Efeitos da minociclina sobre alterações causadas pela exposição ao estresse na adolescência em camundongos adultos

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Main Author: Hadera, Victor
Publication Date: 2024
Format: Master thesis
Language: por
Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
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Summary: A minociclina, uma tetraciclina com ação inibitória sobre a atividade da micróglia, tem sido objeto de estudo para compreender seu potencial efeito benéfico na prevenção ou atenuação das consequências do estresse, especialmente durante períodos críticos do desenvolvimento, como a adolescência. Várias evidências epidemiológicas indicam que a exposição a estressores durante períodos críticos do neurodesenvolvimento, como a adolescência, contribuem para o desenvolvimento de transtornos psiquiátricos. Dados recentes do nosso laboratório indicam que ratos e camundongos submetidos a estressores durante os dias pós-natais 31 e 40, um período correspondente a adolescência em humanos, apresentam várias alterações comportamentais (respostas tipo-ansiedade e prejuízos cognitivos e na sociabilidade), além de hiperatividade hipocampal e do sistema dopaminérgico da área tegmental ventral avaliados por meio de eletrofisiologia in vivo. Essas alterações foram associadas aos efeitos deletérios do estresse sobre os interneurônios que expressam a proteína de ligação ao cálcio parvalbumina (PV) e das redes perineuronais (PNNs, do inglês perineuronal nets) que os circundam. As PNNs são formadas por agregados de matriz extracelular e são importantes para a manutenção da atividade de alta frequência de disparo dos interneurônios PV-positivos e atuam como um \"escudo\" protegendo esses interneurônios de danos metabólicos e estresse oxidativo. Alterações na composição das PNNs têm sido associadas a alterações na atividade da micróglia. Nesse sentido, acredita-se que exposição ao estresse aumenta a atividade da micróglia, que poderia atuar na degradação das PNNs, resultando em perda de função dos interneurônios PV, o que tem sido associado a prejuízos comportamentais. Assim, nosso estudo se propõe investigar a hipótese de que tratamento com minociclina durante e/ou após o estresse na adolescência atenuará os efeitos deletérios de longo prazo sobre o comportamento, expressão de PV e PNNs e no número de células microgliais (células Iba-1-positivas) no córtex pré-frontal medial (PFC) e no hipocampo ventral (vHIP) na idade adulta. Observamos que a exposição ao estresse na adolescência (durante os dias pósnatais 31 e 40) induz comportamento tipo-ansioso, prejuízos na sociabilidade e na função cognitiva. Ainda, observamos diminuição no número de células PV+, incluindo aquelas circundadas pelas PNNs, no PFC e vHIP dos animais estressados. Essas alterações induzidas pelo estresse na adolescência foram atenuadas pelo tratamento repetido com a minociclina (30 mg/kg/dia, por 10 dias) realizando durante (entre os dias pós-natais 31 e 40) ou imediatamente após a exposição ao protocolo de estresse (entre os dias pós-natais 41 e 50). Nenhuma alteração no número e densidade de células microgliais (células Iba-1-positivas) foi observada. Nossos resultados reforçam as evidencias que apontam que o estresse na adolescência causa várias alterações comportamentais de longo-prazo e que impacta interneurônios PV e suas PNNs associadas. O tratamento com minociclina durante ou após o fim do estresse atenuou essas alterações, indicando o potencial uso desse composto como uma possível alternativa na prevenção e/ou tratamento de transtornos psiquiátricos nos quais o estresse atua como um fator de risco.
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Dados recentes do nosso laboratório indicam que ratos e camundongos submetidos a estressores durante os dias pós-natais 31 e 40, um período correspondente a adolescência em humanos, apresentam várias alterações comportamentais (respostas tipo-ansiedade e prejuízos cognitivos e na sociabilidade), além de hiperatividade hipocampal e do sistema dopaminérgico da área tegmental ventral avaliados por meio de eletrofisiologia in vivo. Essas alterações foram associadas aos efeitos deletérios do estresse sobre os interneurônios que expressam a proteína de ligação ao cálcio parvalbumina (PV) e das redes perineuronais (PNNs, do inglês perineuronal nets) que os circundam. As PNNs são formadas por agregados de matriz extracelular e são importantes para a manutenção da atividade de alta frequência de disparo dos interneurônios PV-positivos e atuam como um \"escudo\" protegendo esses interneurônios de danos metabólicos e estresse oxidativo. Alterações na composição das PNNs têm sido associadas a alterações na atividade da micróglia. Nesse sentido, acredita-se que exposição ao estresse aumenta a atividade da micróglia, que poderia atuar na degradação das PNNs, resultando em perda de função dos interneurônios PV, o que tem sido associado a prejuízos comportamentais. Assim, nosso estudo se propõe investigar a hipótese de que tratamento com minociclina durante e/ou após o estresse na adolescência atenuará os efeitos deletérios de longo prazo sobre o comportamento, expressão de PV e PNNs e no número de células microgliais (células Iba-1-positivas) no córtex pré-frontal medial (PFC) e no hipocampo ventral (vHIP) na idade adulta. Observamos que a exposição ao estresse na adolescência (durante os dias pósnatais 31 e 40) induz comportamento tipo-ansioso, prejuízos na sociabilidade e na função cognitiva. Ainda, observamos diminuição no número de células PV+, incluindo aquelas circundadas pelas PNNs, no PFC e vHIP dos animais estressados. Essas alterações induzidas pelo estresse na adolescência foram atenuadas pelo tratamento repetido com a minociclina (30 mg/kg/dia, por 10 dias) realizando durante (entre os dias pós-natais 31 e 40) ou imediatamente após a exposição ao protocolo de estresse (entre os dias pós-natais 41 e 50). Nenhuma alteração no número e densidade de células microgliais (células Iba-1-positivas) foi observada. Nossos resultados reforçam as evidencias que apontam que o estresse na adolescência causa várias alterações comportamentais de longo-prazo e que impacta interneurônios PV e suas PNNs associadas. O tratamento com minociclina durante ou após o fim do estresse atenuou essas alterações, indicando o potencial uso desse composto como uma possível alternativa na prevenção e/ou tratamento de transtornos psiquiátricos nos quais o estresse atua como um fator de risco.Minocycline, a tetracycline with inhibitory action on microglial activity, has been the subject of study to understand its potential beneficial effect in preventing or attenuating the consequences of stress, especially during critical periods of development such as adolescence. Several epidemiological evidences indicate that exposure to stressors during critical periods of neurodevelopment, such as adolescence, contribute to the development of psychiatric disorders. Recent data from our laboratory indicate that rats and mice subjected to stressors during postnatal days 31 and 40, a period corresponding to adolescence in humans, present several behavioral alterations (anxiety-like responses, cognitive impairments, and sociability deficits), as well as hippocampal hyperactivity and alterations in the dopaminergic system of the ventral tegmental area evaluated through in vivo electrophysiology. These alterations were associated with the deleterious effects of stress on parvalbumin-expressing interneurons and the perineuronal nets (PNNs) surrounding them. PNNs are formed by extracellular matrix aggregates and are important for maintaining high-frequency firing activity of parvalbuminpositive interneurons, acting as a \"shield\" protecting these interneurons from metabolic damage and oxidative stress. Changes in PNN composition have been associated with alterations in microglial activity. In this sense, it is believed that stress exposure increases microglial activity, which could lead to PNN degradation, resulting in loss of function of PV interneurons, which has been associated with behavioral impairments. Therefore, our study aims to investigate the hypothesis that minocycline treatment during and/or after adolescence stress will attenuate the long-term deleterious effects on behavior, PV and PNN expression, and on the number of microglial cells (Iba-1-positive cells) in the medial prefrontal cortex (PFC) and ventral hippocampus (vHIP) in adulthood. We observed that stress exposure during adolescence (on postnatal days 31 and 40) induces anxiety-like behavior, impairments in sociability, and cognitive function. Furthermore, we observed a decrease in the number of PV+ cells, including those surrounded by PNNs, in the stressed animals\' PFC and vHIP. These stress-induced alterations during adolescence were attenuated by repeated minocycline treatment (30 mg/kg/day for 10 days) given during (between postnatal days 31 and 40) or immediately after exposure to stress protocol (between postnatal days 41 and 50). No change in the number and density of microglial cells (Iba-1-positive cells) was found. Our results reinforce the evidence pointing out that adolescent stress causes several long-term behavioral alterations and impacts PV interneurons and their associated PNNs, as well as altering microglial activity. Minocycline treatment during or after the end of stress attenuated these alterations, indicating the potential use of this compound as a possible alternative in the prevention and/or treatment of psychiatric disorders in which stress acts as a risk factor.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPGomes, Felipe VillelaHadera, Victor2024-08-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17133/tde-21012025-124104/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-03-27T16:49:02Zoai:teses.usp.br:tde-21012025-124104Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-03-27T16:49:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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