelos experimentais de deficiência de tiamina e/ou consumo de etanol - Rogério de Freitas Lacerda (2020)
Diferentes modelos experimentais têm sido utilizados para se estudar aspectos moleculares e comportamentais de processos neurodegenarativos, sendo um desses modelos a deficiência de tiamina (DT), associada ou não ao consumo de etanol, em roedores. Apesar dos vários estudos, muitos pontos continuam obscuros, como p.ex. os mecanismos moleculares envolvidos na morte neuronal, as diferenças de suscetibilidade entre as regiões cerebrais e as relações entre alterações neurobiológicas e aspectos cognitivos. Os objetivos do presente estudo foram verificar os impactos da DT e/ou do consumo de etanol sobre parâmetros relacionados à morte neuronal, em estágios diferentes do processo, em três regiões (córtex pré-frontal-CPF, hipocampo e tálamo) do cérebro de ratos. Os parâmetros analisados foram níveis de Ca2+, atividade de caspases (3/7, 8 e 9), expressão de genes codificadores de caspases (CASPs), receptores (AMPA1), canais iônicos (CACNA1C), intermediários da neurotransmissão (AKT1, MAPK8,NFkβ) e fator neurotrófico (BDNF). Além disto, avaliamos o desempenho cognitivo dos animais em tarefas de navegação espacial. Observamos déficits cognitivos significativos, no aprendizado e memória, e várias alterações neuroquímicas dependentes da região e do estágio dos tratamentos. Ocorreu uma redução reversível na tiamina mono (TMP) e difosfato (TDP), em todos os tecidos analisados. Além disto, a DT afetou a atividade das caspases 3/7, 8 e 9. No CPF, as atividades das caspases-8 e 3 se encontraram reduzidas, após período de recuperação. No hipocampo, observamos redução das atividades das caspases-8 e 9, no último dia do episódio de DT. Em relação a expressão gênica, observamos efeito reversível (aumento da expressão dos AMPA1 e CACNA1C) no CPF, durante o episódio de DT. Esses dados indicam papeis importantes dos canais de Ca+2-voltagem dependente e dos receptores ionotrópicos glutamatérgicos, como coparticipantes do processo de morte neuronal (marcação com iodeto de propídio-IP aumentada). No hipocampo, diferentemente do CPF, observamos um aumento apenas da expressão do CACNA1C no último dia do episódio. No tálamo, ocorreu um aumento da expressão do AMPA1 e redução do CACNA1 durante o episódio de DT, sendo que ambos se encontraram reduzidos após 24 h de recuperação. Durante o episódio de DT, os níveis do íon Ca+2 livre aumentaram no CPF, retornando a valores dos controles, após período de recuperação. O aumento da [Ca2+] intracelular no CPF pode ser um dos fatores responsáveis pela inibição da enzima fosfatase que degrada TTP, o que explicaria o aumento que observamos na [TTP] nesta região. Por outro lado, no hipocampo e no tálamo não observamos aumento na [Ca2+]. Testes de viabilidade celular, usando marcação IP, mostraram um aumento da morte celular no último dia do episódio de DT, tanto no CPF e aparente efeito da DT nas regiões do hipocampo (CA3 e DG). Após período de recuperação de 4 semanas, animais do grupo DT, que não foram submetidos ao teste cognitivo, apresentaram redução na expressão dos genes CASP3, MAPK8, CACNA1C no tálamo. Esse efeito não foi observado nos animais submetidos à tarefa cognitiva. Isto indica um provável efeito, direto ou indireto, do treino cognitivo sobre a regulação da expressão desses genes no tálamo. Verificamos ainda sinergismo entre os efeitos do consumo crônico de etanol e DT, em relação à diminuição na expressão dos genes CASP3, CASP8, AKT1, MAPK8, NFkβ, BDNF, no hipocampo. Alterações na atividade das caspases no hipocampo, observadas concomitantemente com a marcação com IP, indicaram a ocorrência de processo de morte celular neste tecido. Concluímos que, os mecanismos que levam à morte celular, induzida por DT e/ou Etanol, são distintos nas três regiões cerebrais. Os achados do presente estudo mostram pela primeira fez que a DT/consumo crônico de etanol afetam componentes moleculares envolvidos em sistemas de controle da viabilidade celular e que, existem diferenças no mecanismo molecular relacionado à susceptibilidade das regiões cerebrais. As alterações neurobiológicas observadas no CPF e no hipocampo, podem representar parte importante dos mecanismos subjacentes ao processo neurodegenerativo responsável pelos déficits cognitivos espaciais induzidos pela DT e/ou etanol.