Mecanismos de ação do lactato como agente neuroprotetor na hipóxia-isquemia neonatal in vivo e in vitro - Colucci, Anna Clara Machado (2023)
A encefalopatia hipóxico-isquêmica neonatal (EHI) é uma das causas mais relevantes de morte de recém-nascidos e de deficiências neuropsicológicas a longo prazo. Na clínica, o único tratamento utilizado é a hipotermia terapêutica (HT), que apresenta várias limitações e é ineficaz em cerca de 50% dos pacientes. Esse cenário exige uma busca por estratégias complementares ou alternativas à HT; o lactato é um candidato promissor, sendo capaz de agir como um substrato energético para o sistema nervoso central (SNC), e como uma molécula sinalizadora que ativa vias potencialmente neuroprotetoras na isquemia cerebral. Este trabalho foi constituído de duas partes: in vivo, utilizando um modelo que mimetiza a EHI em ratos neonatos, e in vitro, com um modelo de privação de glicose e oxigênio (OGD) em uma linhagem neuronal indiferenciada. Para os experimentos in vivo, ratos Wistar na idade de P7 (7 dias pós-natal) foram divididos em quatro grupos experimentais: HI+PBS, HI+LAC, SHAM+PBS e SHAM+LAC. Os filhotes dos grupos HI foram submetidos a uma cirurgia de oclusão da carótida comum direita seguida de exposição a uma atmosfera hipóxica (8% O2) por 60 min. Os grupos SHAM foram submetidos à cirurgia fictícia e mantidos em normóxia. Os grupos LAC receberam duas injeções de lactato (1g/kg, i.p.), 30 e 120 minutos após o final da hipóxia, e nos grupos PBS foi administrado veículo nos mesmos tempos. Os animais foram eutanasiados em P9 e os encéfalos foram coletados para análises histológicas e moleculares. O procedimento de HI produziu uma lesão ipsilateral consistente, maior em fêmeas do que em machos, e causou perda neuronal no hipocampo, avaliada pelas técnicas de Nissl e Fluoro-Jade C (FJC) (p<0,05, ANOVA de duas vias). O lactato foi capaz de reverter parcialmente todos esses desfechos deletérios. Quando avaliados os mecanismos associados à HI e à neuroproteção por RT-qPCR, foi observada uma modulação diferencial da expressão gênica entre os dois sexos: foi detectado um efeito da lesão na expressão de Nrf2 em machos, nos quais a HI induziu um aumento desse fator regulador da resposta antioxidante. Em fêmeas, foi observado um efeito do tratamento com lactato na expressão do fator antiapoptótico Bcl-2, tanto em condições basais quanto após a HI (p<0,05, GzLM). Isso sugere um claro dimorfismo sexual, em que a neuroproteção em machos parece estar associada com a redução do estresse oxidativo e da morte por necrose, aos quais os machos são mais suscetíveis, enquanto em fêmeas se relaciona com a atenuação da apoptose, a via preferencial de morte celular nesse sexo. A administração de lactato pós-HI elevou os níveis de expressão do receptor GPR81 em machos, indicando uma modulação positiva para favorecer a ativação de vias protetoras. A expressão das isoformas da lactato desidrogenase (LDHA e LDHB) não foi modificada pela HI ou pelo tratamento. Os experimentos in vitro consistiram em submeter os neurônios em cultura a uma atmosfera hipóxica por 6 h (1% O2), enquanto expostas a um meio sem glicose. Os grupos controle permaneceram em normóxia e com meio de cultura normal durante o mesmo tempo. As células foram tratadas com lactato, piruvato e o agonista do receptor GPR81, DHBA. Os três tratamentos se mostraram neuroprotetores frente à OGD. Entretanto, quando inibidos, concomitantemente, o transporte e metabolização do lactato, esses efeitos foram abolidos (p<0,05, ANOVA de uma via). Assim, esses resultados sugerem um mecanismo de ação dual do lactato na proteção contra redução da viabilidade neuronal após a OGD. Nossos resultados demonstram um efeito potencial do lactato como agente neuroprotetor na HI, protegendo contra o dano encefálico agudo.